《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用》教學(xué)大綱課程英文名PrincipleandApplicationofEmbeddedSystem課程代碼C0806Z50學(xué)分3總學(xué)時48理論學(xué)時36實驗/實踐學(xué)時12課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)任選先修課程C語言程序設(shè)計、單片機原理及其應(yīng)用 適用專業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)開課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標（一）課程地位本課程是電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)課。本課程應(yīng)用單片機的基本概念知識和C語言知識，研究嵌入式處理器結(jié)構(gòu)（ARM架構(gòu)為主），其任務(wù)是幫助學(xué)生了解和熟悉嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計的基本方法，學(xué)會通過編譯環(huán)境開發(fā)嵌入式程序，學(xué)會嵌入式編程技術(shù)。能夠使用信息檢索工具獲取解決電子信息工程問題的相關(guān)知識：具有綜合運用所掌握本專業(yè)的理論知識和技術(shù)手段，設(shè)計和開發(fā)各類電子和信息系統(tǒng)的能力。以及能夠分析和評價電子信息領(lǐng)域的工程實施方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響掌握工程活動中獲取相關(guān)信息的基本方法。以及能夠撰寫書面報告和技術(shù)文稿，對電子信息技術(shù)領(lǐng)域及相關(guān)行業(yè)的國際狀況有基本了解。（二）課程目標課程目標畢業(yè)要求目標分類1.理解嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和特點。理解ARM指令系統(tǒng)和Thumb指令系統(tǒng)。掌握運用匯編語言和C語言對ARM處理器進行編程。問題分析1.1記憶理解分析2.理解ARM嵌入式系統(tǒng)的外設(shè)，熟悉嵌入式Linux環(huán)境下編程，理解嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程，能在嵌入式系統(tǒng)環(huán)境下進行軟硬件的開發(fā)和調(diào)試。問題分析2.1分析應(yīng)用3.理解嵌入式Linux系統(tǒng)引導(dǎo)和內(nèi)核裁剪與移植。設(shè)計/開發(fā)解決方法3.1研究4.4分析應(yīng)用評價二、課程目標達成的途徑與方法課程目標教學(xué)環(huán)節(jié)對應(yīng)內(nèi)容課程目標1講授第1、2、9章及作業(yè)1.嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識2.ARM體系結(jié)構(gòu)9.ARM匯編語言程序設(shè)計基礎(chǔ)課程目標2講授第3、4、5、6、7章及作業(yè)實驗二、實驗四3.32位RISC微處理器S3C2410A4.嵌入式系統(tǒng)的存儲器系統(tǒng)5.嵌入式系統(tǒng)輸入\輸出設(shè)備接口6.嵌入式系統(tǒng)總線接口7.嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口課程目標3講授第8、10、11、12、13章及作業(yè)實驗一、實驗三8.嵌入式系統(tǒng)軟件及操作系統(tǒng)基礎(chǔ)10.Bootloader設(shè)計從基礎(chǔ)11.Linux操作系統(tǒng)基礎(chǔ)12.嵌入式Linux軟件設(shè)計13.圖形用戶接口三、課程目標與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標課程目標對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求2畢業(yè)要求3畢業(yè)要求4課程目標1M課程目標2MH課程目標3HM四、課程主要內(nèi)容與基本要求1、嵌入式系統(tǒng)簡介了解嵌入式系統(tǒng)特點，熟悉嵌入式Linux環(huán)境下編程。2、ARM體系結(jié)構(gòu)和ARM指令系統(tǒng)了解ARM微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和ARM處理器內(nèi)核。了解ARM指令系統(tǒng)特點，理解ARM指令系統(tǒng)和Thumb指令系統(tǒng)，掌握運用匯編語言和C語言對ARM處理器進行編程。3、通用接口設(shè)計理解CPU總線的特點，掌握嵌入式處理器特別是以ARM9為內(nèi)核的處理器接口控制方式、I/O接口設(shè)備以及定時器。重點了解串口通信。4、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境、系統(tǒng)調(diào)試及應(yīng)用設(shè)計理解嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程，能在嵌入式系統(tǒng)環(huán)境下進行軟硬件的開發(fā)和調(diào)試。如對通用I/O口編程控制按鍵輸入、LED顯示等。5、系統(tǒng)引導(dǎo)和內(nèi)核裁剪與移植理解Bootloader的功能，了解嵌入式系統(tǒng)引導(dǎo)和內(nèi)核裁剪與移植。6、、用戶驅(qū)動和應(yīng)用程序的移植了解用戶驅(qū)動和應(yīng)用程序的移植。文件系統(tǒng)了解幾種常用的簡單嵌入式文件系統(tǒng)。五、課程學(xué)時安排章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標11、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識2作業(yè)1.12，1.16課程目標122、ARM體系結(jié)構(gòu)和ARM指令系統(tǒng)4作業(yè)2.2，2.33，9.18課程目標133、嵌入式系統(tǒng)的存儲器系統(tǒng)4作業(yè)4.14.4課程目標244、嵌入式系統(tǒng)通用設(shè)備接口和I/O接口10（4學(xué)時實驗）作業(yè)3.15，3.16，5.6，5.16，8.2，8.13，8.19，8.21課程目標255、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境、系統(tǒng)調(diào)試及應(yīng)用設(shè)計12(8學(xué)時實驗)作業(yè)11.6，11.11，11.13課程目標366、嵌入式系統(tǒng)軟件及操作系統(tǒng)基礎(chǔ)12（4學(xué)時實驗）課程目標377、圖形用戶接口（GUI）4課程目標3六、實踐環(huán)節(jié)及基本要求序號實驗項目名稱學(xué)時基本要求學(xué)生任務(wù)實驗性質(zhì)實驗類別1Shell命令和X窗口系統(tǒng)2熟練Shell命令和X窗口系統(tǒng)完成基本Shell命令的實現(xiàn)。驗證必做2簡單程序的編譯、鏈接和調(diào)試4掌握gcc編譯器的使用方法和常用的編譯選項完成在Linux環(huán)境下gcc編譯，make工具使用設(shè)計選做3LCD顯示2掌握LCD應(yīng)用程序開發(fā)方法完成LCD顯示的編程設(shè)計選做4熟悉嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境2掌握通過串口終端登錄板上系統(tǒng)及下載、調(diào)試程序在ARM開發(fā)板（Linux環(huán)境）下編譯調(diào)試，下載驗證必做5串口通信4掌握串口應(yīng)用程序開發(fā)方法完成PC機跟ARM開發(fā)板的串口通信綜合必做6測量進程的執(zhí)行時間2理解定時器有關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)完成定時器函數(shù)的調(diào)用，實現(xiàn)秒表功能綜合選做7中斷實驗2掌握設(shè)置中斷、注冊中斷以及清除中斷等函數(shù)的使用完成在ARM中外部中斷的實現(xiàn)。綜合選做8嵌入式設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計4掌握設(shè)備驅(qū)動程序的調(diào)試完成外設(shè)驅(qū)動的開發(fā)。綜合選做注：1.實驗性質(zhì)指演示性、驗證性、設(shè)計性、綜合性等；2.實驗類別指必做、選做等。七、考核方式、成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標準（依據(jù)）占總成績比例過程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時作業(yè)等點名記錄討論發(fā)言記錄作業(yè)批改成績20%實驗考核操作及實驗報告操作成績報告批改成績20%期末考核閉卷卷面成績60%考核類別考查成績登記方式百分制八、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1、黃智偉，《ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)教程》，北京航空航天大學(xué)出版社，2008.8.自編《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用》實驗指導(dǎo)書。（二）主要參考書：1、王田苗，《