嵌入式系统课程教学大纲.doc

课程编号：“嵌入式系统设计”课程教学大纲embeded system design course outline50学时 3学分一、课程的性质、目的及任务嵌入式系统设计是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程。随着后pc时代的到来，以高速度、高可靠、低功耗为特征的嵌入式系统的应用日益广泛和深入，嵌入式系统设计在计算机科学与技术专业课程体系中的地位愈发重要。通过本课程的学习，掌握嵌入式系统的组成和基本原理、arm体系结构特点、嵌入式系统设计的一般原理及方法、以及嵌入式操作系统的基本原理及应用等。二、适用专业计算机科学与技术三、先修课程计算机组成原理、微型计算机技术、汇编语言、c语言程序设计四、课程的基本要求通过本课程的学习，学生应能达到下列要求：1.掌握嵌入式系统的概念、体系结构、系统组成及设计方法； 2.掌握arm7的微处理器结构和指令系统以及嵌入式系统的分析与设计方法，了解嵌入式操作系统和嵌入式网络技术； 3.掌握以s3c44b0系列嵌入式微处理器的硬件资源、指令系统，并以它为核心，能够进行实际系统的设计与分析；4.通过实例学习，重点掌握嵌入式系统的应用开发。五、课程的教学内容(一) 课堂讲授的教学内容0 绪论嵌入式系统开发基础（基本概念、组成结构、硬件组成、操作系统、应用软件开发、嵌入式系统开发流程）1 arm体系结构及汇编指令集arm技术概述；arm处理模式和状态、arm存储器组织、arm异常中断；arm寻址方式；arm指令集、thumb指令集、arm汇编程序规范、arm汇编程序特点2 基于arm的嵌入式系统程序设计基础arm汇编语言程序设计、嵌入式c语言程序设计及技巧、c语言与汇编语言混合编程、基于arm的软件开发环境3 基于arm核微处理器s3c44b0x的扩展接口技术s3c44b0x微处理器及其硬件开发平台、基于s3c44b0x的嵌入式系统体系结构；存储器扩展接口、uart异步串行接口、usb设备接口、通用i/o口应用、a/d和d/a接口应用。4 嵌入式操作系统及移植应用嵌入式操作系统基本概念：进程、进程调度、进程间通信机制；开放源码的cos-ii及内核分析；cos-ii在arm微处理器上的移植；基于cos-ii建立自己的rtos5 嵌入式应用软件设计嵌入式应用系统的层次结构特点、几种不同层面的应用开发方法；基于cos-ii的应用软件设计开发6 嵌入式应用开发实例实例一：嵌入式机器人控制器设计；实例二：嵌入式工程机械智能监控器(二) 课堂讨论的教学内容下列内容可以安排讨论课：1. 嵌入式系统的应用及发展趋势2. 嵌入式系统设计的原理及方法(三)实验的教学内容1. 嵌入式系统开发环境 4学时2. s3c44b0x 功能及应用编程 8学时3基于uc/os-ii的应用系统开发 8学时4综合应用设计 4学时共24学时六、学时分配表内 容讲 课讨 论实 验小 计绪论112(一)arm体系结构及汇编指令集224(二)基于arm的嵌入式系统程序设计基础246(三)基于arm核s3c44b0x的扩展接口技术81018(四)嵌入式操作系统及移植应用3126(五)嵌入式应用软件设计426(六)嵌入式应用开发实例448合 计2422450七、主要参考书1嵌入式系统设计与实例开发（第2版） 王田苗主编 清华大学出版社，2003.102嵌入式系统开发与应用教程 田泽编著 北京航空航天大学出版社，2005.33嵌入式系统原理与接口技术 贾智平 张瑞华主编 清华大学出版社，2005.74嵌入式系统设计与开发实例详解 胥静编著 北京航空航天大学出版社，2005.1八、评价方式（包括作业、测验、考试等） 本课程的考核以期末考试为主，考试、作业及实验各占一定比例。 作业、课堂提问、实验等为平时成绩。 九、说明(1)与其它课程的关系嵌入式系统设计是一门以“计算机组成原理”、“汇编语言程序设计”、“微型计算机技术”、“c语言程序设计”、“操作系统”等课程为基础的综合性应用性较强的专业基础课程，在学习过程中，要运用许多上述课程的基本知识，例如处理器结构、指令系统、操作系统等。(2)其他专业运用此大纲的意见本大纲适用于计算机科学与技术的嵌入式系统课程。其它电气信息类专业应采用“嵌入式系统设计及应用技术”教学大纲。 大纲制订者：赵建明大纲审订者： 教授大纲批准者： 教授 二五年九月五日“嵌入式系统设计” 实验大纲嵌入式系统设计（实验课）是嵌入式系统设计与实例开发课程的一个重要环节。通过实验，学生可以对嵌入式系统的设计与开发过程有更深地体会。实验课共8次，每次3学时，实验内容结合课程内容，介绍一般的实验开发流程和软件硬件开发环境，并辅之以典型的嵌入式程序设计实例，使学生掌握基本的嵌入式软件开发技能。大量的具有实际应用背景的实验，更将理论与实践结合起来，使实验内容更加生动。嵌入式系统设计（实验课）的实验内容分为三个层次，分别是：1基本知识部分，目的是让学生了解（认识）嵌入式软件和硬件的一般开发环境与流程；让学生熟悉（某一种）实验开发工具；掌握实验开发工具的操作方法及使用，熟悉软件编程环境，为更进一步实验做准备。2基础技能部分，目的是让同学掌握基本的嵌入式程序开发，可以根据实验指导书内容进行实验的调试，能读懂实验源程序。能根据实验指导书的内容对实验源码进行一定程度的修改，从而实验其他类似的功能。3综合应用部分：目的是让学生综合运用前面所学到的知识，按照指定题目或自行选择感兴趣的题目，自行设计开发嵌入式应用程序。二、实验要求第一层次的实验要求：第一层次为认识性实验，要求熟悉软硬件开发环境，掌握基本的软件调试方法，为后面的实验打基础。要求可以熟练使用这些开发环境和各种开发软件。第二层次的实验要求：第二层次为基础技能性实验，要求扎扎实实掌握嵌入式平台的软件调试，理解嵌入式软件的程序特点和结构。这个部分每个实验有特定的实验目的要求，最后要求学生实现结果，并检查结果。4次实验占整个实验课程成绩的60，每个实验占15。第三层次的实验要求：第三层次为综合应用，相当于本课程的大作业。要求学生花较长时间准备，花较多时间完成。两个实验内容占实验成绩的40，各为20。要求学生实现结果，并对实验中技术点进行提问。实验结果的检查，原则上每次实验结束后即检查。也可以在整个实验过程中进行，只要最后实验结束之前完成实验结果都可以。在实验过程中，完成规定内容的学生可以对嵌入式系统设计（实验指导书）中提供的其他内容进行自由选做，并针对其中问题可与辅助助教进行讨论。助教在保证对本次实验内容辅导的前提下，可对这些选做内容进行辅导。三、实验报告的提交嵌入式系统设计（实验课）要求学生提交3次实验报告。其中第二层次实验内容提交2次，第三层次实验内容提交1次。实验报告的基本格式如下：实验报告一、实验名称:说明:本次实验的名称二、实验目的:说明:本次实验的主要目的,参考每次的实验指导书三、实验环境:说明:实验用到的硬件软件环境。四、实验内容与步骤:说明:实现实验目的而进行的实验内容，如果有步骤要求则简要列出步骤五、实验报告:说明:对本次实验的总结，画出主函数的程序流程图，重写主程序自拟一个新的应用，参照本次实验的主程序，重新设计主