嵌入式系统理论教学大纲.doc

嵌入式系统 Embedded System 课程代码学位课程/非学位课程：非学位课程 学时/学分：45/3（实验12学时） 先修课程：高级程序设计、操作系统、Linux/Unix系统 一、课程在人才培养中的地位和作用 嵌入式系统是计算机科学技术专业的一门专业课，讲述嵌入式系统的基本理论本课程硬件课程它围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统讲述嵌入式系统的概念软硬件组成开发过程以及嵌入式应用程序开发设计方法本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础本课程借助于ARM的微处理器和实时操作系统Linux,介绍了嵌入式系统的设计方法.课程采用讲课与实验相结合的方式,此外还增加了灵活多样的自主开放式实验,供基础较好的学生深入学习. 通过对基于ARM嵌入式芯片的系统的基本组织结构与工作原理的学习， 使学生对计算机系统的硬件部分有一个全面的了解，对嵌入式软件的开发过程有一个清楚的认识，通过对嵌入式操作系统的工作原理的学习，使学生对嵌入式操作系统有一个清晰的认识，提高学生在嵌入式软件设计设计能力及解决实际问题的动手能力，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。教学内容的基本要求分为掌握、理解、了解三级，这三类要求是： （1）掌握：要求学生对这些内容深入领会，并能熟练运用。 （2）理解：要求学生对这些内容全面理解，但对一些定理的复杂推导一般不作要求，只要求会用其进行分析、计算有关简单问题。 （3）了解：只要求对这些内容有所了解，一般不要求应用。 （二）能力目标 通过本课程的学习，学生应获得如下能力：（1）进行抽象思维和逻辑推理的理性思维能力；（2）综合运用嵌入式系统的知识和方法进行分析和解决问题的能力；（3）较强的自主学习能力，提高学生学习嵌入式知识的积极性,激发学习兴趣,增强学习的信心；（4）主动探索和独立思考的能力,提高学生的创新意识。 （三）素质目标 通过本课程的学习，应注意培养学生以下素质：（1）理解嵌入式系统的基本工作原理的基本能力，具备求实创新意识和严谨的科学素养对各种问题以多角度探寻解决问题的道路的素养具有良好的科学态度和创新精神，合理地提出新思想、新概念、新方法的素养知识单元1: 嵌入式处理器（学时） 知识单元2: 嵌入式系统的开发平台（学时） 知识单元知识单元知识单元知识单元: 嵌入式系统的Boot Loader技术（学时）知识单元知识单元Cpu的系统结构 嵌入式处理器芯片结构与特性 学习目标： 了解ARM处理器的指令系统和内部架构 了解处理器的时钟和电源管理模块、系统综合单元、DMA控制器 知识单元ES2：嵌入式系统的开发平台（核心） 参考学时：2学时 知识点： 硬件资源 软件资源 学习目标： 1.了解嵌入式系统开发平台的存储器接口、LCD接口、以太网接口、音频接口、实时时钟RTC、串口、USB接口、扩展接口等； 2.理解嵌入式系统的内存（Flash和SDRAM）部分的地址空间分布、物理地址和虚拟地址的分配、静态片选和动态片选的使用以及中断资源的使用情况等。 知识单元ES3：嵌入式系统的程序开发基础（核心） 参考学时：2学时 知识点： GCC工具的使用 MakeFile的使用 学习目标： 1.掌握GCC二进制工具的安装以及GCC交叉编译工具集合的使用； 2.掌握Make工具的使用、熟练使用MakeFile文件来进行自动化编译。 知识单元ES4：嵌入式开发环境的建立（核心） 参考学时：4学时 知识点： 串口终端工具 简单文件传输协议（TFTP） 网络文件系统（NFS） 学习目标： 1.掌握利用Windows下的超级终端和Linux下的minicom串口终端工具实现目标机和主机的通信； 2.掌握通过网络连接的方式，利用TFTP和NFS实现目标机与主机的通信方法。 知识单元ES5：嵌入式系统的调试技术（核心） 参考学时：2学时 知识点： 嵌入式系统的硬件调试技术 嵌入式系统的源码级软件调试技术 学习目标： 1.了解在线仿真器、片上调试器、JTAG的硬件调试技术； 2.掌握GDB调试工具的使用。 知识单元EOS6：嵌入式系统的Bootloader技术（核心） 参考学时：4学时 知识点： 嵌入式Bootloader技术 U－Boot在嵌入式系统中的使用 学习目标： 1.理解Bootloader的结构以及Bootloader的启动过程； 2.了解U-Boot的编译及使用。 知识单元ES7：嵌入式Linux操作系统的构建（核心） 参考学时：4学时 知识点： ARM Linux内核的配置和编译 ARM Linux文件系统的制作 学习目标： 1.理解基于Linux 2.6内核的ARM系统结构； 2.掌握AR