嵌入式系统设计与实践的实验内容分为三个部分.doc

嵌入式系统设计与实践的实验内容分为三个部分，硬件设计、软件设计、软硬件综合设计，为了配合课程的要求，实验装置应该具备以下功能：（1） 满足课程需求的硬件设计实验嵌入式系统硬件设计、I/O接口是嵌入式系统设计与实践不可缺少的环节，需要实验平台提供相应的硬件设计功能,如外围I/O，外围总线可以裁剪或重构。（2） 满足课程需求的软件设计实验嵌入式系统中软件的作用越来越大，特别是嵌入式实时操作系统的应用，因此在嵌入式系统中需要系统软件和裸机软件的编写，也需要驱动程序的编写，要求实验平台提供软件的可裁剪性，包含嵌入式操作系统各组成部分、驱动程序，并提供相应的开发环境。（3） 满足软硬件综合性实验未来的发展应该是强调软、硬件技术的相互融合，合理设计软件和硬件，达到软硬件配置的最优化。 实验平台应能满足具有复杂度高、综合性强、设计方案差异性大、I/O组合丰富的实验要求。由于大多数实验项目需要利用软硬件综合、软硬件裁剪的方法构建特定系统的软硬件环境，需要实验平台可以提供灵活的软硬件组合功能，如数码相框、行业PDA、MID、多功能媒体播放器等。（4） 满足学生趣味需求的自主创新性实验为了满足学生自主式学习、创新实践的需要，最大限度地发挥学生的潜力，实验平台应该提供能满足学生个性化设计需求的功能。能使学生依据个人兴趣点，利用实验箱的软件、硬件裁剪的能力，构建面向特定应用嵌入式系统。1 实验装置的使用需求为了让学生使用方便，避免实验仪器频繁受损，也避免不能提供硬件的设计功能，实验装置应提供以下功能：（1） 电源保护、短路保护学生很少接触硬件实验仪器，很可能将硬件连线接到错误的位置，可能会引起电源的短路和其他信号的短路。为了避免实验装置的损坏，它应该具有电源保护功能，即如果短接电源和地线，撤离短路线后，系统仍可正常工作。把电源信号连接到其他任何信号上，也不得烧毁任何元器件。电源具有过压、过流保护，误接报警功能，电源采用模块化结构，便于更换维护。（2） 取消可能折损的软线实验装置通常是一台实验箱，箱盖和箱体之间有合页连接，可以展开。要求实验箱盖只起到保护作用，箱盖上不能有电路，避免连接部分电缆损坏。实验箱采用自锁紧插座，保证连线的接触可靠，主要的信号要求有备用插孔，例如时钟信号、某些GPIO、执行机构的连线插孔预留两个或两个以上的插孔并联。面板采用主板和核心板结构。面板需要加固处理，面积较大的线路板下面要多加入支撑点，避免用力插线时线路板变形损坏。（3） 自检测功能用于测试实验箱的输入如开关、按钮和输出如发光管、数码管以及存储器、微处理器、输入输出接口等是否正常。通过自检测功能可以判断实验装置的好坏，不仅给实验的管理带来了很多方便，也避免了学生在实验中因装置故障而返工的问题。自检后状态可以通过故障代码显示出来，查阅手册可以对故障点定位。诊断功能，可以连接PC机，通过上位机软件诊断，检测出系统的哪一个模块存在故障，便于维修管理。提供合理的硬件信号供学生连接，具有合理的软硬件模块供学生设计时使用。预留32个GPIO、模块的部分数据线（例如模块数据线的D0、D1位可以预留）和时钟线、显示模块的控制信号（R/W）预留。具体核心板内总线、芯片间连线已经连好，I/O低速总线可以开放或预留连线。（4） 模块化设计不需要连接线模块化设计，直接插拔，不需要连接线，以防止连接线在连接时不稳定，因为系统在高速运行时还使用连接线，容易受到干扰，影响正常实验（5） 嵌入式CPU采用ARM架构采用TI Cortex-A8 OMAP3530架构，主频可以选择，分为全速、正常速度、低速，I/O功能需要丰富。（6） 存储器提供用户可以使用的Flash存储器2Gbit，用户可以使用的DDR存储器2Gbit，存储器与系统已经连接好，且FLASH和DDR在一颗芯片上。（7） 应具备网络功能100M网口一个、无线网卡一个、蓝牙1个、3G（可选）（8） 人机界面7寸 TFT LCD（包含触摸屏和有机玻璃外壳）16：9 显示，分辨率：800 480，电容或电阻式触摸屏, 第二个彩色1.8寸TFT LCD，分辨率128*160。具备扩展80个按键的PC全键盘,另有10个矩阵键盘。（9） 嵌入式操作系统支持嵌入式操作系统提供google推出的Android操作系统、嵌入式Linux、可以移植WIN CE。（10） 多媒体功能具有声卡、视频卡功能，可以完成音频和视频输入、输出功能。（11） 程序写入、调试功能远程程序植入/JTAG/USB/RS232/网络（12） 实验装置带的指导书要简单明了，有独立性实验装置带的指导手册对每个实验加以介绍，要求对每个实验的介绍必须是独立的，便于实验的选做。设备提供使用说明书，原理图，原理框图等，软件的源代码，函数的说明。（13） 具体参数要求CPU ARM Cortex-A8 600MDDR 用户可以独立使用256MFLASH 系统必须、用户可以使用256M以太网100M Ethernet controller RTC独立RTCBUFFER具有总线缓冲器，便于隔离更换SD cardSD 卡控制器SDIO无线网卡和蓝牙USB HOST 4 个USB高速接口,支持USB鼠标、键盘、蓝牙、U盘、摄像头和无线上网USB CLIENT 1 个RS232接口 4路RS232SPI扩展接口两路SPI扩展接口I2C扩展接口一路I2C扩展接口红外接口一路红外IrDA接口视频7寸 TFT LCD（包含触摸屏和有机玻璃外壳）16：9 显示，分辨率：800 480,第二个彩色1。8寸TFT LCD，分辨率128*160视频CodecDVI，主处理内置H264，MPEG4，2D。3D加速S-Video标准S-Video接口、TV-OUT输出摄像头接口一路高品质摄像头接口（OV5642 500W），可实现D1分辨率的H.264视频实时编解码，每秒30帧以上。分别用于完成拍照和视频通话功能，具备疝气闪光灯音频 AC97标准音频，具有VOIP功能，具备回音抵消算法源代码及实验案例。触摸屏电容式或电阻式触摸屏AD5路AD 16bits AD: 4路重力感应接口三轴加速度传感器LED数码显示 12个LED工作状态指示4个七段数码管1个16 16 LED点阵按键8个功能按键全键盘可扩展笔记本电脑专用键盘传感器温度湿度、光电传感器、压力传感器、接近开关、光电开关各一个拨码开关2组*16电源 提供 5V/ 3A 直流电源，12V/ 2A 直流电源，3.3V/5A，外电路使用总线扩展 具有以下模块：GPS模块GPRS模块RFID模块指纹模块Zigbee模块,可扩展多个无线