嵌入式技术应用教学大纲

发布时间：2011-06-03 14:31:04 来源：文档文库

小中大

字号：

手机查看

《嵌入式技术应用》课程教学大纲

【课程编号】：

【英文译名】：Embedded Technology and Application

【适用专业】：电子工程信息技术及相关专业

【学分数】：2

【总学时】：32学时

【实践学时】：16学时

一、本课程教学目的和课程性质

本课程以当前流行的ARM9微处理器S3C2410为核心，以实验教学系统为平台，介绍嵌入式系统基础、ARM9

体系结构、指令系统、嵌入式系统程序开发、S3C2410系统电路及接口技术、嵌入式Linux操作系统、Boot Loader、嵌入式系统设计等内容。

通过理论教学和实践教学，使学生掌握嵌入式系统体系结构，嵌入式处理器结构（ARM架构为主），异常处理，存储处理，系统控制过程，流水线作业及各种I/O接口；嵌入式系统开发应用方法；嵌入式操作系统，实时多任务操作系统，以及在嵌入式OS支持下的开发应用方法。

二、本课程的基本要求

本课程为计算机科学与技术专业及相关本科生的选修课程之一，在强调概念和理论的同时，更要注重加强引导学生对课程内容的深入理解，注重引导学生自学，注重加强学生上机练习。课程的要求学生必须同时掌握硬件与软件方面的基本知识与技能。在硬件方面，要求学生了解嵌入式系统的基本原理及相关微处理器，存储器，周边设备，接口的基本知识。在软件方面，要求学生熟悉嵌入式操作系统，了解嵌入式系统开发的一般过程，掌握实时操作系统（RTOS）的基本功能和设计方法，了解和熟悉一些常用的嵌入式系统的开发工具和开发方法，熟悉嵌入式系统的典型应用及产品设计开发的步骤等。还可以培养学生软件与硬件综合测试与调试的技能。

1、了解嵌入式系统的发展，掌握嵌入式系统/嵌入式操作系统的区别，掌握嵌入式操作系统基本命令，能够熟悉运用基本命令，查看嵌入式系统基本信息、简单操作嵌入式系统的目的。

2、了解嵌入式系统的分类和分类标准，掌握不同嵌入式系统的应用环境，结合应用环境运用所学分类知识，达到为应用环境选型嵌入式系统的目的。

3、了解嵌入式系统开发周期，掌握嵌入式系统开发周期的各个阶段的作用，熟悉嵌入式系统开发的两种不同方法，能够运用开发周期方法、知识，达到设计嵌入式系统开发流程的目的。

4、掌握ARM体系结构内涵，掌握ARM不同工作模式、寄存器、数据类型之间深层次的关系，熟悉寄存器的使用，运用对不同寄存器的设置，达到设置不同工作模式、模式切换、状态切换的目的。

5、掌握中断概念、存储器映射方式、寻址方式，掌握中断的具体发生/响应流程、不同状态下的存储器映射、具体寻址方式，熟悉运用中断、映射、寻址知识，解决在嵌入式系统运行、具体编程、程序调试等诸多实际问题。

6、掌握嵌入式系统外设基本概念、外设分类，掌握不同分类外设的具体功能区别，掌握常用外设接口的使用，运用串并口等常用外设，解决主机/嵌入式设备通信、调试等具体问题。

7、了解嵌入式操作系统的基本功能与设计方法，以操作系统为基础，掌握嵌入式操作系统的任务调度、内存管理等

8、了解不同嵌入式开发平台的区别，理解开发平台对嵌入式设备开发的意义，掌握具体的嵌入式开发平台建立方法，能动手或在指导下动手组建自己的嵌入式开发平台。

三、本课程与其他课程的关系

本课程是一门软硬件相结合的课程，要求学生具有扎实的软硬件基础以及程序开发能力，能够在嵌入式实验平台上完成相应的嵌入式产品的开发。

先修课程：《数字电路与数字逻辑》、《计算机组成原理》、《C程序设计》、《汇编语言程序设计》、《计算机系统结构》、《操作系统》等，具体要求是：《数字电路与数字逻辑》、《计算机组成原理》着重学习数字逻辑单元电路的构成、寻址、指令设计、计算机流水线、存储器、运算器、控制器的基本构造和原理；《C程序设计》、《汇编语言程序设计》着重学习各种指令、语法、算法；《计算机系统结构》、《操作系统》着重学习输入输出系统、内存管理、任务的调度和切换、计算机设计。

四、课程内容

第1章嵌入式系统基础
1.1 嵌入式系统概述
1.2 嵌入式系统的特点和应用
1.3 嵌入式系统的组成
1.4 嵌入式系统的学习
1.5 实训嵌入式产品技术讨论

第2章 ARM体系结构
2.1 嵌入式处理器内核
2.2 ARM系列处理器介绍
2.3 ARM9微处理器
2.4 ARM9的存储组织结构
2.5 ARM9的异常
2.6 实训嵌入式技术小论文

第3章嵌入式处理器指令系统
3.1 ARM指令分类及指令格式
3.2 ARM指令的寻址方式
3.3 ARM指令集
3.4 Thumb指令集
3.5 实训 ARM开发环境

第4章嵌入式系统程序开发基础
4.1 ARM汇编器所支持的伪指令
4.2 汇编语言的语句格式
4.3 ARM汇编语言程序结构
4.4 RealView MDK简介
4.5 ULINK2仿真器简介
4.6 实训

第5章 S3C2410系统电路及接口技术
5.1 SoC概述
5.2 S3C2410系统概述
5.3 S3C2410系统接口电路
5.4 实训

第6章嵌入式Linux操作系统
6.1 嵌入式Linux简介
6.2 嵌入式unux的体系结构
6.3 移植Linux内核到S3C2410平台
6.4 构建嵌入式Linux的开发环境
6.5 实训

第7章嵌入式系统的Boot Loader
7.1 Boot Loader概述
7.2 Boot Loader与嵌入式系统的关系
7.3 Boot Loader的应用
7.4 实训

第8章嵌入式系统设计
8.1 嵌入式系统设计概述
8.2 嵌入式系统的设计方法
8.3 ARM微处理器芯片的选择
8.4 嵌入式系统设计实例
8.5 实训

五、教学方法建议

该课程在教学中坚持教师讲授与学生讨论、理论教学与实践教学相互补充的教学方法。

理论教学以课堂讲授为主，并针对不同教学内容灵活使用讨论、自学、讲授-实验-总结等多种教学方法，其目的是引导学生的学习兴趣，鼓励学生去主动学习、深入思考，激发学生的学习潜能，在使学生更好掌握所学内容的同时，培养他们良好的学习方法及自主学习能力和对所学知识的运用能力。

教学中鼓励教师在课堂上使用多媒体教学辅助手段，特别是讲授存储器分配/映射等细节时使用动画多媒体，使学生能更形象、更直观的理解存储器分配的内涵。采用启发式教学，加强学生对基本概念、基本原理和基本分析方法的理解和训练，强调培养学生的分析问题解决问题的能力，注重对学生的科学思维和创新能力的培养。在教学活动中，以学生为主体，着重讲思路，讲原理和方法，对要点、概念反复强调，举一反三。针对学院教学大纲对该课程的要求，选取差异化的教学方法。强调课堂教学与实验教学紧密联系，以培养学生的动手能力和思维创新能力，实验课由专门的实验室开设。

六、考核方式

考试依据教学大纲，采用规范的命题、审题和阅卷制度，建议采取开的考核方式。加强平时成绩的考核，考试成绩和平时成绩的比例建议为：70％：30%。通过对学生的考试成绩分析，找出教学的薄弱环节，在今后的教学中加以改进。由于该课程实践性较强、知识较新，建议采取开卷考核的方式。

七、学时分配表

课程内容与学时分配表

要求每两周安排一次作业，整个课程教学期间至少有一次系统实践环节。

八、选用教材及主要参考书

1、教材

嵌入式技术实用教程姜帆机械工业出版社

2、参考书

[1] 嵌入式系统开发与应用教程（第二版）田泽北京航空航天大学出版社

[2] 嵌入式系统开发与实践李兆麟北京航空航天大学出版社

[3] 嵌入式系统软硬件开及应用与实践杨维剑等北京航空航天大学出版社