《嵌入式系统设计》教学大纲

1、膂嵌入式系统原理与设计教学大纲蜜课程名称： 嵌入式系统设计， Embedded System Design薄课程性质：专业必修课薄学 分：2肄总 学时：38其中，理论学时：26 实验（上机）学时： 12覆适用专业：电子信息工程案先修课程：单片原理与接口技术，C语言程序设计，操作系统箍一、教学目的与要求前嵌入式系统融合了计算机软硬件技术、通信技术和半导体微电子技术。根据实际应用要求，把微处理器直接嵌入到应用系统中，并对软硬件进行优化、裁剪。本课程为ARMFF发为硬件平台，讲述AR附本结构及编程和 Linux操作系统的应用，并以具体系统开发实例来阐述嵌入式系统的设 计方法、过程。蔽通过本课程的学习

2、，使学生熟悉嵌入式系统开发流程和方法，熟悉ARMtt理器的体系结构和Linux操作系统基本原理及应用。并能根据系统实际应用需求，自行定制和优化Linux操作系统，独立编写可在ARM嵌入式设备上运行的应用程序。第 二、教学内容与学时分配莆序P肄章节名称蟒三、各章主要知识点与教学要求莆 第一章 嵌入式系统基础（2学时）蜜第一节嵌入式系统概念建一、嵌入式的定义聿二、嵌入式系统的组成肇三、嵌入式系统的特点期四、嵌入式系统的应用膂五、实时系统盆第二节嵌入式系统处理器菱一、嵌入式处理器分类集二、微控制器节三、嵌入式微处理器袁四、DSP处理器芈五、片上系统充六、典型的嵌入式处理器筮第三节嵌入式操作系统节一、

3、操作系统的概念和分类嫌二、实时操作系统芾三、常见的嵌入式操作系统连第四节实时操作系统的内核箴一、任务管理 蒈 二、任务间的通信和同步肆 三、存储器管理薁 四、定时器和中断管理蜜第五节嵌入式技术发展现状及趋势膀 本章重点：螅 1 、嵌入式系统的概念薁 2、嵌入式处理器赚3、嵌入式操作系统帆本章难点：薄 1 、嵌入式微处理器蚁 2、嵌入式操作系统的内核蔽本章教学要求：箴1、正确理解嵌入式系统的基本概念菱2、掌握嵌入式微处理器分类及结构腿3、掌握嵌入式操作系统的概念及内核妍4、了解嵌入式系统的发展趋势蟆 第二章 嵌入式系统开发过程（1学时）莅 第一节嵌入式软件开发特点袁 第二节嵌入式软件开发流程聿

4、第三节嵌入式系统的调试 唐第四节板级支持包艘本章重点：瞧1、嵌入式软件开发流程蔓2、板级支持包赣本章难点：腿1、嵌入式系统的调试芄 2、板级支持包袁 本章教学要求：虿 1、熟悉嵌入式软件开发特点噩2、掌握嵌入式软件开发流程英3、掌握嵌入式系统的调试前4、正确理解板级支持包腿第三章 ARM体系结构（9学时）螅 第一节ARM 体系结构概述蒄 一、 ARM 体系结构特点唐二、ARM处理器结构衿 三、ARM 处理器内核蒄 四、ARM 处理器核薄 第二节编程模型 材一、数据类型黄二、处理器模式薇 三、处理器工作状态蚄 四、寄存器组织其五、异常肇六、存储器和存储器映射 I/O芍第三节 ARM寻址方式蝴第四

5、节 ARM指令集蚁 一、条件执行荽二、指令分类说明肄 三、 Thumb 指令集和ARM 指令集的区别蝴四、Thumb指令分类说明螈 第五节ARM9 和 ARM7 的比较膈 第六节ARM9TDMI 内核契一、ARM9TDMI编程模型袄 二、 ARM9TDMI 存储器接口腿 第七节ARM920T 核蚆 一、 ARM920T 编程模型袆 二、存储器管理单元（MMU ）蠢三、Cache、写缓冲和物理地址 TAG RAM薄四、时钟模式芨五、总结接口单元蛔本章实验：ARMC编指令（3学时）肃 本章重点：羁 1 、编程模型袆 2、 ARM 的寻址方式英3、ARM指令集膈本章难点：前1、ARM 的寻址方式辑2

6、、ARM指令集»3、ARM920T 核蚆 本章教学要求：羁 1、熟悉ARM 的体系结构蚂 2、掌握编程模型妍3、正确理解ARM基本寻址方式蟆4、掌握ARM指令集前5、熟悉ARM内核膀 第四章ARM 硬件设计基础（9 学时）蒇第一节ARM 开发环境简介袆一、RealView MDK开发工具简介螃二、RealView MDK集成开发环境简介滕一、ARM汇编器支持的伪指令箍二、基于ARM的汇编语言语句格式艘三、ARM汇编语言程序基本结构蔗四、基于ARM的汇编语言程序举例艿 第三节基于 ARM 的硬件启动程序设计B 一、分配中断向量表筮二、初始化存储系统建三、初始化堆栈四、初始化有特殊要求的

7、硬件模块索五、初始化应用程序执行环境螂 六、改变处理器模式蔓七、调用主应用程序蟆第四节 基于ARM的C语言与汇编语言混合编程瞧一、C语言与汇编语言混合编程遵守的规则膈二、汇编程序调用 C程序的方法节三、C程序调用汇编程序的方法徵四、C程序中内嵌汇编程序的方法芍五、基于ARM的C语言与汇编语言混合编程举例薄 第五节印制电路板制作简介 Protel覆二、单面板与多层板 莅 三、印制电路板设计的注意事项肄本章实验：汇编语言和 C语言程序设计（3学时）筮本章重点：勘1、ARM汇编语百菜2、基于ARM的硬件启动程序屋3、基于ARM的C语言与汇编语言混合编程衿 本章难点：滕1、汇编语言程序设计薅 2、 C

8、 语言与汇编语种汇合编程蒂 本章教学要求：薁 1、了解RealView MDK 开发环境腿 2、掌握基于ARM 的汇编语言程序设计蚄 3、熟悉硬件启动程序裂4、正确理解C语言与汇编语言混合编程量5、了解印制电路板踊第五章 基于S3c2410的系统硬件设计（12学时）妨第一节 S3c2410简介充一、S3c2410A的特点腿二、存储器控制器蜗三、NAND Flash控制器蝴四、时钟管理和电源管理蛔第二节 I/O 口腿一、S3c2410A的I/O 口工作原理蜜二、I/O 口编程实例袄 第三节中断袂 一、 ARM 中断原理袁二、S3c2410A的中断控制器唐三、中断编程实例肄第四节 DMA芃 一、

9、DMA 工作原理蚂二、S3C2410A的DMA控制器芈 三、 DMA 编程实例肄 第五节UART董一、UART的工作原理聿二、S3c2410A 的 UART肆 三、 UART 编程实例艘第六节 A/D接口肄 一、 A/D 接口原理螂二、S3c2410A的A/D转换器聿 三、 A/D 接口编程实例芄 第七节键盘和 LED 控制赚一、键盘和LED接口原理方二、键盘和LED控制的编程实例袈 第八节LCD曾一、LCD显示原理祎二、S3c2410A的LCD控制器黄三、LCD显示的编程实例袁 第九节触摸屏羁 一、触摸屏工作原理芾二、S3c2410A的触摸屏接口蚄 三、触摸屏编程实例袄 第十节音频录放羁 一

10、、音频录放的实现原理研二、S3c2410A的I2S总线接口莆 三、音频录放的编程实例董第十一节USB设备数据收发犀一、USB接口及编程简介聿二、S3c2410A的USB设备控制器袄三、USB设备的收发数据编程蒂 本章实验： I/O 接口 （3 学时）触摸屏控制（3 学时）滕本章重点：菱1、S3c2410A的各接口设备工作原理赚2、 S3c2410A接口控制器其本章难点：薇1、S3c2410A各接口控制器肃 2、驱动程序编写芃 本章教学要求：筮1、熟悉S3c2410A的各种接口赣2、正确理解S3c2410A的各种接口工作原理及接口控制器嵋3、了解S3c2410A的各种接口驱动程序编写建第六章 L

11、inux操作系统基础（2学时）连第一节Linux操作系统概述芨一、Linux操作系统的产生及发展膈二、Linux操作系统的特点腿第二节Linux内核的结构螈 一、进程调度螃 二、内存管理肃 三、虚拟文件系统螈 四、进程间通信 螈 五、网络接口艘六、各个子系统之间的依赖关系 奥第三节 Linux设备管理腿一、设备文件袈 二、设备驱动薅 三、控制方式芃 第四节Linux 的使用薄一、Linux常用命令踊二、vi编辑器的使用墨三、make工具和gcc编译器蜜本章重点：菽1、Linux操作系统的基本结构与特点肇2、Linux设备管理莆 本章难点：蒂 1 、 Linux 的内核结构筮2、Linux设备管

12、理膈 本章教学要求：募1、掌握Linux操作系统的基本结构与特点月蚣、熟悉Linux操作系统的使用膀第七章 嵌入式Linux软件设计（2学时）芈 第一节Bootloader 引导程序 袄 一、 Bootloader 的启动过程BootLoader vivi衿 第二节Linux 的移植勘一、Linux内核的目录结构芍二、Linux内核源码英三、交叉编译环境的建立研四、Linux内核文件的修改勘五、Linux内核及文件系统的编译蚆 六、Linux 内核及文件系统的下载螂 第三节驱动程序开发蚁 一、驱动程序的开发步骤蒇 二、键盘驱动程序开发螃 三、 LCD 驱动程序开发蒄 第四节应用程序开发蔓一、应

13、用程序的开发步骤薇 二、解盘应用程序的开发艘三、基本绘图应用程序的开发精四、跑马灯应用程序的开发艿 本章重点：蜗1、BootLoader引导程序 薅 2、 Linux 的移植董本章难点：节 1 、 Linux 的移植蟆2、驱动程序开发和应用程序开发箍本章教学要求：赚1、掌握BootLoader引导程序的聿2、掌握Linux的移植w3、正确理解基于 Linux操作系统驱动程序和应用程序的开发莆 第八章图形用户接口MiniGUI （ 1 学时）裂第一节MiniGUI简介衿 一、 MiniGUI 的功能特色赣二、MiniGUI的技术优势蒲第二节MiniGUI在Linux下运行环境的建立范一、Mini

14、GUI在Linux下的运行环境二、安装资源文件墨三、配置安装MiniGUI库文件膈 第三节MiniGUI 在 DVFB 上的仿真应用芾第四节在Linux下S3c2410 Frame Buffer的启动袅 一、 Frame Buffer 简介蔗二、Frame Buffer驱动的添加德三、Frame Buffer设备文件的添加螅 四、 Frame Buffer 测试程序的编写妨第五节MiniGUI在S3c2410上的移植意一、安装MiniGUI资源文件聿二、配置安装MiniGUI库文件蒇 三、 MiniGUI 的移植步骤募第六节MiniGUI输入引擎IAL的开发薄一、IAL引擎简介蓬二、IAL引擎

15、的开发箍第七节在S3c2410上运行简单的绘制程序荽一、MiniGUI的基本绘图程序蚀 二、绘图程序举例本章重点：蚆 1 、在 Linux 下 S3c2410 Frame Buffer 的启动芍2、 MiniGUI在S3c2410上的移植蚀 本章难点：量1、MiniGUI在S3C2410上的移植芨2、在S3c2410上运行简单的绘制程序籍本章教学要求：蛰1、了解 MiniGUI箴2、熟悉MiniGUI的应用帔3、掌握MiniGUI在S3c2410上的启动和移植螂 4、理解 MiniGUI 的输入引擎和绘图程序的开发材四、成绩与考核方式蜜 1、课程总评成绩由平时成绩（30%）和其末考试成绩（70

16、%）组成，其中平时成绩包括作业、实验报告和考勤以及期中考试成绩和单元测验。>2、考核方式采用闭卷考试，时间为120分钟螅 五、教材与参考资料.ARM9嵌入式系统设计 一基于S3c2410与Linux （第22010.辑1、徐英慧，马忠梅，王磊，王林编着 版） M . 北京：北京航空航天大学出版社，w2、田泽编着.嵌入式系统开发与应用教程（第2版）M.北京：北京航空航天大学出版社,2010.墨3、张绮文、解书钢编着.嵌入式常用模块与综合系统设计实例精讲（第2版）M.北京：北京航空航天大学出版社，2008 .薄 4、 Andrew N.Sloss 、 Dominic Symes 、 chri

17、s Wright 着，沈建华译.ARM 嵌入式系统开发软件设计与优化M . 北京：北京航空航天大学出版社，2005.聿5、Tammy Noergaard着，马洪兵、谷源涛译.嵌入式系统硬件与软件架构M.北京：人民邮电出版社，2008.6、任哲，樊生文.嵌入式操作系统基础科C/OS-n和Linux （第2版）M.北京：北京航空航天大学出版社，2011 .7、张大波.新编嵌入式系统原理设计与应用M.北京：清华大学出版社，2010.8、王诚，梅霆. ARM 嵌入式系统原理与开发M . 北京：人民邮电出版社，2011 .9、杨维剑. 嵌入式系统硬件开发及应用实践M . 北京：北京航空航天大学出版社，2

18、010.10 、黄智伟，邓月明，王彦. ARM9 嵌入式系统设计基础教程M . 北京：北京航空航天大学出版社，2008 .执笔人：查根龙审定人：查根龙嵌入式系统原理与设计实验教学大纲课程名称：嵌入式系统原理与设计学 时 数：24实验室名称：ARMF口 DS际验室主要撰写人：查根龙审稿人：查根龙一、适用专业电子信息工程二、实验目的与任务嵌入式系统原理与设计 是电子信息工程专业的专业课，讲述嵌入式系统的基本理论和分析、设计方法，介绍常用嵌入式设备及应用。通过实验对嵌入式系统的软硬件进行设计和验证，如操作 系统的基本工作原理验证、基本 I/O处理实践及信号的传输与通信实践等。以此巩固并加深对本课程

19、基本知识的理解，增强感性认识。实验教学使学生通过实践深刻理解和掌握课堂教学内容的重点、难点和基本概念。通过操作ARM实验平台，使学生对嵌入式系统软硬件设计有一个全面的概念和动手能力的训练。三、实验配套的主要仪器设备及台（套）数名称数量ARM5；验箱30台计算机30台四、主要教材及参考书1 1、徐英慧，马忠梅，王磊，王林编着 .ARM9嵌入式系统设计 一基于S3c2410与Linux （第2版）M.北京：北京航空航天大学出版社，2010.2陈曦主编.ARM9K入式技术及Linux高级实践教程M.北京：北京航空航天大学出版社， 2005五、考核形式实践考核方式。其中实验平时成绩占20%实验报告占30%实践考核成绩占50%实验成绩纳入期末总评中，占期末总评成绩的10%六、实验开出率100%七、实验项目与要求序号实验项目名称时数必开 共每套 仪器 人数目的要求实验类型（验 证、设计、综 合性）1ARMT编指令3必开11、熟悉 Embest IDE for ARM 开发环境使用设计性2、掌握ARM匚编指令的使用方法2C语百程序311、熟悉Embest IDE环境中C