嵌入式技術(shù)應(yīng)用教學(xué)大綱

1、 嵌入式技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)大綱【課程編號(hào)】：【英文譯名】：Embedded Technology and Application【適用專(zhuān)業(yè)】：電子工程信息技術(shù)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)【學(xué) 分 數(shù)】：2【總 學(xué) 時(shí)】：32學(xué)時(shí)【實(shí)踐學(xué)時(shí)】：16學(xué)時(shí)一、 本課程教學(xué)目的和課程性質(zhì)本課程以當(dāng)前流行的ARM9微處理器S3C2410為核心，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)為平臺(tái)，介紹嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)、ARM9體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)、S3C2410系統(tǒng)電路及接口技術(shù)、嵌入式Linux操作系統(tǒng)、Boot Loader、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，嵌入式處理器結(jié)構(gòu)（ARM架構(gòu)為主）

2、，異常處理，存儲(chǔ)處理，系統(tǒng)控制過(guò)程，流水線(xiàn)作業(yè)及各種I/O接口；嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用方法；嵌入式操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，以及在嵌入式OS支持下的開(kāi)發(fā)應(yīng)用方法。二、本課程的基本要求本課程為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)及相關(guān)本科生的選修課程之一，在強(qiáng)調(diào)概念和理論的同時(shí)，更要注重加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的深入理解，注重引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，注重加強(qiáng)學(xué)生上機(jī)練習(xí)。課程的要求學(xué)生必須同時(shí)掌握硬件與軟件方面的基本知識(shí)與技能。在硬件方面，要求學(xué)生了解嵌入式系統(tǒng)的基本原理及相關(guān)微處理器，存儲(chǔ)器，周邊設(shè)備，接口的基本知識(shí)。在軟件方面，要求學(xué)生熟悉嵌入式操作系統(tǒng)，了解嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一般過(guò)程，掌握實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的基本

3、功能和設(shè)計(jì)方法，了解和熟悉一些常用的嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)方法，熟悉嵌入式系統(tǒng)的典型應(yīng)用及產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的步驟等。還可以培養(yǎng)學(xué)生軟件與硬件綜合測(cè)試與調(diào)試的技能。1、 了解嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，掌握嵌入式系統(tǒng)/嵌入式操作系統(tǒng)的區(qū)別，掌握嵌入式操作系統(tǒng)基本命令，能夠熟悉運(yùn)用基本命令，查看嵌入式系統(tǒng)基本信息、簡(jiǎn)單操作嵌入式系統(tǒng)的目的。2、 了解嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)和分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，掌握不同嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，結(jié)合應(yīng)用環(huán)境運(yùn)用所學(xué)分類(lèi)知識(shí)，達(dá)到為應(yīng)用環(huán)境選型嵌入式系統(tǒng)的目的。3、 了解嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期的各個(gè)階段的作用，熟悉嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的兩種不同方法，能夠運(yùn)用開(kāi)發(fā)周期方法、知識(shí)，達(dá)到設(shè)

4、計(jì)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程的目的。4、 掌握ARM體系結(jié)構(gòu)內(nèi)涵，掌握ARM不同工作模式、寄存器、數(shù)據(jù)類(lèi)型之間深層次的關(guān)系，熟悉寄存器的使用，運(yùn)用對(duì)不同寄存器的設(shè)置，達(dá)到設(shè)置不同工作模式、模式切換、狀態(tài)切換的目的。5、 掌握中斷概念、存儲(chǔ)器映射方式、尋址方式，掌握中斷的具體發(fā)生/響應(yīng)流程、不同狀態(tài)下的存儲(chǔ)器映射、具體尋址方式，熟悉運(yùn)用中斷、映射、尋址知識(shí)，解決在嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行、具體編程、程序調(diào)試等諸多實(shí)際問(wèn)題。6、 掌握嵌入式系統(tǒng)外設(shè)基本概念、外設(shè)分類(lèi)，掌握不同分類(lèi)外設(shè)的具體功能區(qū)別，掌握常用外設(shè)接口的使用，運(yùn)用串并口等常用外設(shè)，解決主機(jī)/嵌入式設(shè)備通信、調(diào)試等具體問(wèn)題。7、 了解嵌入式操作系統(tǒng)的基本

5、功能與設(shè)計(jì)方法，以操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，掌握嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理等8、 了解不同嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)的區(qū)別，理解開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)嵌入式設(shè)備開(kāi)發(fā)的意義，掌握具體的嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)建立方法，能動(dòng)手或在指導(dǎo)下動(dòng)手組建自己的嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)。三、本課程與其他課程的關(guān)系本課程是一門(mén)軟硬件相結(jié)合的課程，要求學(xué)生具有扎實(shí)的軟硬件基礎(chǔ)以及程序開(kāi)發(fā)能力，能夠在嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成相應(yīng)的嵌入式產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。先修課程：數(shù)字電路與數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、C程序設(shè)計(jì)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等，具體要求是：數(shù)字電路與數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理著重學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯單元電路的構(gòu)成、尋址、指令設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)流水線(xiàn)、存儲(chǔ)器、

6、運(yùn)算器、控制器的基本構(gòu)造和原理；C程序設(shè)計(jì)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)著重學(xué)習(xí)各種指令、語(yǔ)法、算法；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)著重學(xué)習(xí)輸入輸出系統(tǒng)、內(nèi)存管理、任務(wù)的調(diào)度和切換、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)。四、課程內(nèi)容 第1章 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ) 1.1 嵌入式系統(tǒng)概述1.2 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用1.3 嵌入式系統(tǒng)的組成1.4 嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)1.5 實(shí)訓(xùn) 嵌入式產(chǎn)品技術(shù)討論 第2章 ARM體系結(jié)構(gòu)2.1 嵌入式處理器內(nèi)核2.2 ARM系列處理器介紹2.3 ARM9微處理器2.4 ARM9的存儲(chǔ)組織結(jié)構(gòu)2.5 ARM9的異常2.6 實(shí)訓(xùn) 嵌入式技術(shù)小論文 第3章 嵌入式處理器指令系統(tǒng)3.1 ARM指令分類(lèi)及指令格式3.2 A

7、RM指令的尋址方式3.3 ARM指令集3.4 Thumb指令集3.5 實(shí)訓(xùn) ARM開(kāi)發(fā)環(huán)境 第4章 嵌入式系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)4.1 ARM匯編器所支持的偽指令4.2 匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句格式4.3 ARM匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)4.4 RealView MDK簡(jiǎn)介4.5 ULINK2仿真器簡(jiǎn)介4.6 實(shí)訓(xùn) 第5章 S3C2410系統(tǒng)電路及接口技術(shù)5.1 SoC概述5.2 S3C2410系統(tǒng)概述5.3 S3C2410系統(tǒng)接口電路5.4 實(shí)訓(xùn) 第6章 嵌入式Linux操作系統(tǒng)6.1 嵌入式Linux簡(jiǎn)介6.2 嵌入式unux的體系結(jié)構(gòu)6.3 移植Linux內(nèi)核到S3C2410平臺(tái)6.4 構(gòu)建嵌入式Linux的開(kāi)發(fā)

8、環(huán)境6.5 實(shí)訓(xùn) 第7章 嵌入式系統(tǒng)的Boot Loader7.1 Boot Loader概述7.2 Boot Loader與嵌入式系統(tǒng)的關(guān)系7.3 Boot Loader的應(yīng)用7.4 實(shí)訓(xùn) 第8章 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.1 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述8.2 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法8.3 ARM微處理器芯片的選擇8.4 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例8.5 實(shí)訓(xùn)五、教學(xué)方法建議該課程在教學(xué)中堅(jiān)持教師講授與學(xué)生討論、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互補(bǔ)充的教學(xué)方法。理論教學(xué)以課堂講授為主，并針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容靈活使用討論、自學(xué)、講授-實(shí)驗(yàn)-總結(jié)等多種教學(xué)方法，其目的是引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生去主動(dòng)學(xué)習(xí)、深入思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能

9、，在使學(xué)生更好掌握所學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，培養(yǎng)他們良好的學(xué)習(xí)方法及自主學(xué)習(xí)能力和對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力。教學(xué)中鼓勵(lì)教師在課堂上使用多媒體教學(xué)輔助手段，特別是講授存儲(chǔ)器分配/映射等細(xì)節(jié)時(shí)使用動(dòng)畫(huà)多媒體，使學(xué)生能更形象、更直觀的理解存儲(chǔ)器分配的內(nèi)涵。采用啟發(fā)式教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本概念、基本原理和基本分析方法的理解和訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，注重對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在教學(xué)活動(dòng)中，以學(xué)生為主體，著重講思路，講原理和方法，對(duì)要點(diǎn)、概念反復(fù)強(qiáng)調(diào)，舉一反三。針對(duì)學(xué)院教學(xué)大綱對(duì)該課程的要求，選取差異化的教學(xué)方法。強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密聯(lián)系，以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和思維創(chuàng)新能力，實(shí)驗(yàn)課由

10、專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)。六、考核方式考試依據(jù)教學(xué)大綱，采用規(guī)范的命題、審題和閱卷制度，建議采取開(kāi)的考核方式。加強(qiáng)平時(shí)成績(jī)的考核，考試成績(jī)和平時(shí)成績(jī)的比例建議為：70 ：30%。通過(guò)對(duì)學(xué)生的考試成績(jī)分析，找出教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，在今后的教學(xué)中加以改進(jìn)。由于該課程實(shí)踐性較強(qiáng)、知識(shí)較新，建議采取開(kāi)卷考核的方式。七、學(xué)時(shí)分配表 課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配表教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配1、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)43、ARM體系結(jié)構(gòu)44、嵌入式系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)45、S3C2410系統(tǒng)電路及接口技術(shù)46、嵌入式Linux操作系統(tǒng)47、嵌入式系統(tǒng)的Boot Loader48、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)4總計(jì)32要求每?jī)芍馨才乓淮巫鳂I(yè)，整個(gè)課程教學(xué)期間至少有一次系統(tǒng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。八、選用教材