嵌入式基础教学指南.doc

一、课程基本信息课程名称嵌入式系统基础课程代码0911338课程类型专业方向课教学目的通过嵌入式系统基础课程的学习，要求学生掌握嵌入式系统的基础知识；熟练掌握基于ARM处理器结构、编程模型、指令系统、汇编语言程序设计、片内外设及应用、中断系统，掌握嵌入式系统的设计及软硬件调试方法。能够设计、调试简单的应用系统，是学生初步具备实际工做的能力。开设学期2学时计划总学时教学周数周学时54183课程教材资料及参考文献主讲教材俞建新.嵌入式系统基础教程M.北京:机械工业出版社,2010.7.第1版.教学参考书陈渝.嵌入式系统原理及应用开发.北京:机械工业出版社,2008.4第1版.周立功.嵌入式系统基础教程.北京:北京航空航天大学出版社,2008.9.第2版.丁文龙.ARM嵌入式系统基础与开发教程.北京.北京大学出版社.2010.6.第1版.参考文献ARM9 data sheet()Steve Furber.ARM System-on-chip Architecture.Addison Wesley.Second EditionDavid Seal.ARM Architecture Reference Manual.Addison-Wesley.Second Edition二、课程主要教学内容及要求第一章嵌入式系统概论主要内容目的要求1什么是嵌入式系统。2嵌入式系统的特点及分类。3嵌入式系统的应用。4常用嵌入式微处理器及其特点。5常用嵌入式操作系统及其特点。6ARM处理器基本原理、应用及特点。7ARM体系结构及分类。1掌握嵌入式基本概念。2从总体上了解ARM处理器体系结构知识。第二章可编程器件与IP核主要内容目的要求1EDA与可编程逻辑器件。2FPGA的应用。3系统级芯片。4IP核互连与片上总线。5低功耗设计的基本原理。1了解电子设计自动化和可编程逻辑器件FPGA/CPLD及应用。2了解如何利用EDA工具开发ASIC。3. 了解主流CPLD/FPGA开发工具和主流硬件描述语言。3了解硅知识产权核，IP核、IP标准化基础和片上总线。4理解低功耗设计原理。第三章嵌入式微处理器技术基础主要内容目的要求1嵌入式微处理器的典型技术。2主流嵌入式微处理器。3嵌入式系统调试技术。1掌握嵌入式微处理器常用的典型技术解决方案。2了解嵌入式微处理器的三种主流体系结构。3了解并逐步掌握嵌入式调试技术。第四章ARM处理器的体系结构和指令集主要内容目的要求1ARM体系结构的版本及系列。2ARM处理器的结构。3ARM存储器的组织。4ARM处理器的片上总线标准。5ARM处理器的典型范例。6ARM处理器的寻址方式和指令。7ARM的异常中断处理。1了解ARM处理器的体系结构版本、处理器型号以及两者之间的关系。2了解ARM处理器的三种应用类型。3掌握ARM处理器结构。4. 掌握ARM存储器组织和AMBA总线标准。5. 掌握ARM7TDMI核的总线周期和总线的优先级。6. 掌握ARM寻址方式和指令集。7. 掌握ARM的异常中断响应、处理和返回。第五章ARM汇编语言程序设计主要内容目的要求1ARM汇编语言程序的格式。2典型ARM汇编语言举例。3ARM汇编、C和C+混合编程。4GNU格式的ARM汇编语言程序设计。1掌握ARM汇编语言程序格式。2掌握ARM过程调用标准ATPCS和AAPCS。3掌握ARM汇编与C/C+语言的混合编程。4掌握基于GNU汇编器的ARM汇编语言程序设计。第六章ARM开发工具主要内容目的要求1ARM开发工具概述。2ARM映像文件格式。3ADS的组成与使用。4用ADS生成应用程序。5RVDS。6. GNU交叉工具链。1了解并熟练掌握开发ARM应用程序涉及的各种软硬件开发工具。2掌握ARM映像文件格式。3掌握ADS的组成和使用。4了解RVDS和GNU交叉工具链的特点。5掌握RVDS和GNU交叉工具链的使用。第七章中断、DMA和时间控制主要内容目的要求1嵌入式中断控制器。2嵌入式DMA控制器。3时钟电源管理器、实时时钟和脉宽调制定时器。1掌握ARM嵌入式中断控制器的工作原理。2掌握ARM嵌入式DMA控制器的工作原理。3掌握时钟电源管理器的功耗管理、时钟频率控制。4. 了解实时时钟和脉宽调制定时器的作用。第八章 嵌入式存储器和接口技术主要内容目的要求1嵌入式系统常用的半导体存储器。2常用的嵌入式系统总线。3常用的嵌入式系统接口。4嵌入式系统常用的外部设备。1了解嵌入式系统常用的存储器。2了解常用的嵌入式总线技术。3了解常用的嵌入式接口技术。4了解外置以太网控制器和内置以太网控制器。5了解嵌入式系统常用的外部设备。第九章 嵌入式操作系统概论主要内容目的要求1实时系统。2嵌入式操作系统的特点和分类。3RTOS常用的调度算法。4启动程序bootloader。5嵌入式操作系统uC/OS-II。1了解实时系统和嵌入式实时操作系统（RTOS）的基本概念。2了解嵌入式操作系统的特点和分类。3掌握RTOS的常用调度算法。4掌握bootloader的功能和处理流程。5. 掌握uC/OS-II操作系统的代码结构与组成、内核、任务调度、中断处理、时间管理、任务间通信、存储管理。6. 掌握uC/OS-II在不同硬件平台上的移植。三、具体教学进程三年级第一学期周次时数章节进度练习与作业辅导课时第1周3第一章嵌入式系统概论1什么是嵌入式系统。2嵌入式系统的特点及分类。3嵌入式系统的应用。4常用嵌入式微处理器及其特点。5常用嵌入式操作系统及其特点。6ARM处理器基本原理、应用及特点。7ARM体系结构及分类。第二章 可编程器件与IP核1EDA与可编程器件第一章习题1、2、3、5第2周3第二章可编程器件与IP核2FPGA的应用。3系统级芯片。4IP核互连与片上总线。5低功耗设计的基本原理。第三章 嵌入式微处理器技术基础1嵌入式微处理器的典型技术。第二章习题1、3、4、13、142第3周3第三章嵌入式微处理器技术基础2主流嵌入式微处理器第三章习题11、13、14、15第4周3第三章嵌入式微处理器技术基础3嵌入式系统调试技术。第四章 ARM处理器的体系结构和指令集1ARM体系结构的版本及系列。第四章习题16、172第5周3第四章 ARM处理器的体系结构和指令集2ARM处理器的结构。3ARM存储器的组织。第四章习题1、2、3、5第6周3第四章 ARM处理器的体系结构和指令集4ARM处理器的片上总线标准。5ARM处理器的典型范例。第四章习题7、9、10、11、12、13、152第7周3第四章 ARM处理器的体系结构和指令集6ARM处理器的寻址方式和指令。第四章习题20、21第8周3第四章 ARM处理器的体系结构和指令集7ARM的异常中断处理。第五章 ARM汇编语言程序设计1ARM汇编语言程序的格式。第四章习题1、2、3、4、52第9周3第五章 ARM汇编语言程序设计2典型ARM汇编语言举例。3ARM汇编、C和C+混合编程。第五章习题16、17、20、22第10周3第五章 ARM汇编语言程序设计4GNU格式的ARM汇编语言程序设计第五章习题4、5、13、14、17、19、202第11周3第六章 ARM开发工具1ARM开发工具概述。2ARM映像文件格式。第六章习题24、26、28、35、38第12周3第六章 ARM开发工具3ADS的组成与使用。4用ADS生成应用程序。5RVDS。6GNU交叉工具链。第七章 中断、DMA和时间控制1嵌入式中断控制器。第六章习题1、2、42第13周3第七章 中断、DMA和时间控制2嵌入式DMA控制器。第七章习题6、7、8第14周3第七章 中断、DMA和时间控制3时钟电源管理器、实时时钟和脉宽调制定时器。第七章习题9、102第15周3第八章 嵌入式存储器和接口技术1嵌入式系统常用的半导体存储器。2常用的嵌入式系统总线。3常用的嵌入式系统接口。4嵌入式系统常用的外部设备。第八章习题1、3、6、8、12第16周3第九章 嵌入式操作系统概论1实时系统。2嵌入式操作系统的特点和分类。第九章习题18、192第17周3第九章 嵌入式操作系统概论3RTOS常用的调度算法。第九章习题1、3、4、5、7第18周3第九章 嵌入式操作系统概论4启动程序bootloader。5嵌入式操作系统uC/OS-II。第九章习题9、102四、课程教与学的责任和要求教学要求1熟练掌握基于ARM处理器结构。2掌握ARM指令系统、汇编语言程序设计。3掌握嵌入式外设的应用。4掌握中断系统。5掌握嵌入式系统的设计及软硬件调试方法学生要求总体要求：本课程学时少、内容多，建议同学们在认真听课的同时，进一步加强自学能力的提高；在抓住主要内容的同时，进一步加强重点、难点的突破；在做好练习、作业的同时，进一步加强实验、仿真的训练。课堂教学要求：1上课不迟到、不早退，不缺课，遵守课堂纪律。2要认真回答老师的提问，思维活跃。3对教学内容做到提前预习，课后巩固、提高。4有困难及时答疑辅导。作业要求：1及时完成作业，并按时上缴。2作业书写工整、认真，并能够独立完成。考核要求：1每学期期末考查。2期末实验成绩占50%，课程设计成绩占40%，平时成绩占10%。3期末实验成绩、课程设计成绩不及格，不能参与课程成绩总评，直接确定为课程成绩不及格。五、课程评估评价对学生的学习评估评价学习评价1学生学习评价为优秀的标准：德育测评为优秀。能按时上课，不迟到、不早退，不缺课。能够按时、认真、独立的完成作业。能完成学习任务。2学生学习评价为良好的标准：德育测评为优良以上。能按时进行上课，不迟到、不早退，不缺课。能够按时、认真、独立的完成实作业。能较好完成学习任务。3学生学习评价为合格的标准：德育测评为合格。能按时上课，不迟到、不早退、不缺课。基本按时完成作业。基本完成学习任务。4满足下面条件之一者学习评价为不合格：不能认真听课，迟到或早退5次以上，或缺课3次以上者。不交作业1/3以上者。实验操作考试不及格者。期末考试不及格者。成绩评定1作业、考勤作为平时成绩。作业有2次以上未交；迟到、早退5次以上或缺课3次以上者不能评定成绩。2考核形式为闭卷，时间：120分钟。主要考查对基本理论、基础知识、基本概念的掌握与应用，能够利用所学知识解决简单的实际问题。3期末考试成绩占70%，实验成绩占20%，平时成绩占10%。4期末考试成绩、实验成绩不及格，不能参与课程成绩总评，直接确定为课程成绩不及格。对教师的教学评估评价1教师是否有迟到、