《嵌入式系统》课程大纲一、课程名称：嵌入式系统二、课程性质：选修三、学时与学分：32学时，2学分四、课程先导课：数字电路与逻辑设计、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、操作系统、组成原理、数据结构等五、课程简介介绍基本的嵌入式系统开发方法、ARM体系结构、嵌入式处理器结构、嵌入式操作系统特点、实时系统与实时操作系统、Android操作系统框架、Java开发等；让学生掌握一个典型嵌入式系统（智能手机、Android系统）的开发过程，包括：硬件、操作系统、驱动、图形系统、上层应用的开发过程。通过实践，学习嵌入式开发的基本方式，包括：开发嵌入式操作系统核心、开发驱动程序、开发嵌入式图形系统、开发应用程序、综合设计。六、课程目标通过相关教学活动，帮助学生理解嵌入式系统，掌握嵌入式系统的开发方法。通过自已动手，建立起一个可运行应用程序的嵌入式系统，提升学生嵌入式系统的设计开发能力。课程的具体目标包括：目标1：深刻理解嵌入式系统，包括硬件组成，软件组成，嵌入式操作系统Linux、Android等；目标2：深刻理解嵌入式系统开发方法，开发工具，开发流程，与桌面系统开发的区别等；七、课程目标对毕业要求的支撑关系对应课程目标支撑的毕业要求二级指标点1.3能将软硬件知识、相关工程知识和模型方法用于推演和分析计算目标1机复杂工程问题1.4能将软硬件知识、相关工程知识和模型方法用于计算机复杂工程目标1问题解决方案进行比较和综合3.1掌握与计算机复杂工程问题有关的工程设计和软硬件产品开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技目标2术方案的多种因素12.1能认识到计算机技术日新月异的发展特点，认同自主学习和目标2终身学习的必要性
《嵌入式系统》课程大纲 一、课程名称：嵌入式系统 二、课程性质：选修 三、学时与学分：32 学时，2 学分 四、课程先导课：数字电路与逻辑设计、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、 操作系统、组成原理、数据结构等 五、课程简介 介绍基本的嵌入式系统开发方法、ARM 体系结构、嵌入式处理器结构、嵌 入式操作系统特点、实时系统与实时操作系统、Android 操作系统框架、Java 开 发等；让学生掌握一个典型嵌入式系统（智能手机、Android 系统）的开发过程， 包括：硬件、操作系统、驱动、图形系统、上层应用的开发过程。通过实践，学 习嵌入式开发的基本方式，包括：开发嵌入式操作系统核心、开发驱动程序、开 发嵌入式图形系统、开发应用程序、综合设计。 六、课程目标 通过相关教学活动，帮助学生理解嵌入式系统，掌握嵌入式系统的开发方法。 通过自己动手，建立起一个可运行应用程序的嵌入式系统，提升学生嵌入式系统 的设计开发能力。 课程的具体目标包括： 目标 1：深刻理解嵌入式系统，包括硬件组成，软件组成，嵌入式操作系统 Linux、Android 等； 目标 2：深刻理解嵌入式系统开发方法，开发工具，开发流程，与桌面系统 开发的区别等； 七、课程目标对毕业要求的支撑关系 支撑的毕业要求二级指标点 对应课程目标 1.3 能将软硬件知识、相关工程知识和模型方法用于推演和分析计算 机复杂工程问题 目标 1 1.4 能将软硬件知识、相关工程知识和模型方法用于计算机复杂工程 问题解决方案进行比较和综合 目标 1 3.1 掌握与计算机复杂工程问题有关的工程设计和软硬件产品开发全 周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技 术方案的多种因素 目标 2 12.1 能认识到计算机技术日新月异的发展特点，认同自主学习和 终身学习的必要性 目标 2
12.2具备自主学习能力，能通过多种途径拓展自已的知识和能力，目标2包括理解能力、归纳总结能力和提出问题的能力等八、教学设计及对课程目标的支持第一章硬件部分1.教学目标1）嵌入式系统的定义：学习嵌入式系统的特点，与PC系统的区别：2）嵌入式系统的组成：学习常用嵌入式系统硬件组成，主要器件的特性；3）CISC与RISC系统结构：学习CISC与RISC系统区别，以及嵌入式处理器的RISC特性；4）微控制器与微处理器：学习嵌入式处理器的分类，及各类别之间的联系与区别；5）边界扫描测试技术JTAG：学习嵌入式系统的调试手段JTAG技术：6）嵌入式系统技术发展趋势：讨论嵌入式系统发展趋势。本章教学支持课程目标1。2.教学重点1）嵌入式系统的定义这是嵌入式系统课程的基础，要求学生能深刻理解嵌入式系统与常见PC系统的区别，并熟悉生活中可以接触到的各种嵌入式系统2）微控制器与微处理器熟悉嵌入式处理器的分类，对比各种嵌入式处理器的特点，结合日常生活，进行嵌入式处理器分类实践。3.教学难点1）嵌入式系统与PC系统的区别理解嵌入式系统与经常接触的PC系统的主要区别。4.教学环节设计围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讲授与讨论、课外实践、课外阅读等教学形式。1）讨论围绕不同嵌入式系统的特点、分类、区别，结合PC系统与嵌入式系统的特点对比分析等问题展开。2）课外实践要求学生调研日常接触的嵌入式系统，对其处理器进行分类，将分析实践的结果应用于本章的课堂讨论
12.2 具备自主学习能力，能通过多种途径拓展自己的知识和能力， 包括理解能力、归纳总结能力和提出问题的能力等 目标 2 八、教学设计及对课程目标的支持 第一章 硬件部分 1.教学目标 1）嵌入式系统的定义：学习嵌入式系统的特点，与 PC 系统的区别； 2）嵌入式系统的组成：学习常用嵌入式系统硬件组成，主要器件的特性； 3）CISC 与 RISC 系统结构：学习 CISC 与 RISC 系统区别，以及嵌入式处理 器的 RISC 特性； 4）微控制器与微处理器：学习嵌入式处理器的分类，及各类别之间的联系 与区别； 5）边界扫描测试技术 JTAG：学习嵌入式系统的调试手段 JTAG 技术； 6）嵌入式系统技术发展趋势：讨论嵌入式系统发展趋势。 本章教学支持课程目标 1。 2.教学重点 1）嵌入式系统的定义 这是嵌入式系统课程的基础，要求学生能深刻理解嵌入式系统与常见 PC 系 统的区别，并熟悉生活中可以接触到的各种嵌入式系统。 2）微控制器与微处理器 熟悉嵌入式处理器的分类，对比各种嵌入式处理器的特点，结合日常生活， 进行嵌入式处理器分类实践。 3.教学难点 1）嵌入式系统与 PC 系统的区别 理解嵌入式系统与经常接触的 PC 系统的主要区别。 4.教学环节设计 围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讲授与讨论、课外实践、课外阅读 等教学形式。 1）讨论 围绕不同嵌入式系统的特点、分类、区别，结合 PC 系统与嵌入式系统的特 点对比分析等问题展开。 2）课外实践 要求学生调研日常接触的嵌入式系统，对其处理器进行分类，将分析实践的 结果应用于本章的课堂讨论
3）课外阅读阅读关于嵌入式系统发展历史的文献。第二章软件部分1.教学目标1）ARM体系结构：学习ARM体系结构的发展、版本、特点、设计方法；2）ARM编程模型：学习ARM处理器的工作模式、寄存器、中断过程、中断优先级、处理器工作原理等；3）ARM指令集：学习ARM的指令：4）实时操作系统：学习实时操作系统的定义、特点，以及影响操作系统实时性的因素等；5）微内核和一体化内核：学习微内核的特点，与一体化内核进行对比分析；6）商用嵌入式操作系统：介绍常见商用嵌入式操作系统。本章教学支持课程目标1、目标2。2.教学重点1）ARM体系结构与编程模型由于在嵌入式系统中使用的广泛性，ARM体系结构是嵌入式系统课程的核心内容，要求学生能深刻理解并掌握ARM体系结构的特征，以及其与编程相关的知识。2）实时操作系统掌握实时操作系统的定义、特点，及对其实时性能产生影响的因素：了解其在嵌入式系统中的作用。3.教学难点1）ARM编程模型理解ARM体系结构的工作原理，包括处理器工作模式、中断过程、寄存器的用法、基本编程语言。4.教学环节设计围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讲授与讨论、课外实践、课外阅读等教学形式。1）讨论围绕不同体系结构的特点，列举ARM体系结构的特点、优点。2）课外实践要求学生自己学习ARM体系结构书籍，与之前学过的IA、MIPS体系结构进行对比，找出ARM体系结构的优点
3）课外阅读 阅读关于嵌入式系统发展历史的文献。 第二章 软件部分 1.教学目标 1）ARM 体系结构：学习 ARM 体系结构的发展、版本、特点、设计方法； 2）ARM 编程模型：学习 ARM 处理器的工作模式、寄存器、中断过程、中 断优先级、处理器工作原理等； 3）ARM 指令集：学习 ARM 的指令； 4）实时操作系统：学习实时操作系统的定义、特点，以及影响操作系统实 时性的因素等； 5）微内核和一体化内核：学习微内核的特点，与一体化内核进行对比分析； 6）商用嵌入式操作系统：介绍常见商用嵌入式操作系统。 本章教学支持课程目标 1、目标 2。 2.教学重点 1）ARM 体系结构与编程模型 由于在嵌入式系统中使用的广泛性，ARM 体系结构是嵌入式系统课程的核 心内容，要求学生能深刻理解并掌握 ARM 体系结构的特征，以及其与编程相关 的知识。 2）实时操作系统 掌握实时操作系统的定义、特点，及对其实时性能产生影响的因素；了解其 在嵌入式系统中的作用。 3.教学难点 1）ARM 编程模型 理解 ARM 体系结构的工作原理，包括处理器工作模式、中断过程、寄存器 的用法、基本编程语言。 4.教学环节设计 围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讲授与讨论、课外实践、课外阅读 等教学形式。 1）讨论 围绕不同体系结构的特点，列举 ARM 体系结构的特点、优点。 2）课外实践 要求学生自己学习 ARM 体系结构书籍，与之前学过的 IA、MIPS 体系结构 进行对比，找出 ARM 体系结构的优点
3）课外阅读阅读关于ARM、实时操作系统的发展历史的文献。第三章Linux&Android部分1.教学目标1）嵌入式Linux概述：学习嵌入式Linux操作系统的特点：2）嵌入式Linux开发：学习嵌入式Linux的开发过程与方法：3）Android概述：学习Android操作系统的特点；4）Android开发：学习Android的开发过程与方法。本章教学支持课程目标1、目标2。2.教学重点1）嵌入式Linux的开发过程与方法由于在嵌入式系统中使用的广泛性，嵌入式Linux是嵌入式系统课程的核心内容，要求学生能深刻理解并掌握嵌入式Linux操作系统的特征，以及使用嵌入式Linux进行开发的方法。2）Android的开发过程与方法由于在嵌入式系统中使用的广泛性，Android也是嵌入式系统课程的核心内容，要求学生能深刻理解并掌握Android操作系统的特征，以及使用Android进行开发的方法。3.教学难点1）嵌入式Linux的开发过程与方法由于嵌入式开发与学生之前掌握的所有开发方式存在较大的不同，所以需要学生深刻理解嵌入式Linux的开发过程与方法，掌握基本的开发模式，了解Linux操作系统的基本原理，掌握驱动程序开发的方法，掌握基本的开发工具。4.教学环节设计围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讲授与讨论、课外实践、课外阅读等教学形式。1）讨论围绕嵌入式Linux、Android开发方法，对比二者相同与不同的地方，同时与过往学习的开发方式进行对比讨论。2）课外实践要求学生熟悉交又编译器等工具，尝试编译嵌入式Linux核心。3）课外阅读阅读关于Linux核心原理、Android操作系统框架原理的文献
3）课外阅读 阅读关于 ARM、实时操作系统的发展历史的文献。 第三章 Linux&Android 部分 1.教学目标 1）嵌入式 Linux 概述：学习嵌入式 Linux 操作系统的特点； 2）嵌入式 Linux 开发：学习嵌入式 Linux 的开发过程与方法； 3）Android 概述：学习 Android 操作系统的特点； 4）Android 开发：学习 Android 的开发过程与方法。 本章教学支持课程目标 1、目标 2。 2.教学重点 1）嵌入式 Linux 的开发过程与方法 由于在嵌入式系统中使用的广泛性，嵌入式 Linux 是嵌入式系统课程的核心 内容，要求学生能深刻理解并掌握嵌入式 Linux 操作系统的特征，以及使用嵌入 式 Linux 进行开发的方法。 2）Android 的开发过程与方法 由于在嵌入式系统中使用的广泛性，Android 也是嵌入式系统课程的核心内 容，要求学生能深刻理解并掌握 Android 操作系统的特征，以及使用 Android 进 行开发的方法。 3.教学难点 1）嵌入式 Linux 的开发过程与方法 由于嵌入式开发与学生之前掌握的所有开发方式存在较大的不同，所以需要 学生深刻理解嵌入式 Linux 的开发过程与方法，掌握基本的开发模式，了解 Linux 操作系统的基本原理，掌握驱动程序开发的方法，掌握基本的开发工具。 4.教学环节设计 围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讲授与讨论、课外实践、课外阅读 等教学形式。 1）讨论 围绕嵌入式 Linux、Android 开发方法，对比二者相同与不同的地方，同时 与过往学习的开发方式进行对比讨论。 2）课外实践 要求学生熟悉交叉编译器等工具，尝试编译嵌入式 Linux 核心。 3）课外阅读 阅读关于 Linux 核心原理、Android 操作系统框架原理的文献
第四章实验部分1.教学目标1）硬件平台：介绍实验的硬件平台，包括开发机、嵌入式板子2）处理器结构：学习嵌入式板子的处理器的架构；3）实验注意事项：学习嵌入式实验的注意事项；4）软件平台：学习实验需要使用的操作系统、开发工具、开发环境；5）实验内容：学习每一个实验的步骤。目前实验包括：实验一：核心编译，系统烧录，简单应用程序开发；实验二：LinuxFramebuffer界面显示开发：点、线、矩形区域显示：实验三：图片显示（不透明图片和半透明图片）：文本显示（矢量字体）：实验四：Linux多点触摸开发；实验五/六：蓝牙无线互联通讯/综合实验；本章教学支持课程目标2。2.教学重点1）嵌入式实验的软硬件平台熟悉实验的硬件环境：硬件平台、处理器架构、各种设备及其连接方式；熟悉实验的软件环境：操作系统、开发工具、开发环境。2）嵌入式实验的步骤学习嵌入式实验过程，逐步理解嵌入式实验的每一个步骤，包括硬件特性，使用的工具，实验的方式，代码流程，效果展示，考察要求等。3.教学难点1）嵌入式实验的软硬件环境及步骤由于嵌入式开发与学生之前掌握的所有开发方式存在较大的不同，所以需要学生深刻理解嵌入式实验的软硬件环境、常用工具、一般步骤等。4.教学环节设计围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讲授与讨论、课外实践、课外阅读等教学形式。1）讨论围绕嵌入式开发使用的软硬件及工具，对比二者相同与桌面系统开发不同的地方，同时与过往学习的开发方式进行对比讨论。2）课外实践要求学生熟悉嵌入式开发软硬件环境，尝试使用自已的手机系统开发。3）课外阅读
第四章 实验部分 1.教学目标 1）硬件平台：介绍实验的硬件平台，包括开发机、嵌入式板子； 2）处理器结构：学习嵌入式板子的处理器的架构； 3）实验注意事项：学习嵌入式实验的注意事项； 4）软件平台：学习实验需要使用的操作系统、开发工具、开发环境； 5）实验内容：学习每一个实验的步骤。目前实验包括： 实验一：核心编译，系统烧录，简单应用程序开发； 实验二：Linux Framebuffer 界面显示开发：点、线、矩形区域显示； 实验三：图片显示（不透明图片和半透明图片）；文本显示（矢量字体）； 实验四：Linux 多点触摸开发； 实验五/六：蓝牙无线互联通讯/综合实验； 本章教学支持课程目标 2。 2.教学重点 1）嵌入式实验的软硬件平台 熟悉实验的硬件环境：硬件平台、处理器架构、各种设备及其连接方式；熟 悉实验的软件环境：操作系统、开发工具、开发环境。 2）嵌入式实验的步骤 学习嵌入式实验过程，逐步理解嵌入式实验的每一个步骤，包括硬件特性， 使用的工具，实验的方式，代码流程，效果展示，考察要求等。 3.教学难点 1）嵌入式实验的软硬件环境及步骤 由于嵌入式开发与学生之前掌握的所有开发方式存在较大的不同，所以需要 学生深刻理解嵌入式实验的软硬件环境、常用工具、一般步骤等。 4.教学环节设计 围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讲授与讨论、课外实践、课外阅读 等教学形式。 1）讨论 围绕嵌入式开发使用的软硬件及工具，对比二者相同与桌面系统开发不同的 地方，同时与过往学习的开发方式进行对比讨论。 2）课外实践 要求学生熟悉嵌入式开发软硬件环境，尝试使用自己的手机系统开发。 3）课外阅读