嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)大綱

1、課程編號：“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)大綱embeded system design course outline50學(xué)時 3學(xué)分一、課程的性質(zhì)、目的及任務(wù)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。隨著后pc時代的到來，以高速度、高可靠、低功耗為特征的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛和深入，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計在計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系中的地位愈發(fā)重要。通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握嵌入式系統(tǒng)的組成和基本原理、arm體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的一般原理及方法、以及嵌入式操作系統(tǒng)的基本原理及應(yīng)用等。二、適用專業(yè)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)三、先修課程計算機(jī)組成原理、微型計算機(jī)技術(shù)、匯編語言、c語言程序設(shè)計四、課

2、程的基本要求通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能達(dá)到下列要求：1.掌握嵌入式系統(tǒng)的概念、體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成及設(shè)計方法； 2.掌握arm7的微處理器結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)的分析與設(shè)計方法，了解嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)； 3.掌握以s3c44b0系列嵌入式微處理器的硬件資源、指令系統(tǒng)，并以它為核心，能夠進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計與分析；4.通過實(shí)例學(xué)習(xí)，重點(diǎn)掌握嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)。五、課程的教學(xué)內(nèi)容(一) 課堂講授的教學(xué)內(nèi)容0 緒論嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)（基本概念、組成結(jié)構(gòu)、硬件組成、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程）1 arm體系結(jié)構(gòu)及匯編指令集arm技術(shù)概述；arm處理模式和狀態(tài)、arm存儲

3、器組織、arm異常中斷；arm尋址方式；arm指令集、thumb指令集、arm匯編程序規(guī)范、arm匯編程序特點(diǎn)2 基于arm的嵌入式系統(tǒng)程序設(shè)計基礎(chǔ)arm匯編語言程序設(shè)計、嵌入式c語言程序設(shè)計及技巧、c語言與匯編語言混合編程、基于arm的軟件開發(fā)環(huán)境3 基于arm核微處理器s3c44b0x的擴(kuò)展接口技術(shù)s3c44b0x微處理器及其硬件開發(fā)平臺、基于s3c44b0x的嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；存儲器擴(kuò)展接口、uart異步串行接口、usb設(shè)備接口、通用i/o口應(yīng)用、a/d和d/a接口應(yīng)用。4 嵌入式操作系統(tǒng)及移植應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)基本概念：進(jìn)程、進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程間通信機(jī)制；開放源碼的cos-ii及內(nèi)核分析

4、；cos-ii在arm微處理器上的移植；基于cos-ii建立自己的rtos5 嵌入式應(yīng)用軟件設(shè)計嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、幾種不同層面的應(yīng)用開發(fā)方法；基于cos-ii的應(yīng)用軟件設(shè)計開發(fā)6 嵌入式應(yīng)用開發(fā)實(shí)例實(shí)例一：嵌入式機(jī)器人控制器設(shè)計；實(shí)例二：嵌入式工程機(jī)械智能監(jiān)控器(二) 課堂討論的教學(xué)內(nèi)容下列內(nèi)容可以安排討論課：1. 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢2. 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的原理及方法(三)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容1. 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 4學(xué)時2. s3c44b0x 功能及應(yīng)用編程 8學(xué)時3基于uc/os-ii的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā) 8學(xué)時4綜合應(yīng)用設(shè)計 4學(xué)時共24學(xué)時六、學(xué)時分配表內(nèi) 容講 課討 論實(shí) 驗(yàn)

5、小 計緒論112(一)arm體系結(jié)構(gòu)及匯編指令集224(二)基于arm的嵌入式系統(tǒng)程序設(shè)計基礎(chǔ)246(三)基于arm核s3c44b0x的擴(kuò)展接口技術(shù)81018(四)嵌入式操作系統(tǒng)及移植應(yīng)用3126(五)嵌入式應(yīng)用軟件設(shè)計426(六)嵌入式應(yīng)用開發(fā)實(shí)例448合 計2422450七、主要參考書1嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)例開發(fā)（第2版） 王田苗主編 清華大學(xué)出版社，2003.102嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用教程 田澤編著 北京航空航天大學(xué)出版社，2005.33嵌入式系統(tǒng)原理與接口技術(shù) 賈智平 張瑞華主編 清華大學(xué)出版社，2005.74嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實(shí)例詳解 胥靜編著 北京航空航天大學(xué)出版社，2005.1八

6、、評價方式（包括作業(yè)、測驗(yàn)、考試等） 本課程的考核以期末考試為主，考試、作業(yè)及實(shí)驗(yàn)各占一定比例。 作業(yè)、課堂提問、實(shí)驗(yàn)等為平時成績。 九、說明(1)與其它課程的關(guān)系嵌入式系統(tǒng)設(shè)計是一門以“計算機(jī)組成原理”、“匯編語言程序設(shè)計”、“微型計算機(jī)技術(shù)”、“c語言程序設(shè)計”、“操作系統(tǒng)”等課程為基礎(chǔ)的綜合性應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在學(xué)習(xí)過程中，要運(yùn)用許多上述課程的基本知識，例如處理器結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等。(2)其他專業(yè)運(yùn)用此大綱的意見本大綱適用于計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)課程。其它電氣信息類專業(yè)應(yīng)采用“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)大綱。 大綱制訂者：趙建明大綱審訂者： 教授大綱批準(zhǔn)者： 教

7、授 二五年九月五日“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計” 實(shí)驗(yàn)大綱嵌入式系統(tǒng)設(shè)計（實(shí)驗(yàn)課）是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)例開發(fā)課程的一個重要環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以對嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)過程有更深地體會。實(shí)驗(yàn)課共8次，每次3學(xué)時，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合課程內(nèi)容，介紹一般的實(shí)驗(yàn)開發(fā)流程和軟件硬件開發(fā)環(huán)境，并輔之以典型的嵌入式程序設(shè)計實(shí)例，使學(xué)生掌握基本的嵌入式軟件開發(fā)技能。大量的具有實(shí)際應(yīng)用背景的實(shí)驗(yàn)，更將理論與實(shí)踐結(jié)合起來，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加生動。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計（實(shí)驗(yàn)課）的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三個層次，分別是：1基本知識部分，目的是讓學(xué)生了解（認(rèn)識）嵌入式軟件和硬件的一般開發(fā)環(huán)境與流程；讓學(xué)生熟悉（某一種）實(shí)驗(yàn)開發(fā)工具；掌握實(shí)驗(yàn)開發(fā)工具的操作

8、方法及使用，熟悉軟件編程環(huán)境，為更進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。2基礎(chǔ)技能部分，目的是讓同學(xué)掌握基本的嵌入式程序開發(fā)，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的調(diào)試，能讀懂實(shí)驗(yàn)源程序。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容對實(shí)驗(yàn)源碼進(jìn)行一定程度的修改，從而實(shí)驗(yàn)其他類似的功能。3綜合應(yīng)用部分：目的是讓學(xué)生綜合運(yùn)用前面所學(xué)到的知識，按照指定題目或自行選擇感興趣的題目，自行設(shè)計開發(fā)嵌入式應(yīng)用程序。二、實(shí)驗(yàn)要求第一層次的實(shí)驗(yàn)要求：第一層次為認(rèn)識性實(shí)驗(yàn)，要求熟悉軟硬件開發(fā)環(huán)境，掌握基本的軟件調(diào)試方法，為后面的實(shí)驗(yàn)打基礎(chǔ)。要求可以熟練使用這些開發(fā)環(huán)境和各種開發(fā)軟件。第二層次的實(shí)驗(yàn)要求：第二層次為基礎(chǔ)技能性實(shí)驗(yàn)，要求扎扎實(shí)實(shí)掌握嵌入式平臺的軟件

9、調(diào)試，理解嵌入式軟件的程序特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)。這個部分每個實(shí)驗(yàn)有特定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?，最后要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)結(jié)果，并檢查結(jié)果。4次實(shí)驗(yàn)占整個實(shí)驗(yàn)課程成績的60，每個實(shí)驗(yàn)占15。第三層次的實(shí)驗(yàn)要求：第三層次為綜合應(yīng)用，相當(dāng)于本課程的大作業(yè)。要求學(xué)生花較長時間準(zhǔn)備，花較多時間完成。兩個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容占實(shí)驗(yàn)成績的40，各為20。要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)結(jié)果，并對實(shí)驗(yàn)中技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行提問。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢查，原則上每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后即檢查。也可以在整個實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行，只要最后實(shí)驗(yàn)結(jié)束之前完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果都可以。在實(shí)驗(yàn)過程中，完成規(guī)定內(nèi)容的學(xué)生可以對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書）中提供的其他內(nèi)容進(jìn)行自由選做，并針對其中問題可與輔助助教進(jìn)行討論。助教在保證對本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容輔導(dǎo)的前提下，可對這些選做內(nèi)容進(jìn)行輔導(dǎo)。三、實(shí)驗(yàn)報告的提交嵌入式系統(tǒng)設(shè)計（實(shí)驗(yàn)課）要求學(xué)生提交3次實(shí)驗(yàn)報告。其中第二層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提交2次，第三層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提交1次。實(shí)驗(yàn)報告的基本格式如下：實(shí)驗(yàn)報告一、實(shí)驗(yàn)名稱:說明:本次實(shí)驗(yàn)的名稱二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?說明:本次實(shí)驗(yàn)的主要目的,參考每次的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境:說明:實(shí)驗(yàn)用到的硬件軟件環(huán)境。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟:說明:實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩M(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如果有步驟要求則簡要列出步驟五、實(shí)驗(yàn)報告:說明:對本次實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，畫出主函數(shù)的程序流程圖，重寫主程序自擬一個新的應(yīng)用，參照本次實(shí)驗(yàn)的主程序，重新設(shè)計主