《嵌人式系统设计》课程教学大纲课程名称IST515嵌入式系统设计课程编码英文名称Embedded System Design考核方式■考试口考查口公共必修课2学分口专业必修课口公共选修课课程性质■专业选修课总学时32口补修课口其他■本研一体化课程口特色课程口学科交叉融合课程口全英文授课课程课程特点实验学时0口双语授课课程口案例课程口校企联合课程口其他先修课程（已具数字电子技术、电路、C语言程序设计备知识能力）适用学科/专业电子科学与技术/学术型、专业型学位类别（领域）一、课程教学目标（说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。）完成规定教学任务，使学生掌握物联网与嵌入式的基本概念、应用领域、相互关系和发展趋势，熟练掌握运用所学基础知识进行嵌入式系统设计的基本流程、方法和技巧。介绍基于ARM/嵌入式Linux操作系统的GNUC语言程序设计思想、方法。通过本课程的学习，使学生掌握嵌入式软硬件设计的基本流程和方法。熟悉各种类型传感器及其应用到物联网中。掌握嵌入式系统设计方面的专门知识，了解相关领域国内外发展动态和趋势，具有较广阔的相关知识背景和研究技能，能结合实际问题进行创新性的科学研究、应用开发及教学工作。9
9 《嵌入式系统设计》课程教学大纲 课程名称 嵌入式系统设计 课程编码 IST515 英文名称 Embedded System Design 考核方式 ■考试 □考查 课程性质 □公共必修课 □专业必修课 □公共选修课 ■专业选修课 □补修课 □其他_ 学分 2 总学时 32 课程特点 ■本研一体化课程 □特色课程 □学科交叉融合课程 □全英文授课课程 □双语授课课程 □案例课程 □校企联合课程 □其他_ 实验学时 0 先修课程（已具 备知识能力） 数字电子技术、电路、C 语言程序设计 适用学科/专业 学位类别（领域） 电子科学与技术/学术型、专业型 一、课程教学目标 （说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课 程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。） 完成规定教学任务，使学生掌握物联网与嵌入式的基本概念、应用领域、相互关系和发 展趋势，熟练掌握运用所学基础知识进行嵌入式系统设计的基本流程、方法和技巧。介绍基 于 ARM/嵌入式 Linux 操作系统的 GNU C 语言程序设计思想、方法。通过本课程的学习，使 学生掌握嵌入式软硬件设计的基本流程和方法。熟悉各种类型传感器及其应用到物联网中。 掌握嵌入式系统设计方面的专门知识，了解相关领域国内外发展动态和趋势，具有较广阔的 相关知识背景和研究技能，能结合实际问题进行创新性的科学研究、应用开发及教学工作
二、课程教学内容提要与基本要求理论部分学时序号教学内容提要基本要求第1章物联网与嵌入式系统概述掌握物联网、嵌入式系统的概念、特点及分类。1.1物联网概述11.2嵌入式系统的概述了解物联网和嵌入式系统的应用领域。41.3物联网及嵌入式系统的现状和了解物联网和嵌入式系统的现状和发展趋势。发展趋势第2章嵌入式系统的设计方法掌握嵌入式系统中的一些重要概念。2.1嵌入式系统硬件基础了解当今主流的嵌入式处理器和嵌入式操2.2嵌入式系统软件基础作系统。了解嵌入式硬件平台和嵌入式操242.3BSP板级支持包作系统的选型原则。2.4嵌入式系统设计流程掌握BSP的相关概念及主要功能。了解嵌入式系统的设计方法和设计流程。第3章嵌入式系统硬件结构设计大致了解常用嵌入式核心处理器的结构。3.1嵌入式系统核心处理器全面掌握嵌入式系统存储器设计方法。3.2嵌入式存储器设计全面掌握串行通信接口、总线（PCI、PC10433.3嵌入式接口与总线设计USB、IEEE1394等）、人机交互接口（LCD、43.4JTAG调试触摸屏、键盘等）、JTAG调试接口的设计3.5RFID与WSN专题方法。全面掌握Zigbee、蓝牙、WIFI、WSN、3.6WIFI、Zigbee和蓝牙专题RFID等技术。第4章ARMC及汇编编程模块掌握嵌入式软件设计概念，嵌入式软件的4.1嵌入式软件设计概述内涵与外延、以及交叉开发环境的概念：4.2嵌入式C编程综述掌握ARM体系结构，指令系统、寻址方式444.3ARM体系结构与汇编语言及汇编语言编程方法。4.4Bootloader解析了解Bootloader工作模式及源代码实现方法。掌握板级支持包技术BSP的概念。掌握嵌第5章嵌入式组件模块5.1ARM的串行口通讯入式系统的硬件初始化技术，编程实现ARM5.2键盘驱动程序设计和计算机实现串行通讯、I0/AD接口驱动545.3AD接口驱动程序设计程序、LCD驱动程序、触摸屏驱动程序设计。5.4LCD的驱动程序设计5.5触摸屏驱动程序设计10
10 二、课程教学内容提要与基本要求 理论部分 序号 教学内容提要 基本要求 学时 1 第 1 章 物联网与嵌入式系统概述 1.1 物联网概述 1.2 嵌入式系统的概述 1.3 物联网及嵌入式系统的现状和 发展趋势 掌握物联网、嵌入式系统的概念、特点及 分类。 了解物联网和嵌入式系统的应用领域。 了解物联网和嵌入式系统的现状和发展趋 势。 4 2 第 2 章嵌入式系统的设计方法 2.1 嵌入式系统硬件基础 2.2 嵌入式系统软件基础 2.3 BSP 板级支持包 2.4 嵌入式系统设计流程 掌握嵌入式系统中的一些重要概念。 了解当今主流的嵌入式处理器和嵌入式操 作系统。了解嵌入式硬件平台和嵌入式操 作系统的选型原则。 掌握 BSP 的相关概念及主要功能。 了解嵌入式系统的设计方法和设计流程。 4 3 第 3 章 嵌入式系统硬件结构设计 3.1 嵌入式系统核心处理器 3.2 嵌入式存储器设计 3.3 嵌入式接口与总线设计 3.4 JTAG 调试 3.5 RFID 与 WSN 专题 3.6 WIFI、Zigbee 和蓝牙专题 大致了解常用嵌入式核心处理器的结构。 全面掌握嵌入式系统存储器设计方法。 全面掌握串行通信接口、总线（PCI、PC104、 USB、IEEE1394 等）、人机交互接口（LCD、 触摸屏、键盘等）、JTAG 调试接口的设计 方法。全面掌握 Zigbee、蓝牙、WIFI、WSN、 RFID 等技术。 4 4 第 4 章 ARM C 及汇编编程模块 4.1 嵌入式软件设计概述 4.2 嵌入式 C 编程综述 4.3 ARM 体系结构与汇编语言 4.4 Bootloader 解析 掌握嵌入式软件设计概念，嵌入式软件的 内涵与外延、以及交叉开发环境的概念； 掌握 ARM 体系结构，指令系统、寻址方式 及汇编语言编程方法。 了解 Bootloader 工作模式及源代码实现 方法。 4 5 第 5 章 嵌入式组件模块 5.1 ARM 的串行口通讯 5.2 键盘驱动程序设计 5.3 AD 接口驱动程序设计 5.4 LCD 的驱动程序设计 5.5 触摸屏驱动程序设计 掌握板级支持包技术 BSP 的概念。掌握嵌 入式系统的硬件初始化技术，编程实现 ARM 和计算机实现串行通讯、IO/AD 接口驱动 程序、LCD 驱动程序、触摸屏驱动程序设 计。 4
第6章嵌入式Linux模块掌握Linux的基本操作、Linux的网络命6.1Linux操作系统概述令；能够使用编辑器、编译器、调试器等6.2嵌入式软件平台构建工具完成嵌入式软件的构建；运用嵌入式646.3嵌入式LinuxC编程LinuxC编程的一般方法完成文件、内存、6.4嵌入式Linux系统设计进程等软件设计；解读嵌入式Linux源代码实现内核移植，第7章物联网模块掌握多种常用传感器功能及用法（温湿度、7.1无线传感器网络概述红外、压力、光照等传感器）、了解无线传747.2ZigBee技术概述感器网络架构及组网方法；RFID的安全隐7.3ZigBee应用开发患与保护手段；掌握图形界面设计；掌握物联网zigbee技术。第8章智能机器人模块了解语音识别模块、姿态传感器、人脸识8.1语音识别单元别技术；了解物联网与大数据、信息安全、88.2手势识别单元4.数据挖掘与智慧决策、机器学习技术。8.3人脸识别单元8.4机器学习单元实验部分学必开/实验实验内容、要求及时间安排、仪器要序号实验项目名称时求选开类型三、教学方法本课程的授课以课堂面授为主，辅以网络教学，增加课堂教学的灵活性：以理论教学为主，辅以必要的实验教学，以提高学生解决实际间题的能力。四、课程思政内容（说明：课程思政建设内容要围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，从政治认同、家国情怀、文化素养、法治意识、道德修养等方面入手优化课程思政设计，系统开展中国特色社会主义和中国梦、社会主义核心价值观、法治意识、中华优秀传统文化等内容教育。）在介绍嵌入式系统硬件时，引入介绍中国计算机科学的先驱夏培肃院士、华人科学家王安；在介绍嵌入式软件设计时，引入计算精度的错误酿成的悲剧、Ariana5火箭由于计算溢出造成的坠落的案例；在介绍物联网模块时，引入高通反断案对我国的启示、中国著名代工企业、世界最大的芯片制造商中国台湾台积电公司、打破高通垄断的华为海思等案例，11
11 6 第 6 章 嵌入式 Linux 模块 6.1 Linux 操作系统概述 6.2 嵌入式软件平台构建 6.3 嵌入式 Linux C 编程 6.4 嵌入式 Linux 系统设计 掌握 Linux 的基本操作、Linux 的网络命 令；能够使用编辑器、编译器、调试器等 工具完成嵌入式软件的构建；运用嵌入式 Linux C 编程的一般方法完成文件、内存、 进程等软件设计；解读嵌入式 Linux 源代 码实现内核移植。 4 7 第 7 章 物联网模块 7.1 无线传感器网络概述 7.2 ZigBee 技术概述 7.3 ZigBee 应用开发 掌握多种常用传感器功能及用法（温湿度、 红外、压力、光照等传感器）、了解无线传 感器网络架构及组网方法；RFID 的安全隐 患与保护手段；掌握图形界面设计；掌握 物联网 zigbee 技术。 4 8 第 8 章 智能机器人模块 8.1 语音识别单元 8.2 手势识别单元 8.3 人脸识别单元 8.4 机器学习单元 了解语音识别模块、姿态传感器、人脸识 别技术；了解物联网与大数据、信息安全、 数据挖掘与智慧决策、机器学习技术。 4 实验部分 序号 实验项目名称 学 时 实验内容、要求及时间安排、仪器要 求 必开/ 选开 实验 类型 三、教学方法 本课程的授课以课堂面授为主，辅以网络教学，增加课堂教学的灵活性；以理论教学为 主，辅以必要的实验教学，以提高学生解决实际问题的能力。 四、课程思政内容 （说明：课程思政建设内容要围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱 人民、爱集体为主线，从政治认同、家国情怀、文化素养、法治意识、道德修养等方面入手 优化课程思政设计，系统开展中国特色社会主义和中国梦、社会主义核心价值观、法治意识、 中华优秀传统文化等内容教育。） 在介绍嵌入式系统硬件时，引入介绍中国计算机科学的先驱夏培肃院士、华人科学家王 安；在介绍嵌入式软件设计时，引入计算精度的错误酿成的悲剧、Ariana 5 火箭由于计算 溢出造成的坠落的案例；在介绍物联网模块时，引入高通反垄断案对我国的启示、中国著名 代工企业、世界最大的芯片制造商中国台湾台积电公司、打破高通垄断的华为海思等案例
引导学生进行爱国主义教育。五、教学目标达成与评价方式（说明：本课程支撑的知识获得、科研实践能力提升、创新能力提升等方面的教学目标达成与评价方式）1．系统地掌握物联网与嵌入式的基本概念、应用领域、相互关系和发展趋势，通过理论课教学达成；达成情况通过撰写结题论文进行评价；2．熟练掌握运用所学基础知识进行嵌入式系统设计的基本流程、方法和技巧，通过理论课教学达成；达成情况通过撰写结题论文进行评价；3．能够系统地掌握嵌入式软件的内涵与外延、以及交叉开发环境的概念，能够使用编辑器、编译器、调试器等工具完成嵌入式软件的构建；4.能够列举出主要的几种嵌入式C编程架构，运用嵌入式LinuxC编程的一般方法完成文件、内存、进程等软件设计；5.能充分运用驱动程序设计方法独立完成串口、LCD、触摸屏等硬件的驱动程序设计；6.能够掌握多种传感器使用方法并能通过网络进行通信。六、课程成绩评定（说明：成绩组成部分，具体要求及成绩评定方法等。）本课程的考核方式为平时成绩（考勤加作业）占50%，系统设计大论文占50%七、建议教材与主要参考书建议教材：顾镍等编著：《人工智能嵌入式系统开发实战》，电子工业出版社，2023年参考书：1.廖建尚等：《物联网工程规划技术》，电子工业出版社，2023年2.弓雷，《ARM嵌入式Linux系统开发详解》，清华大学出版社，2014年八、编制与审核工作内容负责人完成时间玉妮2024.6.6编制（任课教师）扑#早2024.6.6审核（学科、专业负责人）闻小永批准（主管院长）2024.6.612
12 引导学生进行爱国主义教育。 五、教学目标达成与评价方式 （说明：本课程支撑的知识获得、科研实践能力提升、创新能力提升等方面的教学目标达成 与评价方式） 1. 系统地掌握物联网与嵌入式的基本概念、应用领域、相互关系和发展趋势，通过理 论课教学达成；达成情况通过撰写结题论文进行评价； 2. 熟练掌握运用所学基础知识进行嵌入式系统设计的基本流程、方法和技巧，通过理 论课教学达成；达成情况通过撰写结题论文进行评价； 3. 能够系统地掌握嵌入式软件的内涵与外延、以及交叉开发环境的概念，能够使用编 辑器、编译器、调试器等工具完成嵌入式软件的构建； 4. 能够列举出主要的几种嵌入式 C 编程架构，运用嵌入式 Linux C 编程的一般方法完 成文件、内存、进程等软件设计； 5. 能充分运用驱动程序设计方法独立完成串口、LCD、触摸屏等硬件的驱动程序设计； 6. 能够掌握多种传感器使用方法并能通过网络进行通信。 六、课程成绩评定 （说明：成绩组成部分，具体要求及成绩评定方法等。） 本课程的考核方式为平时成绩（考勤加作业）占 50%，系统设计大论文占 50%。 七、建议教材与主要参考书 建议教材： 顾锞等编著.《人工智能嵌入式系统开发实战》,电子工业出版社,2023 年. 参考书： 1.廖建尚等.《物联网工程规划技术》,电子工业出版社,2023 年. 2.弓雷.《ARM 嵌入式 Linux 系统开发详解》,清华大学出版社,2014 年. 八、编制与审核 工作内容 负责人 完成时间 编制（任课教师） 2024.6.6 审核（学科、专业负责人） 2024.6.6 批准（主管院长） 2024.6.6
《有限元方法及应用》课程教学大纲课程名称课程编码IST517有限元方法及应用Finite element英文名称考核方式口考试■考查analysis andapplication口公共必修课学分2口专业必修课口公共选修课课程性质■专业选修课总学时32口补修课口其他■本研一体化课程口特色课程口学科交叉融合课程口全英文授课课程课程特点实验学时16口双语授课课程口案例课程口校企联合课程口其他先修课程（已具高等数学、普通物理备知识能力）适用学科/专业电子科学与技术/学术型、专业型学位类别（领域）、课程教学目标（说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。）通过学习该课程，学生掌握有限元处理间题的方法，会使用ANSYS软件仿真、分析和计算实际工程间题。二、课程教学内容提要与基本要求理论部分序号学时教学内容提要基本要求13
13 《有限元方法及应用》课程教学大纲 课程名称 有限元方法及应用 课程编码 IST517 英文名称 Finite element analysis and application 考核方式 □考试 ■考查 课程性质 □公共必修课 □专业必修课 □公共选修课 ■专业选修课 □补修课 □其他_ 学分 2 总学时 32 课程特点 ■本研一体化课程 □特色课程 □学科交叉融合课程 □全英文授课课程 □双语授课课程 □案例课程 □校企联合课程 □其他_ 实验学时 16 先修课程（已具 备知识能力） 高等数学、普通物理 适用学科/专业 学位类别（领域） 电子科学与技术/学术型、专业型 一、课程教学目标 （说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课 程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。） 通过学习该课程，学生掌握有限元处理问题的方法，会使用 ANSYS 软件仿真、分析和计 算实际工程问题。 二、课程教学内容提要与基本要求 理论部分 序号 教学内容提要 基本要求 学时