嵌入式系统教学大纲
嵌入式系统教学大纲
嵌入式系统教学大纲嵌入式系统教学大纲嵌入式系统是当今科技领域中的一个重要分支,它涵盖了硬件、软件、通信和控制等多个领域。
随着物联网和人工智能的快速发展,嵌入式系统的应用范围越来越广泛。
为了培养具备嵌入式系统设计和开发能力的专业人才,制定一份完善的嵌入式系统教学大纲至关重要。
第一部分:嵌入式系统基础知识在这一部分,学生将学习嵌入式系统的基本概念、发展历程以及相关技术。
包括嵌入式系统的定义、特点、分类和应用领域等内容。
同时,还将介绍嵌入式系统的硬件平台、软件开发环境和通信技术等基础知识。
第二部分:嵌入式系统硬件设计这一部分将重点介绍嵌入式系统的硬件设计原理和方法。
学生将学习数字电路设计、模拟电路设计以及嵌入式系统的电源管理和时钟设计等内容。
通过实践项目,学生将掌握基本的电路设计和PCB布局技术。
第三部分:嵌入式系统软件开发在这一部分,学生将学习嵌入式系统的软件开发技术。
包括嵌入式操作系统、驱动程序设计、实时系统和嵌入式软件测试等内容。
通过实践项目,学生将了解嵌入式系统软件开发的整个流程,并掌握常用的开发工具和技术。
第四部分:嵌入式系统通信与网络这一部分将介绍嵌入式系统的通信和网络技术。
学生将学习串行通信、并行通信、无线通信以及网络协议等内容。
通过实验项目,学生将了解嵌入式系统与外部设备的通信方式,并能够进行网络编程和数据传输。
第五部分:嵌入式系统应用与案例分析在这一部分,学生将学习嵌入式系统在各个领域的应用案例。
包括智能家居、智能交通、医疗设备和工业自动化等领域。
通过案例分析,学生将了解嵌入式系统的实际应用和解决方案,并能够进行系统设计和优化。
第六部分:嵌入式系统实践项目这一部分将组织学生进行嵌入式系统的实践项目。
学生将根据自己的兴趣和专业方向选择合适的项目,并在指导老师的指导下完成项目设计、开发和测试。
通过实践项目,学生将综合运用所学的硬件设计和软件开发技术,提升解决实际问题的能力。
第七部分:嵌入式系统设计与创新在这一部分,学生将学习嵌入式系统的设计原则和创新思维。
嵌入式系统课程大纲
嵌入式系统课程大纲第一部分:课程简介嵌入式系统是现代科技领域中非常重要的一个分支。
本课程旨在介绍嵌入式系统的概念、原理和应用,并通过实际案例来培养学生的实践能力和创新思维。
本课程的大纲将详细介绍课程的目标、内容、教学方法和评估方式。
第二部分:课程目标本课程的目标主要包括以下几个方面:1. 理解嵌入式系统的基本概念和原理;2. 掌握嵌入式系统的设计和开发方法;3. 熟悉常用的嵌入式系统平台和工具;4. 培养学生的实践能力和解决问题的能力;5. 培养学生的团队协作和沟通能力。
第三部分:课程内容本课程主要包括以下几个模块:模块一:嵌入式系统基础1. 嵌入式系统概述- 嵌入式系统定义和特点- 嵌入式系统的应用领域和发展趋势2. 嵌入式系统原理- 处理器架构和指令集- 内存和外设的访问方式- 中断和异常处理机制模块二:嵌入式系统设计1. 嵌入式系统设计流程- 系统需求分析- 系统架构设计- 硬件和软件设计- 系统验证和调试2. 嵌入式系统设计方法- 硬件描述语言(HDL)的应用- 硬件/软件协同设计方法- 电路板设计和布局模块三:嵌入式系统开发1. 嵌入式系统开发工具和环境- 开发板和开发套件的选择和使用- 嵌入式操作系统的选择和配置- 开发和调试工具的使用2. 嵌入式软件开发- 嵌入式软件架构和设计- 嵌入式软件编程语言和工具- 驱动程序和应用软件的开发第四部分:教学方法1. 理论讲授:通过课堂授课介绍嵌入式系统的相关概念和原理。
2. 实践操作:通过实验和项目实践培养学生的实际操作能力。
3. 讨论互动:组织学生进行小组讨论和案例分析,促进学生之间的交流和合作。
4. 实例演示:通过真实的案例演示,展示嵌入式系统的应用和开发过程。
第五部分:评估方式1. 平时表现:包括课堂参与、作业完成情况等。
2. 实验和项目报告:学生通过完成实验和项目,并撰写实验报告和项目报告来展示实践能力。
3. 期末考试:对学生对嵌入式系统相关概念和原理的掌握程度进行考核。
嵌入式系统课程大纲
嵌入式系统课程大纲一、课程简介嵌入式系统是以计算机技术为基础,实现特定功能的系统。
本课程旨在介绍嵌入式系统的基本原理、设计方法及开发技术。
学生将学习到嵌入式系统的硬件与软件之间的紧密集成,以及如何应用嵌入式系统解决实际问题。
二、课程目标1. 理解嵌入式系统的基本概念和设计原理;2. 掌握嵌入式系统的硬件与软件开发技术;3. 学习嵌入式系统的应用案例,并能独立完成相关项目;4. 培养学生的创新思维和问题解决能力。
三、课程内容1. 嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统定义及特点1.2 嵌入式系统发展历程1.3 嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式系统硬件设计基础2.1 单片机概述2.2 计算机体系结构及指令集2.3 嵌入式系统的接口技术2.4 嵌入式系统的存储技术3. 嵌入式系统软件开发基础3.1 嵌入式系统软件设计流程3.2 嵌入式系统操作系统3.3 嵌入式系统的编程语言3.4 嵌入式系统的调试与测试4. 嵌入式系统的应用案例4.1 嵌入式系统在智能家居中的应用4.2 嵌入式系统在工业控制中的应用4.3 嵌入式系统在医疗设备中的应用4.4 嵌入式系统在无人机中的应用五、课程评估1. 平时作业:占总成绩的20%包括课堂练习、实验报告和小型项目。
2. 期中考试:占总成绩的30%考核学生对课程知识的理解和掌握程度。
3. 期末项目:占总成绩的50%要求学生独立完成一个嵌入式系统开发项目,并提交相应的设计方案和实现报告。
六、参考教材1. 嵌入式系统设计与开发,李明著,电子工业出版社,2017年2. 嵌入式系统原理与设计,张立新著,清华大学出版社,2018年七、备注本课程将提供实验室设备供学生使用,学生可以自行选择项目开发的硬件平台和开发环境。
同时,学生也可以自愿参与相关嵌入式系统开发竞赛,以提升自己的实践能力和创新能力。
八、教学团队本课程由经验丰富的嵌入式系统开发工程师和计算机科学与技术专业教师组成的教学团队共同授课,保证教学质量和学生学习效果。
嵌入式教学大纲
嵌入式教学大纲嵌入式教学大纲嵌入式系统是现代科技领域中的一个重要分支,它涉及到硬件和软件的结合,广泛应用于各个领域。
为了培养学生对嵌入式系统的深入理解和实践能力,制定一份完善的嵌入式教学大纲显得尤为重要。
一、引言嵌入式系统的概念和发展历程。
嵌入式系统在现代科技中的重要性和应用领域。
二、基础知识1. 计算机体系结构和原理:介绍计算机体系结构和原理,包括中央处理器、存储器、输入输出设备等基本组成部分。
2. C语言基础:学习C语言的基本语法、数据类型、运算符、流程控制等知识,为后续嵌入式编程打下基础。
3. 电子电路基础:了解电子电路的基本原理、元件和电路分析方法,为嵌入式系统硬件设计打下基础。
三、嵌入式系统设计1. 嵌入式系统架构:介绍嵌入式系统的基本架构和组成,包括处理器选择、操作系统、外设等。
2. 嵌入式系统硬件设计:学习嵌入式系统硬件设计的基本原理和方法,包括电路设计、电源管理、外设接口等。
3. 嵌入式系统软件设计:学习嵌入式系统软件设计的基本原理和方法,包括嵌入式操作系统、驱动程序、应用程序等。
四、嵌入式系统应用开发1. 嵌入式系统开发环境:介绍嵌入式系统开发所需的硬件和软件环境,包括开发板、编译器、调试工具等。
2. 嵌入式系统应用开发:学习嵌入式系统应用开发的基本原理和方法,包括传感器接口、通信协议、数据处理等。
3. 嵌入式系统测试与调试:学习嵌入式系统的测试和调试方法,包括仿真调试、硬件调试、软件调试等。
五、嵌入式系统案例分析通过实际案例分析,深入了解嵌入式系统在不同领域的应用,如智能家居、智能交通、医疗设备等,掌握嵌入式系统设计和开发的实践经验。
六、嵌入式系统项目实践学生通过团队合作,选择一个嵌入式系统项目进行实践,包括需求分析、系统设计、硬件开发、软件开发、测试调试等环节,培养学生的实践能力和团队协作能力。
七、嵌入式系统创新设计学生通过自主选题,进行嵌入式系统的创新设计,包括问题定义、方案设计、实现验证等步骤,培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
嵌入式系统原理与应用教学大纲与实现大纲
嵌入式系统原理与应用教学大纲与实现大纲嵌入式系统原理与应用教学大纲与实现大纲一、教学大纲(一)课程简介嵌入式系统是集计算机、微电子、通信和自动化控制等技术于一体的综合系统,广泛应用于航空航天、汽车电子、消费电子、工业控制等领域。
本课程旨在让学生了解嵌入式系统的基本原理、硬件架构、软件编程和实际应用,培养学生掌握嵌入式系统的设计和开发技能。
(二)教学目标1、掌握嵌入式系统的基本概念和原理,了解嵌入式系统的历史和发展趋势。
2、熟悉嵌入式系统的硬件组成,包括处理器、存储器、输入输出接口等,掌握嵌入式系统的硬件设计方法。
3、掌握嵌入式系统的软件编程,包括汇编语言、C语言等编程语言,了解嵌入式系统的启动过程和运行机制。
4、了解嵌入式系统的实际应用,包括工业控制、汽车电子、消费电子等领域,掌握嵌入式系统的应用设计和开发技能。
(三)教学内容1、嵌入式系统概述,包括基本概念、发展历史和发展趋势等。
2、嵌入式系统硬件组成,包括处理器、存储器、输入输出接口等。
3、嵌入式系统软件编程,包括汇编语言、C语言等编程语言,了解嵌入式系统的启动过程和运行机制。
4、嵌入式系统的实际应用,包括工业控制、汽车电子、消费电子等领域。
(四)教学方法1、理论教学:通过课堂讲解、案例分析等方式,让学生了解嵌入式系统的基本原理和应用。
2、实验教学:通过实验操作、编程实践等方式,让学生掌握嵌入式系统的硬件设计和软件编程技能。
3、项目实践:通过分组实践、项目开发等方式,让学生了解嵌入式系统的实际应用和开发过程。
(五)评估方式1、平时作业:布置相关作业,包括论文阅读、编程实践、实验报告等,以评估学生的学习情况和掌握程度。
2、期中考试:通过试卷或实操等方式,测试学生对课程内容的掌握情况。
3、期末考试:通过试卷或实操等方式,测试学生对课程整体的学习效果和掌握程度。
二、实现大纲(一)硬件设计1、选择合适的处理器,根据应用需求进行选型。
2、设计存储器,包括RAM和ROM,考虑容量和速度的需求。
嵌入式系统 教学大纲
嵌入式系统一、课程说明课程编号:090131Z10课程名称:嵌入式系统/Embedded System课程类别:专业课学时/学分:32/2 (其中实验学时:8)先修课程:自动控制原理、微机原理与系统、嵌入式微控制器技术、计算机与程序设计语言基础适用专业:自动化、测控技术与仪器、电气工程及自动化教材、教学参考书:1.孟祥莲主编. 嵌入式系统原理及应用教程.北京:清华大学出版社. 2010年;2.徐光宪, 赵常松. ARM嵌入式系统原理与应用教程. 北京:北京航空航天大学出版社. 2014年二、课程设置的目的意义嵌入式系统课程是为自动化、测控技术与仪器、电气工程及自动化等专业设立的一门专业教育课程,涉及控制、计算机、电子技术等多个学科。
本课程旨在通过嵌入式系统基本知识的学习,使学生掌握嵌入式系统的概念和应用场景、了解目前各种流行的嵌入式系统组成、特点和性能,培养学生按需求选择合适嵌入式系统的能力;通过对ARM嵌入式系统的CPU、存储系统、电源系统、I/O系统、串行通讯系统等硬件资源的学习,掌握ARM嵌入式硬件系统设计;通过对ARM嵌入式系统的指令系统、伪指令、C/C++/ARM混合编程、编程平台的学习,掌握ARM嵌入式软件系统设计;通过示例分析和实验课程,使学生熟悉基于ARM嵌入式应用系统设计,掌握嵌入式系统开发、调试流程,从而具备嵌入式系统开发的基本技能。
本课程既为自动化、测控技术与仪器、电气工程及自动化等专业的相关先修课程知识提供需求与用场,也为后续专业课程学习准备必要知识, 为学生从事与测量、控制、通讯相关的设计和研究工作奠定相关知识基础,同时培养和提高学生分析、解决实际问题的能力和创新能力。
三、课程的基本要求知识:掌握嵌入式系统的起源、基本概念、原理、组成、特点和应用场景;掌握目前各种流行的嵌入式系统组成、特点和性能;了解和掌握arm嵌入式系统的硬件系统知识,包括arm处理器、处理器结构、存储格式、处理器模式、寄存器组织、存储控制模块、广义IO、中断系统、串行通讯模块、模数采样模块;了解和掌握arm嵌入式系统的软件系统知识,包括arm指令系统、arm指令集、thumb指令集、C/C++/ARM混合编程;了解和掌握嵌入式系统的开发流程,熟悉ADS1.2集成开发环境。
嵌入式系统原理与应用教学大纲与实现大纲
《嵌入式系统原理与应用》教学大纲 一、课程基本信息课程代码 4054143 课程类别基础课○专业课○专业基础课○专业选修课● 公共选修课○中文名称嵌入式系统原理与应用面向对象 计算机科学与技术专业开课单位计算机教研室总学时 51(理论: 41 实验实习: 10) 学分3先修课程 计算机组成原理、微机原理与汇编语言后续课程操作系统二、课程性质、地位和任务嵌入式系统原理与应用是计算机科学技术专业的一门专业课,讲述嵌入式系统的基本理论、原理。
本课程是一门既与硬件关系紧密,又与嵌入式操作系统、嵌入式软件关系十分紧密课程。
它围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统,讲述嵌入式系统的概念,软、硬件组成,开发过程以及嵌入式应用程序开发设计方法。
本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。
三、课程基本要求通过对基于ARM嵌入式芯片的系统的基本组织结构与工作原理的学习,使学生对计算机系统的硬件部分有一个全面的了解,对嵌入式软件的开发过程有一个清楚的认识,通过对嵌入式操作系统的工作原理的学习,使学生对嵌入式操作系统有一个清晰的认识,提高学生在嵌入式软件设计设计能力及解决实际问题的动手能力,为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
四、课程内容第一章 嵌入式系统导论教学内容:1.1嵌入式系统概述1.2嵌入式系统的实时性与可靠性1.3嵌入式系统的应用领域和发展趋势教学要求:掌握嵌入式系统的特点、与通用计算机系统的区别、影响嵌入式系统实时性和可靠性的主要因素、了解嵌入式系统的发展趋势教学重点:嵌入式系统的特点、与通用计算机系统的区别、影响嵌入式系统实时性和可靠性的主要因素教学难点:影响嵌入式系统实时性和可靠性的主要因素教学方法:课堂讲授为主,布置部分作业,在讲解时多举一些嵌入式系统的应用实例,使学生对嵌入式系统有更好的认识与理解。
第二章 嵌入式硬件系统教学内容:2.1嵌入式微处理器概述2.2嵌入式微处理器内核原理和指令系统教学要求:掌握嵌入式系统的硬件的基本组成、了解嵌入式微处理器的基本组成和运行模式、基本了解ARM芯片的指令系统教学重点:嵌入式系统的基本组成、CISC与RISC指令系统的对比、嵌入式微处理器的特点、嵌入式微处理器的体系结构、嵌入式微处理器的分类、AMBA总线、PCI总线、ARM指令系统教学难点:嵌入式微处理器的体系结构、ARM指令系统教学方法:课堂讲授为主,结合课堂练习为辅,布置部分作业。
嵌入式系统教学大纲
嵌入式系统教学大纲一、引言嵌入式系统是现代科技领域中的重要组成部分,它广泛应用于各个领域,如通信、汽车、医疗等。
本教学大纲旨在为学习者提供系统而全面的嵌入式系统知识,帮助他们掌握相关技能和理论知识。
二、课程目标该课程旨在使学习者能够:1. 理解嵌入式系统的基本概念和原理;2. 掌握嵌入式系统的设计和开发方法;3. 学会使用嵌入式系统开发工具和软件;4. 培养良好的嵌入式系统编程能力;5. 能够解决嵌入式系统开发中的实际问题。
三、教学内容1. 嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义与特点1.2 嵌入式系统在各个领域中的应用1.3 嵌入式系统的发展趋势2. 嵌入式系统硬件平台2.1 嵌入式处理器的选择与介绍2.2 嵌入式系统的外设和接口设计2.3 嵌入式系统的电源管理3. 嵌入式系统软件平台3.1 嵌入式操作系统的选择与概念3.2 嵌入式系统的驱动程序开发3.3 嵌入式应用程序开发4. 嵌入式系统开发工具与环境4.1 嵌入式系统开发工具的选择与使用 4.2 嵌入式系统仿真与调试技术4.3 嵌入式系统的固件更新与维护5. 嵌入式系统设计与开发5.1 嵌入式系统设计流程与方法5.2 嵌入式系统的硬件设计与布局5.3 嵌入式系统的软件架构与开发6. 嵌入式系统应用案例分析6.1 通信领域中的嵌入式系统应用案例6.2 汽车领域中的嵌入式系统应用案例6.3 医疗领域中的嵌入式系统应用案例四、教学方法1. 理论授课:通过讲解理论知识,帮助学习者掌握嵌入式系统的基本概念和原理。
2. 实践操作:通过实际操作,让学习者亲自动手实践嵌入式系统的设计和开发过程。
3. 案例分析:通过分析实际应用案例,帮助学习者理解嵌入式系统在不同领域中的应用。
4. 小组讨论:通过小组讨论,促进学习者之间的交流和合作,增强学习效果。
五、教学评估1. 课堂作业:布置与课程内容相关的任务,通过完成作业评估学生的理论掌握情况。
2. 实验报告:要求学生完成实验并撰写实验报告,评估学生的实践操作能力。
嵌入式学习教学大纲
标题:嵌入式学习教学大纲导言嵌入式系统是现代计算机科学与工程领域中的一个重要领域,它涵盖了硬件和软件开发、嵌入式系统架构和设计、实时系统以及嵌入式系统编程等方面。
为了引导学生全面了解嵌入式系统以及相关技术,本文档将提供一份嵌入式学习教学大纲,旨在为教师和学生提供指导。
第一部分:课程介绍1.1 学习目标- 介绍嵌入式系统的定义和基本概念- 引导学生认识嵌入式系统的重要性和应用领域- 激发学生对嵌入式系统领域的兴趣和热情1.2 基本知识储备- 需要具备一定的计算机科学和工程基础知识- 对计算机体系结构、操作系统和编程语言有基本了解1.3 教学方法- 理论课讲授:通过讲解原理和概念,帮助学生建立嵌入式系统的基本框架- 实践训练:通过作业和实验,培养学生动手能力和解决问题的能力第二部分:课程内容2.1 嵌入式系统概述- 嵌入式系统的定义和特点- 嵌入式系统的分类和应用领域- 嵌入式系统与传统计算机系统的区别2.2 嵌入式系统硬件体系结构- 嵌入式系统的硬件组成要素- 嵌入式系统的处理器选择与配置- 嵌入式系统的存储器选择与管理2.3 嵌入式系统软件体系结构- 嵌入式系统操作系统的选择与特点- 嵌入式系统软件开发工具与环境- 嵌入式系统软件开发流程与方法2.4 嵌入式系统编程- 嵌入式系统的编程语言选择与适配- 嵌入式系统的程序设计与调试- 嵌入式系统的高效算法和优化技术2.5 嵌入式系统实时系统设计- 实时系统的概念和特点- 实时系统的调度算法与策略- 实时系统的性能优化与分析第三部分:教学进度安排3.1 教学时长- 本课程共计36学时,每周2学时,共计18周3.2 教学进度安排- 第1周:课程介绍和嵌入式系统概述- 第2-5周:嵌入式系统硬件体系结构- 第6-9周:嵌入式系统软件体系结构- 第10-14周:嵌入式系统编程- 第15-18周:嵌入式系统实时系统设计3.3 实践训练- 每周安排2学时的实践训练,包括编程作业和实验设计结语本文档旨在提供一份嵌入式学习教学大纲,将嵌入式系统的基本概念与实践相结合,帮助学生全面了解嵌入式系统的设计与开发。
《嵌入式系统》教学大纲
2
嵌入式文件系统
嵌入式文件系统概述,Flash特性,Flash文件系统构成原理,嵌入式Linux根文件系统
熟悉嵌入式文件系统的特点、分类,了解Flash器件特性,掌握嵌入式Linux根文件系统构造原理及方法
2
嵌入式驱动程序
外部设计的理解与定位,应用程序通过操作系统操纵外部设备的方式,Linux设备驱动程序框架,Linux设备驱动程序具体实现过程
本课程具有面向应用定制等特点,因此在大部分课程内容统一的基础上,允许有一部分的教学个性化差异。实际教学内容和顺序以实际需求和实施为准。
二、教学内容结构与模块
模块
单元
知识点
技能点
讲授
学时
嵌入式系统概述
嵌入式系统基本知识
嵌入式系统基本概念,嵌入式系统发展趋势
探索具体应用如何映射到嵌入式系统功能模块
1
嵌入式系统应用领域
2
嵌入式程序代码优化
嵌入式程序代码优化基本概念,提高代码效率,减少代码尺寸,有效使用内存,降低代码能耗
掌握嵌入式代码优化优化的概念和提高代码效率、减少代码尺寸、有效使用内存和降低代码能耗的原理,掌握C语言数据类型优化、循环结构优化等的提高代码效率方法,掌握合理安排变量顺序、使用Thumb指令等减少代码尺寸方法,掌握合理使用堆栈、防止内存泄漏等有效使用内存方法,理解程序热点分析的原理,了解典型嵌入式程序热点和性能分析工具,掌握降低代码能耗方法
1
嵌入式测试技术
嵌入式系统测试概述、嵌入式软件测试技术概述、嵌入式软件测试工具
熟悉嵌入式系统测试的四个层次(真实环境测试、交叉测试、数字化模拟测试、形式化验证),重点掌握嵌入式软件测试技术原理及方法
《嵌入式系统设计》教学大纲
《嵌入式系统设计》教学大纲嵌入式系统设计是计算机科学与技术领域的一个重要分支,主要研究如何设计和开发嵌入在其他设备或系统中的计算机系统。
嵌入式系统设计涉及到硬件和软件的相互协作,涵盖了多个学科和技术领域,包括计算机体系结构、操作系统、嵌入式软件开发、嵌入式系统测试等。
本课程将对嵌入式系统设计的相关知识和技能进行系统的讲解和实践操作,旨在培养学生的嵌入式系统设计与开发能力。
一、课程目标1.了解嵌入式系统的概念、特点、应用领域和发展趋势;2.掌握嵌入式系统设计的基本原理和方法;3.学习使用常见的嵌入式系统设计工具和开发环境;4.培养嵌入式系统设计与开发能力,能够独立完成基本的嵌入式系统设计项目。
二、教学内容第一章嵌入式系统概论1.嵌入式系统的概念和特点2.嵌入式系统的应用领域和发展趋势3.嵌入式系统设计的基本要求和步骤第二章嵌入式系统硬件设计1.嵌入式系统的硬件平台和体系结构2.嵌入式系统的处理器选择和嵌入式开发板3.嵌入式系统的外设接口和通信接口设计4.嵌入式系统的电源和封装设计第三章嵌入式系统软件设计1.嵌入式系统开发环境和常用软件工具2.嵌入式系统的软件开发过程和方法3.嵌入式系统的软件编程语言和开发框架4.嵌入式系统的操作系统选择和驱动程序开发第四章嵌入式系统测试与调试1.嵌入式系统的测试原理和策略2.嵌入式系统的测试工具和方法3.嵌入式系统的调试技术和工具4.嵌入式系统的性能调优和优化方法三、教学方法1.理论授课:通过讲解嵌入式系统的相关概念、原理和方法,培养学生的理论知识;2.实践操作:通过实验和实际项目,让学生亲自动手操作和实践,加深对嵌入式系统设计的理解和掌握;3.讨论交流:通过小组讨论和大班互动,促进学生之间的交流和合作,共同解决问题;4.课程项目:学生可以选择一个与嵌入式系统设计相关的项目进行深入研究和实践,提高综合应用能力。
四、考核方式1.平时成绩:包括课堂表现、实验报告和讨论参与等;2.期末考试:对理论知识的掌握程度进行考核;3.课程项目:对学生的综合能力进行考核;4.考勤情况:根据学生的出勤情况进行评定。
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《嵌入式系统》课程教学大纲
课程代码:030741012
课程英文名称:Embedded System
课程总学时:40 讲课:32 实验:8 上机:0
适用专业:电子信息科学与技术
大纲编写(修订)时间:2017.5
一、大纲使用说明
(一)课程的地位及教学目标
嵌入式系统(Embedded system)是指面向特定应用设计的专用计算机系统,它被广泛地应用于国民经济的各个行业。
典型的基于嵌入式系统的产品有:家用电器/智能家电、移动电话、路由器、汽车、机器人、工业自动化设备等。
本课程主要以具有较高性能和良好用户界面的中高端嵌入式系统为例进行讲解,使学生了解嵌入式系统硬件及软件平台的基本构成、工作原理及程序设计方法,培养学生的设计能力、实际动手能力、解决实际问题的能力以及创新能力,为以后从事嵌入式产品研发打下基础。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求
1. 理解ARM体系结构,掌握ARM系统开发方法,熟悉ARM处理器集成功能部件的应用。
2. 掌握ARM处理器外围接口的应用。
3. 掌握嵌入式操作系统的移植和基本应用。
4. 掌握ARM系统驱动程序和应用程序的设计和调试方法。
(三)实施说明
1. 通过教师讲授、课堂讨论、课堂课后练习和上机实验使学生掌握嵌入式系统技术的基本理论和方法。
2. 课程具有很强的实践性,讲授时应理论联系实际;
3. 采用多媒体教学。
4. 教师执行本大纲时,应着眼于基本要求的内容,至于各章节的教学顺序,教学环节和教学手段等宜充分发挥各教师的创造性而不受本大纲所限。
(四)对先修课的要求
本课程主要的先修课程有计算机组成原理或微机原理与汇编语言、操作系统、 C语言
(五)对习题课、实践环节的要求
1. 对重点、难点章节应安排习题、实例讲解课程,实例的选择以培养学生消化和巩固所学知识,用以解决实际问题为目的。
2. 课后作业内容要多样化,作业题内容必须包括基本概念、基本理论及软硬件设计方面的内容,作业要能起到巩固理论,掌握软硬件设计的方法和技巧,提高分析问题、解决问题能力,学生必须独立、按时完成课外习题和作业,作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。
3. 要求学生认真作好实验,并整理完成相应的实验报告。
4. 本课程的课程设计单独设课,单独考核,具体要求参见相应的课程设计教学大纲。
(六)课程考核方式
1. 考核方式:考试
2. 考核目标:在考核嵌入式系统的基本知识、基本原理和基本的软硬件设计方法基础上,重点考核学生的分析能力、系统设计能力和程序设计能力。
3. 成绩构成:本课程的总成绩主要由三部分组成:平时成绩(包括作业情况、出勤情况等)
占10%~20%,实验成绩占20%左右,期末考试成绩占60%~70%。
平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出;实验成绩由实验老师参照相关规定按百分制给出,实验无成绩或实验不及格,取消期末考试资格,总成绩直接以不及格计。
(七)参考书目
《ARM9嵌入式系统设计——基于S3C2410与Linux》,徐英慧编,北京航空航天大学出版社,2007.9
《嵌入式Linux应用开发完全手册》,韦东山编,人民邮电出版社,2008.9
《嵌入式Linux系统与工程实践》,戴璐平编,电子工业出版社,2017.3
二、中文摘要
本课程以ARM处理器为核心的硬件平台,系统的讲述嵌入式系统开发的设计思想和各个主要环节,诠释了嵌入式系统开发的基本理论和基本方法。
内容涉及软硬件两个层面,主要包括ARM 处理器的内部结构和工作原理,ARM处理器指令系统和接口设计,嵌入式Linux的环境搭建,
U-Boot移植,嵌入式Linux内核移植、根文件系统构建、设备驱动程序和应用程序开发等内容。
三、课程学时分配表
四、教学内容及基本要求
第1部分嵌入式系统概述
总学时(单位:学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容:
1)理解嵌入式系统的概念和特点
2)掌握嵌入式系统开发过程
重点:
嵌入式系统开发过程
第2部分 ARM体系结构
总学时(单位:学时):5 讲课:5 实验:0 上机:0
第2.1部分 ARM体系结构概述(讲课1学时)
具体内容:
1) 了解ARM体系结构及特点;
2) 了解ARM的流水线结构、存储器结构、I/O结构;
3) 了解ARM处理器内核的特点。
第2.2部分编程模型(讲课1学时)
具体内容:
1)掌握ARM数据类型、处理器模式、寄存器组织;
2)掌握处理器异常和存储器映射I/O。
第2.3部分 ARM基本寻址方式(讲课1学时)
具体内容:
掌握ARM寻址方式的类型及特点。
第2.4部分 ARM指令集(讲课1学时)
具体内容:
1)了解ARM指令的分类和特点;
2)了解Thumb指令集特点。
第2.5部分存储器管理单元(讲课1学时)
具体内容:
了解存储器管理单元特点。
重点:
ARM数据类型、处理器模式、寄存器组织、寻址方式难点:
堆栈寻址方式、块复制寻址
习题:
寻址方式分析
第3部分基于ARM处理器的硬件设计
总学时(单位:学时):16 讲课:12 实验:4 上机:0
第3.1部分 ARM系统硬件设计基础(讲课2学时)具体内容:
1)掌握ARM开发工具使用;
2)了解基于ARM的汇编语言程序设计方法;
3)了解基于ARM的硬件启动程序设计。
第3.2部分 ARM处理器简介(讲课1学时)
具体内容:
1)掌握存储器控制器特点;
2)了解NAND FLASH控制器原理。
3) 了解定时部件原理
4) 了解看门狗定时器、RTC部件和Timer部件原理
第3.3部分 I/O端口(讲课2学时)
具体内容:
1) 了解I/O端口功能和控制寄存器;
2) 掌握I/O编程方法。
第3.4部分中断机制(讲课2学时)
具体内容:
1) 了解ARM处理器的中断系统和中断控制方式
2) 掌握中断编程方法
第3.5部分异步串行接口(讲课2学时)
具体内容:
1) 理解异步串行通信概念
2) 掌握ARM处理器的串行接口原理和编程方法
第3.6部分键盘接口技术(讲课2学时)
具体内容:
掌握键盘的原理和接口设计方法
第3.7部分 LCD接口(讲课1学时)
具体内容:
1)掌握LCD显示原理;
2)掌握LCD控制器;
3)掌握LCD显示的编程方法。
重点:
I/O端口、中断机制、串行接口、键盘、LCD原理和接口设计难点:
中断机制、串行接口、LCD原理和接口设计
习题:
I/O端口、中断机制、串行接口、LCD原理和接口设计和编程实验:
I/0口实验(2学时)
中断实验(2学时)
第4部分嵌入式Linux软件设计
总学时(单位:学时):17 讲课:13 实验:4 上机:0
第4.1部分嵌入式Linux开发环境构建(讲课2学时)具体内容:
掌握嵌入式Linux开发环境构建方法
第4.2部分 Linux操作系统基础(讲课1学时)
具体内容:
1)理解Linux内核的结构和设备管理;
2)掌握Linux的常用命令;
3)掌握vi编辑器的使用。
第4.3部分 U-Boot移植(讲课2学时)
具体内容:
1)了解Bootloader的结构和启动过程;
2)掌握U-Boot移植方法。
第4.4部分 Linux内核移植(讲课2学时)
具体内容:
1)了解Linux内核源码结构;
2)掌握Linux内核移植方法。
第4.5部分构建根文件系统(讲课1学时)
具体内容:
1)了解Linux文件系统;
2)了解根文件系统的构建。
第4.6部分设备驱动程序开发(讲课4学时)
具体内容:
1)掌握驱动程序框架;
2)掌握Linux设备驱动程序开发方法。
第4.7部分应用程序开发(讲课1学时)
具体内容:
掌握Linux应用程序开发方法
重点:
U-Boot移植、Linux内核移植、驱动程序开发方法、应用程序开发难点:
U-Boot移植、Linux内核移植、驱动程序开发方法、应用程序开发习题:
U-Boot移植、Linux内核移植、驱动程序开发方法、应用程序开发实验:
键盘驱动程序实验(4学时)。