### 软件无线电教程（即经典GNU Radio入门） #### 一、软件无线电与GNU Radio简介 **软件无线电**是一种革命性的技术，它允许通过软件重新配置无线通信系统的功能，而不是传统的通过硬件来实现。这一概念的核心是将尽可能多的功能（如调制/解调、编码/解码等）转移到软件层，从而使无线通信设备变得更加灵活和可定制。 **GNU Radio**是一款开源的软件包，用于构建实时软件定义无线电系统。它可以运行在多种平台上，并且支持各种不同的硬件接口，包括但不限于USRP（Universal Software Radio Peripheral）系列。GNU Radio不仅仅是一组库或工具集，它还包含了一个图形界面，使得用户可以通过简单的拖拽方式来创建复杂的信号处理流程。 #### 二、GNU Radio的软件架构 GNU Radio的核心软件架构基于流式数据处理模型。这种模型非常适合于处理连续的数据流，如来自射频接口的信号。GNU Radio提供了大量的预定义组件（称为“块”），这些块可以被连接起来形成复杂的信号处理流程。每个块都有明确的输入和输出接口，这样就可以方便地组合不同的块来实现所需的功能。 1. **“Hello World”示例 - 拨号音**: 这个例子通常用于介绍GNU Radio的基础操作。在这个例子中，用户会创建一个简单的流程，生成一个拨号音信号并将其播放出来。这有助于理解基本的块类型，如信号源、滤波器和输出设备。 2. **流图和块**: GNU Radio中的“流图”是指由一系列块组成的信号处理流程。每个块代表了一种特定的操作，如信号生成、信号分析、过滤等。用户可以通过将这些块连接起来，构建出复杂的信号处理系统。 #### 三、GNU Radio的硬件架构 GNU Radio可以与多种硬件设备配合使用，其中最著名的是USRP系列。USRP是一种高度灵活的软件定义无线电平台，它为GNU Radio提供了强大的硬件支持。 1. **USRP启动过程**: USRP启动后，首先会加载固件到FPGA中，初始化ADC/DAC和其他硬件资源，随后准备接收来自GNU Radio的指令。 2. **数字中频处理 - FPGA的角色**: 在USRP中，FPGA主要用于执行数字信号处理任务，如数字下变频（DDC）、数字上变频（DUC）以及其他高级信号处理算法。 #### 四、USRP硬件细节 1. **USRP母板**: 包括模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、辅助模拟I/O端口、辅助数字I/O端口和FPGA等关键部件。这些部件共同构成了USRP的核心。 - **模数转换器部分**: 负责将接收到的模拟信号转换成数字信号。 - **数模转换器部分**: 将待发送的数字信号转换成模拟信号。 - **辅助模拟I/O端口**: 用于与其他模拟设备进行交互。 - **辅助数字I/O端口**: 用于与其他数字设备进行交互。 - **FPGA**: 执行高速数字信号处理任务。 2. **USRP2母板**: USRP2相比USRP1在性能上有显著提升，例如更高的采样率和更大的带宽。 3. **子板**: 子板提供了更多的频率范围和支持特性。例如： - **BasicTX/RX子板**: 支持基本的发射和接收功能。 - **低频发射/接收子板**: 适用于较低频段的应用。 - **TVRX子板**: 针对电视信号的接收。 - **DBSRX子板**: 提供高性能的接收能力。 - **RFX系列子板**: 支持不同频率范围的应用。 4. **电源**: USRP需要稳定的电源供应，通常使用标准电源适配器。 5. **时钟同步问题**: 为了确保多个USRP设备之间的时间同步，通常需要使用外部参考时钟。 - **同步所有子板本地晶振**: 通过调整内部晶振频率实现同步。 - **同步多个USRP**: 使用外部参考时钟源来确保所有USRP之间的同步。 #### 五、GNU Radio的安装与使用 GNU Radio可以在多种操作系统上安装，包括Linux发行版如Ubuntu和Fedora。 1. **安装需求**: 需要支持的硬件环境和软件环境。 2. **Ubuntu下安装**: 可以通过包管理器轻松安装GNU Radio及其依赖。 3. **Fedora下安装**: 同样可以通过包管理器进行安装。 4. **装好之后的第一步**: 安装完成后，可以通过简单的示例程序来测试GNU Radio的功能。 - **如果你有USRP**: 可以尝试发送和接收简单的信号。 - **如果你没有USRP**: 仍然可以通过模拟信号来进行学习和测试。 #### 六、GNU Radio编程基础 GNU Radio支持多种编程语言，但主要使用Python进行开发。 1. **预备知识**: 在开始使用GNU Radio之前，需要了解一些基础知识，包括： - **对GNU Radio的认识**: 理解GNU Radio的工作原理和架构。 - **数字信号处理（DSP）知识**: 了解基本的信号处理概念和技术。 - **通信系统知识**: 熟悉通信系统的组成和工作原理。 2. **Python应用程序编写**: GNU Radio提供了丰富的API来帮助用户构建自己的应用程序。 - **概述**: 了解如何使用Python来控制GNU Radio。 - **FM接收机源代码**: 分析一个简单的FM接收机示例代码。 - **代码逐行解释**: 对每一行代码进行详细解析，以便更好地理解其功能。 #### 结论 GNU Radio不仅为学习者提供了一个强大的软件定义无线电平台，而且还为无线通信研究和开发提供了一个开放的生态系统。无论是对于初学者还是专业人士，GNU Radio都具有巨大的潜力和价值。通过深入学习GNU Radio及其相关的技术和应用，不仅可以掌握现代无线通信的关键技能，还可以推动创新和发展。

在现代通信系统中，信号的生成与处理是至关重要的环节，它们直接关系到通信的效率和质量。GNU Radio作为一个开源的软件开发工具包（SDK），提供了一系列用于信号处理和无线通信的工具和算法，使得开发者能够在不需要硬件支持的情况下，设计和实现各种信号发生器和通信系统原型。在GNU Radio的众多功能中，LFM（线性调频）和SFM（二次调频）信号发生器的研究和应用是一个重要的分支。 LFM信号，也被称作Chirp信号，是一种在脉冲宽度内频率随时间线性变化的信号。LFM信号广泛应用于雷达、声纳、无线通信等领域。其优势在于可以实现良好的距离分辨率和低截获概率，这使得它成为现代电子侦察和信号处理技术中的一个关键要素。LFM信号的一个显著特点是，其时间-频率表示形式呈现出线性变化的轨迹，因此在频域中具有较宽的带宽。 SFM信号，又称为二次调频信号，是一种频率随时间变化的信号，其变化规律是二次方的，即频率的变化率本身是时间的函数。SFM信号在时间-频率分析中呈现出抛物线型的轨迹。与LFM信号相比，SFM信号可以用于更复杂的调制和编码策略，常用于提高系统的信号编码能力，尤其是在对信号进行加密和认证方面。 GNU Radio平台通过其强大的模块化处理能力，使得研究人员和工程师能够在不需要复杂的硬件设备的情况下，仅通过软件编程就能快速搭建起基于LFM和SFM信号的通信系统。通过GNU Radio自带的模块，如信号源、滤波器、调制解调器等，结合USRP（通用软件无线电外设）硬件，可以实现从信号产生到信号接收、处理的完整流程。 在GNU Radio中创建LFM和SFM信号发生器的过程涉及多个步骤。需要选择合适的模块搭建信号流图。例如，可以使用Sine Wave模块作为基本信号源，然后通过加入频率变化规律的数学模块来调整信号的频率。对于LFM信号，需要实现一个线性变化的频率偏移；而对于SFM信号，则需要实现一个二次函数的频率偏移。此外，为了确保信号的稳定性和准确性，还需要在信号处理链路中加入滤波模块以滤除噪声。 GNU Radio的灵活性不仅限于信号的生成，还体现在能够支持多种信号处理技术的实验和研究。例如，通过编程实现不同调制方式（如FSK、PSK等）的转换，可以对LFM和SFM信号的性能进行深入分析。此外，GNU Radio也支持高级信号分析工具，如频谱分析、星座图分析等，这为开发者提供了丰富的信号质量评估手段。 利用GNU Radio平台，研究人员还可以通过USRP硬件实现LFM和SFM信号的实时发射和接收测试。USRP是一种软件定义的无线电平台，通过USB或以太网接口与PC相连，可以作为信号发射机或接收机。在实际测试中，USRP设备能够将GNU Radio软件生成的信号转换为真实世界中的无线电信号，并进行远距离传输，从而在接收端验证信号的完整性和性能。 基于GNU Radio的LFM和SFM信号发生器为无线通信系统的研发提供了一个便捷、高效、低成本的实验平台。该平台不仅能够帮助工程师和研究人员快速设计和测试信号处理算法，还能够推动新型通信技术的发展，特别是在军事通信、无线传感器网络、物联网等领域。

STM32系列微控制器是STMicroelectronics（意法半导体）推出的基于ARM Cortex-M核心的广泛使用的微控制器产品线。这些微控制器因其高性能、低功耗以及丰富的集成外设而广泛应用于各个领域，如工业控制、消费电子、医疗设备等。随着物联网和嵌入式系统的发展，STM32微控制器的使用场景也在不断扩大。 为了便于开发者使用STM32微控制器进行产品开发，ST推出了STM32Cube，这是一个集成了软件配置、代码生成以及图形化配置工具的平台。STM32Cube旨在简化微控制器的开发过程，提供了一种直观而高效的方式来配置微控制器的各种特性。通过这种方式，开发者可以更加专注于应用逻辑的开发，而不是花费大量时间在硬件细节的配置上。 STM32Cube包含STM32CubeMX和STM32CubeIDE等工具。其中，STM32CubeMX是一个图形化配置工具，允许用户通过图形化界面选择外设并配置其参数，同时自动生成初始化代码框架。这些代码框架可以作为项目开发的起点，大大提高了开发效率。 STM32CubeIDE则是集成开发环境，它基于Eclipse开发平台，并集成了GCC编译器，以及调试工具如GDB。这个环境提供了代码编辑、编译、调试和运行的一体化解决方案。开发者可以在一个统一的界面中完成所有的开发任务，从而提升整体的开发体验。 标题中提到的"stm32cube gnu-tools-for-stm32.9-2020-q2-update"指的是STM32Cube软件包的GNU工具链更新，版本号为2020年第二季度的更新版本。这个更新包包含了针对STM32系列微控制器的GNU工具链，比如GCC编译器、GDB调试器以及相关的开发工具和库文件。GNU工具链是嵌入式开发中常用的工具链之一，它为STM32微控制器的程序编译、链接以及调试提供了坚实的基础。 在这个更新包中，tools文件夹可能包含各种编译、调试工具及其配置文件；docs文件夹则可能包含了关于工具链的文档说明、用户手册以及软件使用指南等文档资料；META-INF文件夹则通常包含了软件包的元数据信息，如版本号、作者信息、版权说明等。 综合以上信息，我们可以看到STM32系列微控制器及其生态系统在持续发展，为开发者提供越来越完善的工具和资源。而通过不断更新的软件工具包，ST不仅展现了对开发者的支持，也体现了对STM32产品线未来发展的信心和决心。

If you have programming experience and a familiarity with C--the dominant language in embedded systems--Programming Embedded Systems, Second Edition is exactly what you need to get started with embedded software. This software is ubiquitous, hidden away instruments would have been nearly impossible to create without embedded software.

clang+llvm-13.0.1-x86_64-linux-gnu-ubuntu-18.04 llvm 13.0.1 在 18.04系统下的安装包

gcc-arm-10.3-2021.07-mingw-w64-i686-aarch64-none-linux-gnu

### 基于GNU-Radio和USRP的雷达通信系统实现 #### 摘要与背景 本研究提出了一种基于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）技术的雷达通信一体化系统。该系统利用GNU-Radio作为控制软件，并采用通用软件无线电外设（Universal Software Radio Peripheral, USRP）作为前端硬件平台。通过设计并实施了一系列实验，对不同参数设置下的系统性能进行了评估和比较分析。 随着无线通信技术的发展，传统的雷达与通信系统往往是独立设计的，主要考虑的是不同波形之间的干扰问题。然而，随着多载波波形（如OFDM）在现代无线通信标准中的广泛应用，其雷达检测性能受到了越来越多的关注。利用单一OFDM波形同时实现雷达与通信功能具有多重优势：一方面，从雷达的角度来看，信号带宽越宽，雷达系统的距离分辨率越高；另一方面，雷达与通信功能的融合可以实现协同效应，例如允许雷达系统与其他网络参与者进行通信，从而构建出合作式的雷达系统，这在车载系统中尤为重要。 #### 实现方法 本研究建立了一个联合雷达通信软件定义无线电（Software Defined Radio, SDR）平台，具体实现过程包括： - **软件层**：采用GNU-Radio作为命令软件。GNU-Radio是一种开源的软件无线电开发平台，支持多种信号处理模块和算法库，可以用于实现复杂的无线通信系统。 - **硬件层**：使用USRP作为前端硬件设备。USRP是可编程的射频收发器，能够根据软件指令调整频率、采样率等关键参数，从而实现灵活的信号收发功能。 - **系统架构**：该雷达通信一体化系统通过GNU-Radio编写相应的脚本来配置USRP，完成信号的发送和接收任务。系统设计了多个实验场景，旨在验证OFDM波形在雷达通信应用中的可行性。 #### 实验设计与结果分析 为了全面评估系统的性能，研究人员设置了多种实验环境，并调整了不同的参数组合，包括但不限于： - **信号带宽**：调整OFDM信号的带宽，观察其对雷达检测性能的影响。 - **信噪比**：改变信号传输时的信噪比，评估系统在不同噪声环境下的鲁棒性。 - **多径效应**：模拟多径传播环境，测试系统的抗多径能力。 - **移动目标跟踪**：在动态环境中跟踪移动目标，检验系统的位置估计精度。 通过对实验数据的分析，研究人员发现： - 在较宽的信号带宽下，雷达的分辨率得到了显著提高。 - 当信噪比较高时，系统的稳定性更好，能够更准确地检测和定位目标。 - 在存在多径传播的情况下，OFDM波形展现出良好的抗多径性能。 - 对于移动目标，系统能够有效地跟踪其运动轨迹，并提供较为精确的位置信息。 #### 结论与展望 本研究成功地实现了基于GNU-Radio和USRP的雷达通信一体化系统，通过实验验证了OFDM波形在雷达通信领域的潜力。未来的研究方向可能包括进一步优化系统性能，提高系统的实时性和可靠性，以及探索更多应用场景，如无人机监测、智能交通系统等。 该论文不仅详细介绍了雷达通信一体化系统的实现方法，还通过一系列实验对其性能进行了深入探讨，为OFDM在雷达通信领域的应用提供了重要的参考价值。

GNU make中文手册 ver - 3.8 第一章：概述 1.1 概述 1.2 准备知识 第二章 GNU make 介绍 2 GNU make 介绍 2.1 Makefile简介 2.2 Makefile规则介绍 2.3 简单的示例 2.4 make如何工作 2.5 指定变量 2.6 自动推导规则 2.7 另类风格的makefile 2.8 清除工作目录过程文件 第三章：Makefile 总述 3 Makefile总述 3.1 Makefile的内容 3.2 makefile文件的命名 3.3 包含其它makefile文件 3.4 变量 MAKEFILES 3.5 变量 MAKEFILE_LIST 3.6 其他特殊变量 3.7 makefile文件的重建 3.8 重载另外一个makefile 3.9 make如何解析makefile文件 3.9.1 变量取值 3.9.2 条件语句 3.9.3 规则的定义 3.10 总结 第四章：Makefile的规则 4 Makefile规则 4.1 一个例子 4.2 规则语法 4.3 依赖的类型 4.4 文件名使用通配符 4.4.1 统配符使用举例 4.4.2 通配符存在的缺陷 4.4.3 函数wildcard 4.5 目录搜寻 4.5.1 一般搜索（变量VPATH ） 4.5.2 选择性搜索（关键字vpath ） 4.5.3 目录搜索的机制 4.5.4 命令行和搜索目录 4.5.5 隐含规则和搜索目录 4.5.6 库文件和搜索目录 4.6 Makefile伪目标 4.7 强制目标（没有命令或依赖的规则） 4.8 空目标文件 4.9 Makefile的特殊目标 4.10 多目标 4.11 多规则目标 4.12 静态模式 4.12.1 静态模式规则的语法 4.12.2 静态模式和隐含规则 4.13 双冒号规则 4.14 自动产生依赖 第五章：规则的命令 5 为规则书写命令 5.1 命令回显 5.2 命令的执行 5.3 并发执行命令 5.4 命令执行的错误 5.5 中断make的执行 5.6 make的递归执行 5.6.1 变量MAKE 5.6.2 变量和递归 5.6.3 命令行选项和递归 5.6.4 -w选项 5.7 定义命令包 5.8 空命令 第六章：Makefile中的变量 6 使用变量 6.1 变量的引用 6.2 两种变量定义（赋值） 6.2.1 递归展开式变量 6.2.2 直接展开式变量 6.2.3 定义一个空格 6.2.4 “?=”操作符 6.3 变量的高级用法 6.3.1 变量的替换引用 6.3.2 变量的套嵌引用 6.4 变量取值 6.5 如何设置变量 6.6 追加变量值 6.7 override 指示符 6.8 多行定义 6.9 系统环境变量 6.10 目标指定变量 6.11 模式指定变量 第七章：Makefile的条件执行 7 Makefile的条件判断 7.1 一个例子 7.2 条件判断的基本语法 7.3 标记测试的条件语句 第八章：make的内嵌函数 8 make的函数 8.1 函数的调用语法 8.2 文本处理函数 8.2.1 $(subst FROM,TO,TEXT) 8.2.2 $(patsubst PATTERN,REPLACEMENT,TEXT) 8.2.3 $(strip STRINT) 8.2.4 $(findstring FIND,IN) 8.2.5 $(filter PATTERN…,TEXT) 8.2.6 $(filter-out PATTERN.,TEXT) 8.2.7 $(sort LIST) 8.2.8 $(word N,TEXT) 8.2.9 $(wordlist S,E,TEXT) 8.2.10 $(words TEXT) 8.2.11 $(firstword NAMES…) 8.3 文件名处理函数 8.3.1 $(dir NAMES…) 8.3.2 $(notdir NAMES…) 8.3.3 $(suffix NAMES…) 8.3.4 $(basename NAMES…) 8.3.5 $(addsuffix SUFFIX,NAMES…) 8.3.6 $(addprefix PREFIX,NAMES…) 8.3.7 $(join LIST1,LIST2) 8.3.8 $(wildcard PATTERN) 8.4 foreach 函数 8.5 if 函数 8.6 call函数 8.7 value函数 8.8 eval函数 8.9 origin函数 8.10 shell函数 8.11 make的控制函数 8.11.1 $(error TEXT…) 8.11.2 $(warning TEXT…) 第九章：执行make 9 执行make 9.1 指定makefile文件 9.2 指定终极目标 9.3 替代命令的执行 9.4 防止特定文件重建 9.5 替换变量定义 9.6 使用make进行编译测试 9.7 Tmake的命令行选项 第十章：make的隐含规则 10 使用隐含规则 10.1 隐含规则的使用 10.2 make的隐含规则一览 10.3 隐含变量 10.3.1 代表命令的变量 10.3.2 命令参数的变量 10.4 make隐含规则链 10.5 模式规则 10.5.1 模式规则介绍 10.5.2 模式规则示例 10.5.3 自动化变量 T10.5.4 T模式的匹配 10.5.5 万用规则 10.5.6 重建内嵌隐含规则 10.6 缺省规则 10.7 后缀规则 10.8 隐含规则搜索算法 第十一章：使用make更新静态库文件 11 更新静态库文件 11.1 库成员作为目标 11.2 静态库的更新 11.2.1 更新静态库的符号索引表 11.3 make静态库的注意事项 11.4 静态库的后缀规则 第十二章 ： GNU make的特点 12 GNU make的一些特点 12.1 源自System v的特点 12.2 源自其他版本的特点 12.3 GNU make 自身的特点 第十三章 和其它版本的兼容 13 不兼容性 第十四章 Makefile的约定 14 书写约定 14.1 基本的约定 14.2 规则命令行的约定 14.3 代表命令变量 14.4 安装目录变量 14.5 Makefile的标准目标名 14.6 安装命令分类 第十五章 make的常见错误信息 15 make产生的错误信息 附录1：关键字索引 GNU make可识别的指示符： GNU make函数： GNU make的自动化变量 GNU make环境变量 后序 ### GNU makefile中文手册知识点概览 #### 一、概述 **1.1 概述** - **GNU make** 是一款强大的工具，用于自动化构建软件项目。它通过读取一个或多个 *Makefile* 文件来确定项目的构建顺序，并管理整个构建流程。 - Makefile 文件包含了项目的构建规则和依赖关系。 **1.2 准备知识** - 在深入学习 GNU make 之前，读者应具备基本的编程知识，了解文本编辑器的使用方法以及基本的 shell 脚本编写技巧。 - 对于操作系统命令行界面有一定的熟悉度。 #### 二、GNU make 介绍 **2.1 Makefile简介** - Makefile 是一个文本文件，其中定义了构建项目的规则和目标。 - 它指定了构建过程中的依赖关系，帮助 make 工具决定哪些文件需要被构建，以及构建的顺序。 **2.2 Makefile规则介绍** - **规则** 是 Makefile 的核心组件之一，用于定义目标文件及其依赖文件。 - 规则通常由目标、依赖项和命令组成。 - 示例格式如下： ```makefile target: dependencies command ``` **2.3 简单的示例** - 简单的 Makefile 示例可能如下所示： ```makefile all: prog.o lib.o gcc -o prog prog.o lib.o prog.o: prog.c gcc -c -o prog.o prog.c lib.o: lib.c gcc -c -o lib.o lib.c clean: rm -f prog prog.o lib.o ``` **2.4 make如何工作** - make 工具读取 Makefile 文件，解析其中的规则，并根据文件的时间戳来决定是否需要重新构建某个目标。 - 如果目标比其依赖项更新，则 make 认为该目标是最新的，无需重新构建。 **2.5 指定变量** - **变量** 是 Makefile 中的一个重要概念，可以用来存储路径、文件名或其他值。 - 变量在 Makefile 中被引用时，通常采用 `$(variable)` 或 `${variable}` 的形式。 - 示例： ```makefile CC = gcc CFLAGS = -Wall -g prog: prog.o lib.o $(CC) $(CFLAGS) -o prog prog.o lib.o ``` **2.6 自动推导规则** - make 支持 **自动推导规则**，即根据文件扩展名自动应用预定义的构建步骤。 - 例如，如果 Makefile 中包含 `.c.o` 规则，则 make 可以自动推断出如何从 .c 文件构建 .o 文件。 **2.7 另类风格的makefile** - Makefile 的风格多种多样，可以根据项目的需求和个人偏好进行调整。 - 有些 Makefile 使用更复杂的结构，如条件语句、循环等，以实现更灵活的功能。 **2.8 清除工作目录过程文件** - Makefile 中通常会包含一个名为 `clean` 的规则，用于清理构建过程中产生的临时文件。 - 示例： ```makefile clean: rm -f *.o prog ``` #### 三、Makefile 总述 **3.1 Makefile的内容** - Makefile 通常包含以下内容： - 目标及规则 - 变量定义 - 包含其他 Makefile 文件 - 特殊目标和规则 **3.2 makefile文件的命名** - Makefile 文件通常命名为 `Makefile` 或 `makefile`。 - make 工具默认查找这些文件名。 **3.3 包含其它makefile文件** - 可以使用 `include` 指令来包含其他 Makefile 文件，这有助于组织大型项目的构建脚本。 - 示例： ```makefile include common.mk ``` **3.4 变量MAKEFILES** - **MAKEFILES** 变量用于记录当前 makefile 文件名列表。 - 这个变量主要用于调试目的，帮助理解 make 如何解析 makefile 文件。 **3.5 变量MAKEFILE_LIST** - **MAKEFILE_LIST** 变量用于存储所有已读取的 makefile 文件名。 - 类似于 **MAKEFILES**，但包含了所有文件名。 **3.6 其他特殊变量** - Makefile 中还存在一些特殊的内置变量，如 `$@`、`$<`、`$^` 等，它们在构建过程中具有特殊的意义。 - 例如，`$@` 表示目标文件，`$<` 表示第一个依赖项。 **3.7 makefile文件的重建** - make 工具支持自动检测并重建 makefile 文件。 - 这对于确保 makefile 文件与源代码同步非常有用。 **3.8 重载另外一个makefile** - 可以使用 `-I` 或 `--include` 选项来指定额外的目录，使 make 能够从这些目录中搜索包含文件。 **3.9 make如何解析makefile文件** - **3.9.1 变量取值** - 变量在 Makefile 中被解析和取值的方式。 - 包括直接展开式变量和递归展开式变量。 - **3.9.2 条件语句** - Makefile 支持使用条件语句来根据不同的情况执行不同的构建逻辑。 - **3.9.3 规则的定义** - 规则的定义方式和解析过程。 **3.10 总结** - 本章总结了 Makefile 的基本概念和功能，为后续章节奠定了基础。 #### 四、Makefile的规则 **4.1 一个例子** - 通过示例来展示 Makefile 规则的编写方式。 - 示例通常包括目标、依赖项和命令。 **4.2 规则语法** - 详细介绍了 Makefile 规则的语法结构。 **4.3 依赖的类型** - Makefile 支持多种类型的依赖，包括显式依赖、隐式依赖等。 **4.4 文件名使用通配符** - 介绍了如何在 Makefile 中使用通配符来匹配多个文件。 - 例如，`*.c` 匹配所有 .c 扩展名的文件。 **4.5 目录搜寻** - **4.5.1 一般搜索（变量VPATH）** - 通过设置 VPATH 变量来指定 make 在哪些目录中搜索依赖文件。 - **4.5.2 选择性搜索（关键字vpath）** - 使用 `vpath` 关键字来指定特定目标的搜索路径。 - **4.5.3 目录搜索的机制** - 解释了 make 如何根据指定的路径搜索依赖文件。 - **4.5.4 命令行和搜索目录** - 说明如何通过命令行选项来影响目录搜索行为。 - **4.5.5 隐含规则和搜索目录** - 探讨了隐含规则在目录搜索中的作用。 - **4.5.6 库文件和搜索目录** - 描述了如何搜索库文件。 **4.6 Makefile伪目标** - 伪目标是在 Makefile 中定义的目标，它们不代表实际文件，而是用于触发一系列命令的执行。 **4.7 强制目标（没有命令或依赖的规则）** - 强制目标是 Makefile 中的一种特殊规则，即使没有明确的命令或依赖项也会被执行。 **4.8 空目标文件** - 空目标文件是一种特殊的情况，用于表示没有任何内容的目标。 **4.9 Makefile的特殊目标** - Makefile 支持一些特殊目标，如 `.PHONY`、`.SECONDEXPANSION` 等。 **4.10 多目标** - 介绍如何在一个规则中指定多个目标。 **4.11 多规则目标** - 多规则目标是指一个目标可以在多个规则中出现。 **4.12 静态模式** - **4.12.1 静态模式规则的语法** - 静态模式规则允许使用模式匹配来简化规则的定义。 - **4.12.2 静态模式和隐含规则** - 静态模式规则与隐含规则之间的相互作用。 **4.13 双冒号规则** - 双冒号规则提供了一种机制来覆盖现有的规则。 **4.14 自动产生依赖** - make 支持自动生成依赖项，这对于大型项目特别有用。 #### 五、规则的命令 **5.1 命令回显** - 当 make 执行命令时，可以设置选项让命令在执行前显示出来。 **5.2 命令的执行** - 详细介绍了命令如何被 make 工具执行。 **5.3 并发执行命令** - make 支持并发执行命令，提高了构建效率。 - 可以通过 `-j` 或 `--jobs` 选项指定并行执行的进程数。 **5.4 命令执行的错误** - 介绍了如何处理命令执行过程中的错误。 **5.5 中断make的执行** - 有时需要在特定条件下中断 make 的执行。 **5.6 make的递归执行** - 递归执行是指 make 在执行某个规则时调用另一个 make 进程。 - 这种机制可以用于分层构建大型项目。 **5.7 定义命令包** - 可以定义一组命令作为命令包，在需要的地方重复使用。 **5.8 空命令** - 空命令是 Makefile 中的一个特殊概念，用于定义不需要任何命令执行的目标。 #### 六、Makefile中的变量 **6.1 变量的引用** - 介绍了如何在 Makefile 中引用变量。 **6.2 两种变量定义（赋值）** - **6.2.1 递归展开式变量** - 递归展开式变量会在使用时才被解析。 - **6.2.2 直接展开式变量** - 直接展开式变量在定义时立即被解析。 - **6.2.3 定义一个空格** - 介绍如何在 Makefile 中定义包含空格的变量。 - **6.2.4 “?=”操作符** - 该操作符用于定义条件变量，只有当变量未被定义时才会被设置。 **6.3 变量的高级用法** - **6.3.1 变量的替换引用** - 介绍如何使用变量替换功能。 - **6.3.2 变量的套嵌引用** - 说明如何在一个变量定义中引用另一个变量。 **6.4 变量取值** - 详细介绍了如何在 Makefile 中获取变量的实际值。 **6.5 如何设置变量** - 介绍了在 Makefile 中设置变量的不同方法。 **6.6 追加变量值** - 说明如何向已有的变量追加值。 **6.7 override 指示符** - `override` 指示符用于改变 Makefile 中变量的默认行为。 **6.8 多行定义** - 介绍如何在 Makefile 中定义多行变量。 **6.9 系统环境变量** - 说明如何在 Makefile 中使用系统环境变量。 **6.10 目标指定变量** - 目标指定变量允许为特定的目标定义变量。 **6.11 模式指定变量** - 模式指定变量允许基于文件名模式来定义变量。 #### 七、Makefile的条件执行 **7.1 一个例子** - 通过示例来展示条件执行的使用方法。 **7.2 条件判断的基本语法** - 介绍了 Makefile 中条件判断的基本语法。 **7.3 标记测试的条件语句** - 介绍如何使用条件语句来执行标记测试。 #### 八、make的内嵌函数 **8.1 函数的调用语法** - 介绍了 make 内置函数的调用方式。 **8.2 文本处理函数** - **8.2.1 $(subst FROM,TO,TEXT)** - 用于替换字符串中的子串。 - **8.2.2 $(patsubst PATTERN,REPLACEMENT,TEXT)** - 根据模式匹配替换文本。 - **8.2.3 $(strip STRINT)** - 移除字符串中的空白字符。 - **8.2.4 $(findstring FIND,IN)** - 查找一个字符串在另一个字符串中的位置。 - **8.2.5 $(filter PATTERN…,TEXT)** - 从文本中筛选出匹配模式的单词。 - **8.2.6 $(filter-out PATTERN.,TEXT)** - 从文本中排除匹配模式的单词。 - **8.2.7 $(sort LIST)** - 对列表进行排序。 - **8.2.8 $(word N,TEXT)** - 提取文本中的第 N 个单词。 - **8.2.9 $(wordlist S,E,TEXT)** - 提取文本中从第 S 个到第 E 个单词。 - **8.2.10 $(words TEXT)** - 返回文本中单词的数量。 - **8.2.11 $(firstword NAMES…)** - 提取文本中的第一个单词。 **8.3 文件名处理函数** - **8.3.1 $(dir NAMES…)** - 提取文件名中的目录部分。 - **8.3.2 $(notdir NAMES…)** - 提取文件名中的非目录部分。 - **8.3.3 $(suffix NAMES…)** - 提取文件名的扩展名。 - **8.3.4 $(basename NAMES…)** - 提取文件名的基础部分，去除扩展名。 - **8.3.5 $(addsuffix SUFFIX,NAMES…)** - 在每个文件名后面添加指定的扩展名。 - **8.3.6 $(addprefix PREFIX,NAMES…)** - 在每个文件名前面添加指定的前缀。 - **8.3.7 $(join LIST1,LIST2)** - 将两个列表中的元素组合成新的列表。 - **8.3.8 $(wildcard PATTERN)** - 根据模式匹配找到相应的文件名。 **8.4 foreach 函数** - `foreach` 函数用于在 Makefile 中实现循环操作。 **8.5 if 函数** - `if` 函数用于实现条件判断。 **8.6 call函数** - `call` 函数用于调用其他函数。 **8.7 value函数** - `value` 函数用于返回变量的值。 **8.8 eval函数** - `eval` 函数用于执行动态定义的 Makefile 代码。 **8.9 origin函数** - `origin` 函数用于返回变量的定义来源。 **8.10 shell函数** - `shell` 函数用于在 Makefile 中执行 shell 命令。 **8.11 make的控制函数** - **8.11.1 $(error TEXT…)** - 用于生成错误信息。 - **8.11.2 $(warning TEXT…)** - 用于生成警告信息。 #### 九、执行make **9.1 指定makefile文件** - 说明如何在命令行中指定 Makefile 文件。 **9.2 指定终极目标** - 介绍如何在命令行中指定构建的目标。 **9.3 替代命令的执行** - 介绍如何替代 Makefile 中定义的命令。 **9.4 防止特定文件重建** - 介绍如何防止 make 重新构建某些文件。 **9.5 替换变量定义** - 说明如何在命令行中更改 Makefile 中定义的变量。 **9.6 使用make进行编译测试** - 介绍如何使用 make 进行编译测试。 **9.7 Tmake的命令行选项** - 介绍 make 支持的各种命令行选项。 #### 十、make的隐含规则 **10.1 隐含规则的使用** - 介绍了 make 的隐含规则如何被使用。 **10.2 make的隐含规则一览** - 列出了 make 默认提供的隐含规则。 **10.3 隐含变量** - **10.3.1 代表命令的变量** - 用于指定隐含规则中的命令。 - **10.3.2 命令参数的变量** - 用于指定命令中的参数。 **10.4 make隐含规则链** - 介绍 make 如何处理隐含规则链。 **10.5 模式规则** - **10.5.1 模式规则介绍** - 介绍模式规则的概念。 - **10.5.2 模式规则示例** - 通过示例来展示模式规则的应用。 - **10.5.3 自动化变量** - 介绍模式规则中使用的自动化变量。 - **10.5.4 模式的匹配** - 介绍模式规则中的模式匹配方式。 - **10.5.5 万用规则** - 介绍万用规则的概念。 - **10.5.6 重建内嵌隐含规则** - 说明如何重建内嵌的隐含规则。 **10.6 缺省规则** - 介绍 make 的缺省规则。 **10.7 后缀规则** - 介绍 make 的后缀规则。 **10.8 隐含规则搜索算法** - 详细介绍 make 如何搜索和应用隐含规则。 #### 十一、使用make更新静态库文件 **11.1 库成员作为目标** - 介绍如何将静态库文件的成员作为 Makefile 中的目标。 **11.2 静态库的更新** - 说明如何更新静态库文件。 **11.3 make静态库的注意事项** - 提供了一些在使用 make 构建静态库时需要注意的问题。 **11.4 静态库的后缀规则** - 介绍用于静态库构建的后缀规则。 #### 十二、GNU make的特点 **12.1 源自System v的特点** - 介绍了源自 System v 的 make 特点。 **12.2 源自其他版本的特点** - 介绍了源自其他 make 版本的特点。 **12.3 GNU make 自身的特点** - 重点介绍了 GNU make 的独特特性。 #### 十三、和其它版本的兼容 **13 不兼容性** - 介绍了 GNU make 与其他 make 版本之间可能存在的不兼容性问题。 #### 十四、Makefile的约定 **14 书写约定** - **14.1 基本的约定** - 介绍了 Makefile 书写的基本约定。 - **14.2 规则命令行的约定** - 介绍了规则命令行的约定。 - **14.3 代表命令变量** - 介绍了代表命令的变量约定。 - **14.4 安装目录变量** - 介绍了安装目录变量的约定。 - **14.5 Makefile的标准目标名** - 介绍了 Makefile 中标准目标名称的约定。 - **14.6 安装命令分类** - 介绍了安装命令的分类约定。 #### 十五、make的常见错误信息 **15 make产生的错误信息** - 列出了 make 在运行过程中可能会产生的常见错误信息，并提供了相应的解决方法。 #### 附录 - **关键字索引** - **GNU make函数** - **GNU make的自动化变量** - **GNU make环境变量** 以上是对 GNU makefile 中文手册的主要知识点的总结，涵盖了从 Makefile 的基础知识到高级用法的各个方面。通过学习这些内容，读者可以深入了解如何使用 GNU make 来高效地管理和构建软件项目。

GNU/Linux 系统开发者在桌面领域面临的挑战与突破 GNU/Linux 系统，通常简称为 Linux，是一个基于自由和开放源代码的类 Unix 操作系统。尽管它在服务器、嵌入式设备和移动设备市场取得了显著的成功，但在桌面领域的普及率相比Windows和macOS仍相对较低。然而，开发者们正在不断努力，试图改变这一现状，让Linux成为一款能够全面满足普通用户需求的桌面操作系统。 Linux 的技术架构与Windows和macOS有着本质的不同，但并不意味着它在功能和用户体验上无法与之相媲美。Linux 的核心在于其模块化的设计，这使得它能够灵活适应各种硬件平台和应用场景。然而，要使Linux在桌面环境中达到与Windows和macOS相同的用户体验，需要克服的难题包括软件兼容性、图形用户界面的优化、驱动程序的支持以及生态系统的发展。 软件兼容性是关键。Linux 发行版需要提供广泛的应用程序支持，包括办公套件、媒体播放器、图形设计工具、游戏等，以满足用户的日常需求。虽然开源软件如 LibreOffice 和 GIMP 已经在很多方面与商业软件竞争，但仍有大量的专有软件未在Linux平台上得到支持。此外，游戏领域的兼容性问题尤其突出，尽管Steam等平台已为Linux提供了部分游戏，但与Windows平台相比仍有差距。 图形用户界面（GUI）的优化至关重要。用户期望的操作系统应该是直观、易用且美观的。Linux 发行版如Ubuntu、Mint 和 Fedora 已经在界面设计上下了很大功夫，提供类似Windows或macOS的用户体验，但仍有改进空间。例如，简化安装过程、优化系统设置、提高多任务处理的流畅度等。 驱动程序支持是另一个重要环节。为了让Linux更好地运行在各种硬件上，开发者需要与硬件制造商紧密合作，确保显卡、声卡、打印机等硬件设备的驱动程序完善且稳定。开源社区的努力已经在许多方面取得了成果，但仍有部分硬件存在兼容性问题。 构建一个繁荣的生态系统对于Linux桌面版的普及至关重要。这包括吸引开发者开发Linux应用、鼓励企业支持Linux、以及提升公众对Linux的认知。Linux基金会、GNOME 基金会和 KDE 社区等组织都在积极推广Linux，通过举办活动、提供开发资源和培训来推动生态建设。 随着技术的不断发展，Linux发行版如Mandriva、SuSE等已经显著提升了易用性和应用丰富度，不断缩小与Windows的差距。例如，Mint引入了Cinnamon和MATE桌面环境，提高了用户友好性；openSUSE的YaST工具提供了强大的系统配置选项。这些努力表明，Linux桌面版正在逐步向满足普通用户全方位需求的目标迈进。 总而言之，GNU/Linux系统开发者正致力于突破桌面市场的局限，通过不断的技术创新、软件生态的建设、用户体验的优化，力求在桌面领域与Windows和macOS平起平坐。虽然前方的道路仍然充满挑战，但随着社区的持续努力，Linux在桌面领域的未来值得期待。

在无线通信领域，正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM）是一种被广泛应用的多载波调制技术，它通过将高速数据流分割成多个低速子流，然后在多个相互正交的子载波上进行传输来实现。GNU Radio是一个开源软件开发工具包，它提供了构建、设计和分析数字信号处理系统的框架，特别适用于射频通信和无线通信的实验和研究。本项目“基于GNU Radio的OFDM通信系统仿真及实测”旨在深入理解OFDM的工作原理，并通过实际操作来验证其性能。 一、OFDM基本原理 OFDM的核心在于将宽频带信道划分为多个窄频带子信道，每个子信道可以独立进行调制。这种技术能有效对抗多径衰落，提高数据传输速率。在OFDM系统中，主要包含以下关键步骤： 1. **符号映射**：将信息比特转换为复数符号，如QPSK或16-QAM，分配到不同的子载波上。 2. **IDFT（离散傅立叶逆变换）**：通过IDFT将复数符号转化为时域的OFDM符号，形成一个脉冲序列。 3. **添加循环前缀**：为了避免多径传播引起的符号间干扰(ISI)，在每个OFDM符号前面添加循环前缀。 4. **调制与发射**：经过以上处理后的信号通过射频链路发射出去。 二、GNU Radio中的OFDM实现 GNU Radio提供了一系列的块（blocks）用于实现OFDM系统，如： 1. **FFTO block**：用于执行DFT/IDFT，是OFDM系统中的关键环节。 2. **Symbol Mapper**：将信息比特映射到适当的星座点。 3. **Cyclic Prefix Adder**：添加循环前缀以应对多径传播。 4. **Channel Emulator**：模拟实际信道条件，包括衰减、多径效应等。 5. **Receiver blocks**：如Equalizer、Demapper、FFT block等，用于接收端的数据恢复。 三、仿真与实测过程 在“基于GNU Radio的OFDM通信系统仿真及实测”项目中，开发者可能会按照以下步骤进行： 1. **搭建发送端**：利用GNU Radio的OFDM相关的块构建发送端流图，包括符号映射、IDFT、添加循环前缀等。 2. **模拟信道**：通过Channel Emulator模拟各种信道条件，如瑞利衰落、多径延迟等。 3. **构建接收端**：设计接收端流图，包括FFT、信道估计、均衡器等，以进行解调和数据恢复。 4. **性能评估**：通过误码率（BER）、符号同步精度等指标评估系统性能。 5. **实测**：将仿真模型应用于实际硬件，如USRP（Universal Software Radio Peripheral）进行射频信号的发送和接收，验证仿真结果与实际表现的一致性。 这个项目不仅涵盖了OFDM通信的基本概念，还涉及到了GNU Radio的使用技巧，对于学习无线通信理论和实践数字信号处理的工程师来说，具有很高的参考价值。通过这样的实践，可以深入理解OFDM在不同信道条件下的性能，以及如何利用GNU Radio进行实际的通信系统设计。