电子信息工程专业实践报告.doc

电子信息工程09级专业实践报告系 别 光电信息与通信工程学院 专 业 电子信息工程 班级学号 学生姓名 实践日期 2011年2月2011年4月 成 绩 指导教师 一 专业认识实践目的和意义电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在，电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面，像电话交换局里怎么处理各种电话信号，手机是怎样传递我们的声音甚至图像的，我们周围的网络怎样传递数据，甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西，并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。本专业培养掌握现代电子技术理论、通晓电子系统设计原理与设计方法，具有较强的计算机、外语和相应工程技术应用能力，面向电子技术、自动控制和智能控制、计算机与网络技术等电子、信息、通信领域的宽口径、高素质、德智体全面发展的具有创新能力的高级工程技术人才开发。电子信息工程专业主要是学习基本电路知识，并掌握用计算机等处理信息的方法。首先要有扎实的数学知识，对物理学的要求也很高，并且主要是电学方面；要学习许多电路知识、电子技术、信号与系统、计算机控制原理、通信原理等基本课程。学习电子信息工程自己还要动手设计、连接一些电路并结合计算机进行实验，对动手操作和使用工具的要求也是比较高的。譬如自己连接传感器的电路，用计算机设置小的通信系统，还会参观一些大公司的电子和信息处理设备，理解手机信号、有线电视是如何传输的等，并能有机会在老师指导下参与大的工程设计。学习电子信息工程，要喜欢钻研思考，善于开动脑筋发现问题。大学生专业认识实习是大学学习阶段在完成一定的课程后所要进行的最重要的一段实践环节。实习是每一个合格的大学生必须拥有的一段经历，它使我在实践中增强专业意识和实践意识。在实习期间，通过实习我学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,也打开了视野，增长了见识，为我以后进一步走向社会打下坚实的基础。同时，通过撰写实习报告，使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决企业问题的能力，并为毕业以后工作做准备。二 专业实践方式听课：由系主任介绍培养方案和教学计划安排技术应用调研：查找资料、市场调研、参观展览会就业调研：参加招聘会或访谈1-2个用人单位听讲座：聘请企业专家介绍技术和人才需求状况座谈：请校友返校座谈，交流小组讨论：分组交流讨论调研心得总结：撰写实践报告，确定限选方向，提出学习规划。三 专业方向认识（嵌入式）嵌入式的定义。这主要是从应用对象上加以定义，从右图中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。 国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 可以这样认为，嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。嵌入式系统的组成一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成，嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。执行装置可以很简单，如手机上的一个微小型的电机，当手机处于震动接收状态时打开；也可以很复杂，如SONY 智能机器狗，上面集成了多个微小型控制电机和多种传感器，从而可以执行各种复杂的动作和感受各种状态信息。 下面对嵌入式计算机系统的组成进行介绍。 1. 硬件层硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器（SDRAM、ROM、Flash等）、通用设备接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等）。在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM中。 (1)嵌入式微处理器 嵌入式系统硬件层的核心是嵌入式微处理器，嵌入式微处理器与通用CPU最大的不同在于嵌入式微处理器大多工作在为特定用户群所专用设计的系统中，它将通用CPU许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统在设计时趋于小型化，同时还具有很高的效率和可靠性。嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯诺依曼体系或哈佛体系结构；指令系统可以选用精简指令系统（Reduced Instruction Set Computer，RISC）和复杂指令系统CISC（Complex Instruction Set Computer，CISC）。RISC计算机在通道中只包含最有用的指令，确保数据通道快速执行每一条指令，从而提高了执行效率并使CPU硬件结构设计变得更为简单。 嵌入式微处理器有各种不同的体系，即使在同一体系中也可能具有不同的时钟频率和数据总线宽度，或集成了不同的外设和接口。据不完全统计，目前全世界嵌入式微处理器已经超过1000多种，体系结构有30多个系列，其中主流的体系有ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。但与全球PC市场不同的是，没有一种嵌入式微处理器可以主导市场，仅以32位的产品而言，就有100种以上的嵌入式微处理器。嵌入式微处理器的选择是根据具体的应用而决定的。 (2)存储器 嵌入式系统需要存储器来存放和执行代码。嵌入式系统的存储器包含Cache、主存和辅助存储器。1 CacheCache是一种容量小、速度快的存储器阵列它位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。在需要进行数据读取操作时，微处理器尽可能的从Cache中读取数据，而不是从主存中读取，这样就大大改善了系统的性能，提高了微处理器和主存之间的数据传输速率。Cache的主要目标就是：减小存储器（如主存和辅助存储器）给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快，实时性更强。 在嵌入式系统中Cache全部集成在嵌入式微处理器内，可分为数据Cache、指令Cache或混合Cache，Cache的大小依不同处理器而定。一般中高档的嵌入式微处理器才会把Cache集成进去。 2 主存 主存是嵌入式微处理器能直接访问的寄存器，用来存放系统和用户的程序及数据。它可以位于微处理器的内部或外部，其容量为256KB1GB，根据具体的应用而定，一般片内存储器容量小，速度快，片外存储器容量大。 常用作主存的存储器有：a、ROM类 NOR Flash、EPROM和PROM等。 b、RAM类 SRAM、DRAM和SDRAM等。 其中NOR Flash 凭借其可擦写次数多、存储速度快、存储容量大、价格便宜等优点，在嵌入式领域内得到了广泛应用。3 辅助存储器 辅助存储器用来存放大数据量的程序代码或信息，它的容量大、但读取速度与主存相比就慢的很多，用来长期保存用户的信息。 嵌入式系统中常用的外存有：硬盘、NAND Flash、CF卡、MMC和SD卡等。 (3)通用设备接口和I/O接口 嵌入式系统和外界交互需要一定形式的通用设备接口，如A/D、D/A、I/O等，外设通过和片外其他设备的或传感器的连接来实现微处理器的输入/输出功能。每个外设通常都只有单一的功能，它可以在芯片外也可以内置芯片中。外设的种类很多，可从一个简单的串行通信设备到非常复杂的802.11无线设备。目前嵌入式系统中常用的通用设备接口有A/D（模/数转换接口）、D/A（数/模转换接口），I/O接口有RS-232接口（串行通信接口）、Ethernet（以太网接口）、USB（通用串行总线接口）、音频接口、VGA视频输出接口、I2C（现场总线）、SPI（串行外围设备接口）和IrDA（红外线接口）等。2. 中间层硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL）或板级支持包（Board Support Package，BSP），它将系统上层软件与底层硬件分离开来，使系统的底层驱动程序与硬件无关，上层软件开发人员无需关心底层硬件的具体情况，根据BSP 层提供的接口即可进行开发。该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。BSP具有以下两个特点。硬件相关性：因为嵌入式实时系统的硬件环境具有应用相关性，而作为上层软 件与硬件平台之间的接口，BSP需要为操作系统提供操作和控制具体硬件的方法。操作系统相关性：不同的操作系统具有各自的软件层次结构，因此，不同的操作系统具有特定的硬件接口形式。实际上，BSP是一个介于操作系统和底层硬件之间的软件层次，包括了系统中大部分与硬件联系紧密的软件模块。设计一个完整的BSP需要完成两部分工作：嵌入式系统的硬件初始化以及BSP功能，设计硬件相关的设备驱动。嵌入式系统嵌入式系统（Embedded System)-“嵌入到特定设备中的计算机系统。 一、定义： 嵌入式系统是一种“完全嵌入到受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”。 二、说明： 受控器件： 1.消费电子：mp3、手机、电梯、汽车. 2.智能家电：数字电视、微波炉、数码相机、空调. 3.网络设备：交换机、路由器. 4.医疗仪器：. 5.航天设备：卫星、航天飞机、月球探测仪. 计算机系统：包括硬件和软件系统、且软、硬件均可裁剪。嵌入式操作系统的特点1）可裁剪性。支持开放性和可伸缩性的体系结构。 2）强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制中。 3）统一的接口。提供设备统一的驱动接口。 4）操作方便、简单、提供友好的图形GUI和图形界面，追求易学易用。 提供强大的网络功能，支持TCP/IP协议及其他协议，提供TCP/UDP/IP/PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口。 5）强稳定性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预、这就要负责系统管理的EOS具有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接口一般不提供操作命令，它通过系统的调用命令向用户程序提供服务。 6）固化代码。在嵌入式系统中，嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。 7）更好的硬件适应性，也就是良好的移植性。 嵌入式系统的文件系统通用操作系统的文件系统通常具有以下功能： 提供用户对文件操作的命令。 提供用户共享文件的机制。 管理文件的存储介质。 提供文件的存取控制机制，保障文件及文件系统的安全性。 提供文件及文件系统的备份和恢复功能。 提供对文件的加密和解密功能。 嵌入式文件系统比较简单，主要提供文件存储、检索和更新等功能，一般不提供保护和加密等安全机制。它以系统调用和命令方式提供文件的各种操作，主要有： 设置、修改对文件和目录的存取权限。 提供建立、修改、改变和删除目录等服务。 提供创建、打开、读写、关闭和撤销文件等服务。嵌入式就业前景嵌入式就业发展空间相对较大。嵌入式系统是当前最热门、最具发展前途的IT应用领域之一。包括手机、电子字典、可视电话、数字相机（DC）、数字摄像机（DV）、UDisk、机顶盒（Set Top Box）、高清电视（HDTV）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等都是典型的嵌入式系统。因此，通过嵌入式培训成为专业的嵌入式技术人才，其职业发展空间较大。嵌入式人才的发展方向嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。嵌入式系统用在一些特定专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等）非常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应要求很高等。特别是随着消费家电的智能化，嵌入式更显重要。像我们平常常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3 Player、数字相机（DC）、数字摄像机(DV)、U-Disk、机顶盒(Set Top Box)、高清电视(HDTV)、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等都是典型的嵌入式系统。 嵌入式系统是软硬结合的东西，搞嵌入式开发的人有两类。 一类是学电子工程、通信工程等偏硬件专业出身的人，他们主要是搞硬件设计，有时要开发一些与硬件关系最密切的最底层软件，如BootLoader、Board Support Package(像PC的BIOS一样，往下驱动硬件，往上支持操作系统），最初级的硬件驱动程序等。他们的优势是对硬件原理非常清楚，不足是他们更擅长定义各种硬件接口，但对复杂软件系统往往力不从心（例如嵌入式操作系统原理和复杂应用软件等）。 另一类是学软件、计算机专业出身的人，主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发。如果我们学软件的人对硬件原理和接口有较好的掌握，我们完全也可写BSP和硬件驱动程序。嵌入式硬件设计完后，各种功能就全靠软件来实现了，嵌入式设备的增值很大程度上取决于嵌入式软件，这占了嵌入式系统的最主要工作（目前有很多公司将硬件设计包给了专门的硬件公司，稍复杂的硬件都交给台湾或国外公司设计，国内的硬件设计力量很弱，很多嵌入式公司自己只负责开发软件，因为公司都知道，嵌入式产品的差异很大程度在软件上，在软件方面是最有“花头“可做的），所以我们搞软件的人完全不用担心我们在嵌入式市场上的用武之地，越是智能设备越是复杂系统，软件越起关键作用，而且这是目前的趋势。四 时间（分段）2011年2月参观北京普源精电科技有限公司2011年3月24日参加第十九届中国国际广播电视信息网络展览会五 实践内容1. 参观北京普源精电科技有限公司(1)公司简介北京普源精电科技有限公司（RIGOL TECHNOLGIES ,INC.）是业界领先从事测量仪器研发、生产和销售的高新技术企业；是中国电子仪器行业协会、中国仪器仪表学会会员。RIGOL拥有国际水准的技术，拥有数量众多的专利和计算机操作系统软件著作权，自主知识产权填补了国家空白。RIGOL坚持自主创新，现已研发并生产了十五大系列、数十种产 品，具体包括数字示波器、函数/任意波形发生器、数字万用表、虚拟仪器、可编程线性电源和多种数字化测试仪器。产品广泛适用于生产制造、工业控制、广播电视、网络通信、医疗监测和科研教学等领域。公司在国内设有多个办事处；在国际市场上，产品已销往全球60个国家和地区。并在全球50多 个国家注册了RIGOL商标。RIGOL现有员工400余人。在研发、销售和管理人员中大学本科学历占98%，其中硕士博士占研发人员的60%。公司通过了ISO9001：2000 质量管理体系认证和ISO14001：2004 环保管理体系认证。 RIGOL将秉承持续为客户创造价值的理念，不断创新,成为测试测量仪器领域的世界级供应商和客户首要选择的商业伙伴。 RIGOL生产基地创建于2004年，是国内首家最大的专业测量仪器生产基地，下设生产处、质控处、工程处、仓储处、注塑车间和生产计划处六个部门。 生产基地拥有雄厚的技术力量，技术人员占40%。经过十年的历练,生产基地拥有一流的生产工艺及严格的质量保证体系，并引进大量国际先进的检测仪器，如：精密信号源校准设备、部门自行开发的自动测试软件、影像分析系统、综合实验室及先进的生产线设备等等，保证了产品质量。 RIGOL生产基地是国内最早通过ISO9000质量管理体系和ISO14001环境管理体系认证的企业之一,本着以为客户提供价值,为人才提供发展平台的理念，引入ERP系统、标准化流程体系、推行生产现场6S 管理活动、建立工时统计和绩效考核制度 KPI等管理方法，改善绩效，实现精细化生产。 研发中心设有硬件开发、软件开发、结构设计、平面设计四大部分。配有资料室、设备室、会议室等基础设施，提供给研发人员开放式的办公场所，方便获取信息和交流信息。中心采用多功能通讯系统和严密的门禁系统，充分体现了电子化、智能 化办公。 研发部内部可进行多种检测性实验，包括：可靠性实验、环境实验、低电压安全实验、电磁兼容实验，实现了对数字产品的全面检测，确保每件产品的质量。 这里汇聚了诸多博士、硕士和本行业的优秀人才，组成一支精英队伍，有极强的创新意识和能力。其宗旨是研发具有创新性、前瞻性和实用性产品，重点开展原创性技术创新和集成性技术创新，确保公司现有产业持续稳定发展和保持长期市场竞争 优势。 (2)封闭化生产车间 进入RIGOL工厂生产车间前工作人员要求我们必须穿戴鞋套，尽管整个生产过程处于全封闭的环境。虽然在这种环境下看不到一个芯片或零件，但对生产环境的严格包括已经让我难忘了。 站在参观走廊，透过玻璃看到组装生产基地，展现在我面前的是世界规模很大、科技含量非常高的生产车间：听不到机器的轰鸣声，只看到繁忙的工作人员。正是在这里，RIGOL的“精华”正在源源不断的转变为人们实验中的得力工具。“不仅是为了防微杜渐，最重要的是一种高品质观念的养成。”一位RIGOL工作人员向人民解释道。在RIGOL的整个生产链中，有一个工厂是把握仪器品质的重地。从制作到产品出库，全部由中央控制系统设定程序，指令人员操作完成，整个生产过程都处于无人打扰的环境中。 成品到仓库的运输，都是由人员控制运输车完成的，生产车间看不到一点的失误。(3)仓储储存在进入仓库时，我对眼前的物品吃了一惊，三层的货物架，全是RIGOL生产的实验仪器，大大小小的物品全是RIGOL为世界各地所生产的。每天他的发货量十分惊人，每位员工都在自己的生产线上努力的工作着。整个工作流程十分的顺利，没有一丝的不完整或浪费时间的地方。就是因为一样的生产流程，才使得RIGOL公司拥有很大的规模。(4)产品概述数字示波器RIGOL做为国内领先的数字示波器设计、生产和销售厂家，在十几年的时间内先后推出了五代数字示波器产品，取得多个国内行业的第一，如最早的300MHz带宽台式示波器；最高采样率达2GSa/s，波形捕获率达2000wfms/s的数字示波器；首先突破1M存储深度的数字示波器；带宽达1GHz,最高采样率达5GSa/s，波形捕获率达180，000wfms/s，存储深度达140M的数字示波器等等。为适应不同客户需求，RIGOL数字示波器逐渐形成DS1000E、DS1000D、DS1000CA、DS1000B和DS6000几个不同的系列，满足不同用户的需求，帮助工程师们提高测试效率。频谱分析仪RIGOL的DSA1000A系列为体积小，重量轻且性能优异的便携式频谱分析仪，其出色的性能，可满足绝大部分射频相关应用的需求。全数字中频的实现保证了其卓越的性能和稳定的表现。独创宽屏的应用，独具匠心的参数图标设计，以及多处人性化设计让频谱测量变得从未有过的轻松快捷。RIGOL的DSA1000系列为经济型频谱分析仪，同样采用了全数字中频技术，提供卓越性能的同时具有极经济的价格。因其极高的性价比，将广泛应用于射频教学、电子制造与维修、科研开发等领域。同时突破了传统价格壁垒，必将广泛应用于高校射频教学实验，力助高校建立更专业的电子射频实验室，拓展射频教学新体验。函数/任意波形发生器RIGOL的函数/任意波形发生器采用先进的DDS数字频率合成技术，产生高质量的标准函数信号如正弦波，方波，三角波，脉冲波等，还提供了丰富的模拟以及数字调制功能。每种型号都具备任意波发生器的功能，配合Ultrawave任意波编辑软件及其自身面板和界面，可产生复杂的任意波形。还可与RIGOL的数字示波器相连，实现“无缝连接”，把示波器捕捉到的实际信号下载到信号发生器中复现出来。数字万用表DM3000系列数字万用表是一款针对需求多功能、高精度、高性能和自动测量的用户而设计的产品，集高速数据采集、自动测量、巡检、任意传感器等多种功能。在接口方面支持RS-232、USB、LAN和GPIB接口，并支持U盘存储。在性能上，DM3000拥有高清晰度256x64点阵的单色液晶显示屏，易于操作的键盘布置和清晰的按键背光和操作提示，使其更具灵活、易用的操作特点。可编程线性电源DP1308A和DP1116A是两款高性能的可编程直流电源。它们拥有强大的定时输出功能，低纹波和噪声，全面的过压、过流、过温保护功能，快速瞬态响应，拥有宽大、清晰的用户界面，优异的性能指标，多种标准配置接口，可满足台式及集成的多种测试需求。2. 参加第十九届中国国际广播电视信息网络展览会3月24日，我们前往第十九届CCBN中国国际广播电视信息网络展览会参观，进入国展，首先映入眼帘的是展会的大门，它被一幅幅宣传海报所掩盖住。今年的主题是“推进三网融合，共享广电未来”。我参观了有关通信方面的参展台，我发现企业需求的是有创造力的人才，在当今这个信息快速发展的时代！谁掌握了新技术新模式就等于掌握了市场！我觉得真正能抓住消费者的是能让人眼前一亮的新产品和新功能！就比如现在家家都用的机顶盒，现在基于三网融合的新机顶盒逐步推广，代替了老机顶盒。新一代的电视机顶盒模块即可以内置于电视机中，也可以为独立机顶盒。多数电视机顶盒还内置Android智能操作系统，并支持IPTV、体感游戏、互通点播、多终端共享等功能。其电视机顶盒中内置的一些功能还可实现PC、数字电视、手机的互联互通。却是通信数字方向的发展给我们的生活带来了更多的便利！从广电总局副局长田进的介绍中，我知道了网融合是党中心、国务院在科学成长观思惟指导下，从我国国情出发，科学把握全球信息财富成长趋向，敦促文化财富成为国民经济支柱性财富作出的重大计谋抉择计