物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)LiteOS內(nèi)核開發(fā)與實(shí)踐教學(xué)大綱

課程編號編制人制定日期修訂日期審定組(人)審定日期20xx.07《物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)LiteOS內(nèi)核開發(fā)與實(shí)戰(zhàn)》課程教學(xué)大綱學(xué)分：4學(xué)時(shí)：64適用專業(yè):高職高專類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)一、課程的性質(zhì)與任務(wù)課程的性質(zhì)：本課程是為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的課程。課程安排在第四學(xué)期。課程的任務(wù)：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解華為物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)LiteOS內(nèi)核資源的原理以及實(shí)現(xiàn)過程，如任務(wù)管理、消息隊(duì)列、信號量、互斥鎖、事件、軟件定時(shí)器、內(nèi)存管理、中斷管理及鏈表的操作，本課程將緊密結(jié)合實(shí)際，及時(shí)講解LiteOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用場景的，為學(xué)生今后進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)、維護(hù)奠定基礎(chǔ)。前導(dǎo)課程：《C語言程序設(shè)計(jì)》、《STM32之類的書吧》。后續(xù)課程：《高級網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)》、《網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測技術(shù)》二、教學(xué)基本要求理論上，要求學(xué)生掌握LiteOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，任務(wù)管理的工作原理、任務(wù)間的通信、任務(wù)間的同步，消息隊(duì)列、信號量、互斥鎖、事件、軟件定時(shí)器的工作工程、了解LiteOS為系統(tǒng)分配內(nèi)存的工作原理與算法，鏈表的操作等。技能上，要求學(xué)生能掌握LiteOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)移植過程，常用的任務(wù)劃分知識(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中任務(wù)間的通信與同步知識(shí)，掌握裁剪配置整個(gè)系統(tǒng)以滿足工程的需求。培養(yǎng)的LiteOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)開發(fā)核心能力：具備嵌入式軟件工程師的工程能力：掌握常見的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)技術(shù)：包括LiteOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)移植、創(chuàng)建任務(wù)、銷毀任務(wù)；使用消息隊(duì)列進(jìn)行通信、使用信號量、互斥鎖、事件等進(jìn)行任務(wù)間的通信；學(xué)會(huì)使用軟件定時(shí)器，內(nèi)存分配等基本的操作系統(tǒng)功能功能。基本職業(yè)素養(yǎng)：具有良好的文化修養(yǎng)、職業(yè)道德、服務(wù)意識(shí)和敬業(yè)精神；接受企業(yè)的文化；具有較強(qiáng)的語言文字表達(dá)、團(tuán)結(jié)協(xié)作和社會(huì)活動(dòng)等基本能力；具有基本的英語文檔閱讀能力，能較熟練地閱讀理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面的相關(guān)英文資料。三、教學(xué)條件技術(shù)機(jī)房，windows，keil軟件，STM32開發(fā)板。四、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排序號單元教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)學(xué)時(shí)訓(xùn)練項(xiàng)目必備知識(shí)1初識(shí)LiteOS了解LiteOS概括1．國內(nèi)、外實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)概況2．開源版權(quán)相關(guān)的知識(shí)初步認(rèn)識(shí)華為公司開源的LiteOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，了解它能用于何種領(lǐng)域，以及該操作系統(tǒng)目前在行業(yè)內(nèi)的使用狀況；同時(shí)告知為什么要學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以及如何去學(xué)習(xí)LiteOS。12移植LiteOS到STM321.移植前的準(zhǔn)備工作，獲取到stm32的裸機(jī)代碼2.了解LiteOS內(nèi)核的文件夾及其源碼的作用3.實(shí)操：往裸機(jī)工程添加LiteOS源碼4.配置文件的講解5.修改相關(guān)的配置文件6.編寫測試代碼1.stm32基礎(chǔ)知識(shí)2.keil的操作掌握移植LiteOS到STM32開發(fā)板上，了解LiteOS源碼及其文件的分布。43創(chuàng)建任務(wù)了解創(chuàng)建任務(wù)的基本要素，如任務(wù)控制塊、任務(wù)棧、任務(wù)入口函數(shù)等。了解LiteOS的工作流程1.堆棧的概念從最簡單的創(chuàng)建任務(wù)開始，實(shí)現(xiàn)LED翻轉(zhuǎn)的功能，保證讀者能夠?qū)φ麄€(gè)LiteOS有初步的了解。14任務(wù)管理了解任務(wù)管理的基本概念了解常用的任務(wù)函數(shù)熟悉常用的任務(wù)函數(shù)使用方法了解任務(wù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)做任務(wù)管理的實(shí)驗(yàn)無主要介紹任務(wù)的基本概念、調(diào)度器的基本概念，以及任務(wù)狀態(tài)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)；接著分析任務(wù)相關(guān)函數(shù)的原理和實(shí)現(xiàn)過程，更深入了解LiteOS的任務(wù)管理。85消息隊(duì)列1．了解消息隊(duì)列的基本概念2．了解消息隊(duì)列的運(yùn)作機(jī)制3.了解消息隊(duì)列的傳輸機(jī)制4.了解消息隊(duì)列的阻塞機(jī)制5.了解消息隊(duì)列的應(yīng)用場景6.熟悉消息隊(duì)列的常用函數(shù)及其使用方式7.使用消息隊(duì)列做實(shí)驗(yàn)無掌握消息隊(duì)列基本工作原理以及使用。86信號量1．了解信號量的基本概念2．了解信號量的運(yùn)作機(jī)制3.了解信號量的應(yīng)用場景4.熟悉信號量的常用函數(shù)及其使用方式5.使用信號量做實(shí)驗(yàn)無掌握信號量基本工作原理以及使用。67互斥鎖1.了解互斥鎖的基本概念2.了解互斥鎖的優(yōu)先級繼承機(jī)制3.了解互斥鎖的應(yīng)用場景4.了解互斥鎖的運(yùn)作機(jī)制5.使用互斥鎖做實(shí)驗(yàn)1.LiteOS信號量2.LiteOS任務(wù)管理掌握互斥鎖基本工作原理以及使用。88事件1．了解事件的基本概念2．了解事件的運(yùn)作機(jī)制3.了解事件的應(yīng)用場景4.熟悉事件的常用函數(shù)及其使用方式5.使用事件做實(shí)驗(yàn)無掌握事件基本工作原理以及使用。69軟件定時(shí)器1.了解軟件定時(shí)器的基本概念2．了解軟件定時(shí)器的運(yùn)作機(jī)制3．了解軟件定時(shí)器的精度4.了解軟件定時(shí)器的應(yīng)用場景5.熟悉軟件定時(shí)器的常用函數(shù)及其使用方式6.使用軟件定時(shí)器做實(shí)驗(yàn)1.定時(shí)器2.LiteOS系統(tǒng)時(shí)基3.LiteOS任務(wù)管理掌握軟件定時(shí)器基本工作原理以及使用。810內(nèi)存管理1.了解內(nèi)存管理基本概念2.了解內(nèi)存管理的應(yīng)用場景3.了解內(nèi)存管理的運(yùn)作機(jī)制4.了解LiteOS的內(nèi)存管理算法5.熟悉內(nèi)存管理的常用函數(shù)及其使用方式6.使用內(nèi)存管理做實(shí)驗(yàn)1.隨機(jī)存儲(chǔ)器的概念掌握內(nèi)存管理基本工作原理以及使用。611中斷管理1.異常與中斷的基本概念2.中斷的應(yīng)用場景3.中斷的運(yùn)作機(jī)制4.中斷延遲的基本概念5.LiteOS接管中斷的講解6.做中斷管理的實(shí)驗(yàn)無了解中斷相關(guān)的概念，掌握中斷的運(yùn)作機(jī)制，掌握LiteOS接管中斷方式的函數(shù)使用612鏈表1.C語言鏈表簡介2.雙向鏈表講解3.鏈表實(shí)驗(yàn)無了解鏈表的原理2學(xué)時(shí)合計(jì)64五、教法說明本課程將采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法。在理論上，講解了概念、原理和工作機(jī)制等理論性的知識(shí)點(diǎn)，此外還深入分析了源碼的實(shí)現(xiàn)過程。在實(shí)踐上，充分地講解LiteOS內(nèi)核資源的常用函數(shù)API接口與實(shí)現(xiàn)過程，并且在每個(gè)函數(shù)后面都配有對應(yīng)的實(shí)際使用方式，在每一章都會(huì)使用STM32開發(fā)板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象印證原理，形成互補(bǔ)，確保學(xué)生對原理能深入理解以及可以完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作。本課程要求學(xué)生自己動(dòng)手分析實(shí)例，學(xué)習(xí)基本理論和方法，結(jié)合已有的知識(shí)，適當(dāng)組織一些討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，以達(dá)到本課程的教學(xué)目的。本課程的重點(diǎn)：任務(wù)管理、消息隊(duì)列的通信、信號量、互斥鎖、事件、軟件定時(shí)器、內(nèi)存