基于嵌入式芯片的《微机原理》课程改革

基于嵌入式芯片的

《微机原理》课程改革徐惠民北京邮电大学大学计算机基础教学改革的新阶段进入21世纪后，计算机软硬件技术继续在快速发展，大学计算机基础教学也面临这新的挑战。大学计算机基础教学进入了一个新阶段。新阶段的中心任务是要研究和解决在计算机技术发展的新形势下，大学计算机基础教学应该如何发展，才能适应新的形势的要求。大学计算机基础教学改革的新阶段《大学计算机基础》课程的改革使得计算机文化基础的教学内容向深度和广度发展。对于《大学计算机基础》的教学目的、教学内容的讨论是一种成熟的表现。大学计算机基础教学改革的新阶段在《程序设计》课程的设置和改革方面，也出现了各种不同的方案和做法。不少学校提出了可以让学生选择不同的高级语言。计算机硬件基础课程的现状对于大多数工科专业来说，计算机硬件技术基础课程基本上是经过了两个阶段。第一个阶段是Z80阶段。第二阶段：8086/8088阶段。8086/8088Intel公司在1978/1979年推出的16位微处理器。计算机硬件基础课程的现状8088/8086CPU早就退出了应用领域;和8086相应的配套芯片在计算机中也早就不再使用。在课程进行过程中，理论脱离实际、理论落后实际的情况比比皆是。计算机硬件基础课程的现状如果说，大学的计算机基础教学经常落后于计算机技术的发展，那么，计算机硬件技术基础课程就是最典型的例子。计算机硬件技术基础课程的改革应该往哪里走？快速发展的嵌入式芯片及系统

然而，当前计算机技术发展的一个重要的趋势是嵌入式芯片和系统的发展。嵌入式系统（Embedded

Systems）是以应用为中心，以计算技术为基础，软件硬件可剪裁的适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性要求的专用计算机系统。嵌入式技术无处不在消费电子嵌入式应用信息家电智能玩具军事电子通信设备移动存贮工控设备智能仪表汽车电子网络设备工业军事国防电子商务网络嵌入式处理器快速成长$70亿ARM处理器目前嵌入式芯片市场主要流行的是基于ARM公司设计的处理器内核的嵌入式芯片。ARM公司是一家设计高性能嵌入式内核的科技公司，通过出售知识产权来获利。ARM的全球合作伙伴半导体和系统伙伴,操作系统伙伴,开发工具伙伴,应用伙伴,ARM技术共享计划（ATAP）ARM系列内核介绍ARM处理器核当前有6个系列产品：ARM7ARM9ARM9EARM10E,SecurCoreARM11Intel公司推出的：StrongARMXScale引入嵌入式处理器嵌入式处理器具有《微机原理》课程中所涉及的处理器的所有特征。在《微机原理》课程中引入嵌入式处理器应该是计算机硬件技术基础课程改革的一条可选之路。优势和困难

《微机原理》课程主要内容包括：处理器体系结构、汇编语言程序设计、存储器、计算机接口等。引入嵌入式处理器必须保证课程的核心内容不能受到冲击，而且要能够提高课程的质量。优势和困难

主要使用的ARM处理器都是32位RISC芯片，体系结构的设计比8088/8086有很大的改进。同学们可以接触更先进的计算机体系结构，了解当前的主流硬件技术。由于ARM采用RISC技术，使用的是精简指令集，指令的寻址方式和指令系统并不因为是32位系统而变得很复杂。所以，引入嵌入式芯片，在指令系统方面并不会增加多少负担。程序设计的模式更加结合实际。在嵌入式系统的情况下，一方面要求对于指令系统和汇编语言有必要的了解。同时，还会提供高级语言的程序接口。同学们会接触到实际的嵌入式系统开发的环境和实践。学习多栗种存储柿器的扩蜂充方法坊。不仅可以露学习一般秩的存储器络扩充的方糖法，还会坐学习到各露种不同类灾型的存储凝器在扩充曾时的区别辅。如扩展程SDRA锄M、FL柄ASH、浇或者SR中AM。接口的选卫择将更加甘多样化。嵌入式芯乎片提供了蔬实际的接匆口技术的泻解决方案其，而且接躺口的选择喂更加多样献化。除了廉最基本的妄并行接口嗽、UAR浑T串行接碰口、计数舍器/定时那器接口外岂，还提供懒USB接把口、网络洒接口、数千模转换接如口，以及稀I2C总夜线接口、播CAN总哗线接口等寨，可供不洗同专业、恭不同应用恳场合的选叶择。在《微语机原理户》课程妻中引入猫嵌入式学芯片的杨难度也葬是不小陡的。技术上嗽的难度验。人员上虫的难度虚。教材资焰料上的微难度。我们的实猴践在200育5年申请具了教改立货项：《基奴于嵌入式尾芯片的“题微机原理酿”课程改垮革》，主部要目的是粪改变计算梁机硬件技膜术基础课饶程严重落滑后于计算眠机技术发封展的现状牲，建立一谊套以AR痕M32位既嵌入式芯鼠片为核心荷的全新的趣《微机原诞理及接口堵技术》课豆程体系和隔内容。我们的实子践讨论确定与了《微机灰原理及接补口技术（否基于嵌入瓜式芯片）狱》课程的侵教学大纲坡。教学大纲黄既要覆盖辞原来课程教对于计算李机硬件技嗽术基础的厘基本要求体，也要适壤应嵌入式咐技术的发怕展增加新歇的内容。抄还要考虑站学生的接供受能力。我们的实歉践完成了和打意法半导脉体公司成泥立“嵌入兄式系统联碍合实验室兴”的一系家列筹备工夕作。意法莲半导体公贷司（ST庭公司）是粉世界著名拍的半导体捎厂商之一衔，他们生纺产的ST勾R710只F芯片是识基于AR英M7内核羽的嵌入式亦芯片。联郑合实验室症的建立为最将来基于毯嵌入式芯眼片的《微村机原理》沟课程实验犬准备好了吩硬件的环乓境。我们的霞实践讨论确定喉了《微机牛原理及接级口技术（弄基于嵌入蹲式芯片）旺》教材的扛编写大纲怨。教材以S钓TR71漠0芯片为妈基础，介孤绍微型计缘瑞算机的C血PU、存甩储器和接翅口。教材的试逃用稿已经和完成，并额印刷完毕凉，交付使啦用。我们的实间践这学期狂开设的来《微机堪原理及处接口技截术》课往程，拿孙出3个泡小班作承为新课弟程的试耀点。进展情龄况良好右。结束语最近看到畏有些学校轰也开始在仙微机原理摆课程中引讨入ARM宪芯片，开车始了相应晨的教学。希望有叔更多的料交流机窑会。沟怪通努力植。解决改好计算嫌机硬件育技术基无础课程首的改革枣。谢谢观看/欢迎下挽载BY乞FAI纪TH址IM增EAN喉A凯VIS度ION获OF侮GO属OD扯ONE套CH惹ERI射SHE摆SA湿ND识THE锻EN番THU尾