《嵌入式技术及应用》大纲

1、嵌入式技术及应用教学大纲执笔人：江虹 审核人：周枫课程名称：嵌入式技术及应用 Embed Technology and Application专 业：计算机科学与技术课程编码：课程类别：专业选修课总 学 时：48学时=38（授课）+10（实验）总 学 分：3选用教材：推荐教材：嵌入式系统原理及接口技术 贾智平，张瑞华主编，清华大学出版社实验指导：嵌入式技术及应用实验指导书 江虹，吕杨主编，昆明理工大学出版参 考 书：(1) 马忠梅等著， ARM嵌入式微处理器体系结构，北航出版社(2) 杜春雷编著， ARM体系结构与编程，清华大学出版社(3) （美）Jean J.Labrosse, 邵贝贝译,

2、C/OS-嵌入式实时操作系统（第二版）北航出版社(4) 田泽 编著， 嵌入式系统开发与应用， 北京：北航出版社先行课程：电子技术、C语言、微机原理、操作系统等课程一、地位、作用及任务嵌入式技术及应用课是计算机应用专业的一门必修专业课程，是将计算机软/硬件技术、通信技术、半导体微电子技术等多门学科融为一体的一门难度很大的学科。本课程以嵌入式系统的基本开发技术为主线，以ARM处理器核及目前应用广泛的Samsung公司的S3C44B0X（基于ARM7TDMI）为硬件平台，课程讲述嵌入式系统开发的基本知识、基本流程、基本方法及以ARM微处理器为核心的嵌入式系统软/硬件开发过程；同时，紧密结合课堂教学，

3、设计适当的实验，使学生能更好地了解当今嵌入式技术的发展以及嵌入式系统设计开发的基本过程。通过本课程的学习，学生应该掌握嵌入式系统的基本理论基础，了解嵌入式系统的设计方法和简单嵌入式系统的实现。为嵌入式系统的设计打好基础。 二、基本内容及学时分配（一）教学内容第一章 嵌入式系统概述（4学时）l 教学内容1.1 嵌入式系统的发展1.1.1 嵌入式系统的定义1.1.2 嵌入式系统的基本特点1.1.3 嵌入式系统的发展史 1.2 嵌入式系统的分类1.3 嵌入式处理器 1.3.1 嵌入式微控制器 1.3.2 嵌入式微处理器 1.3.3 DSP处理器 1.3.4 SOC1.4 嵌入式系统的组成 1.4.1

4、 嵌入式系统的硬件 1.4.2 嵌入式系统的软件1.5 计算机控制系统的应用领域及发展趋势l 教学要求完成一次作业，加深对课堂内容的理解。熟练掌握：嵌入式系统的概念及组成掌握：嵌入式处理器及嵌入式系统的分类了解：嵌入式系统的发展历史及发展趋势第二章 ARM微处理器硬件结构（8学时）l 教学内容2.1 计算机体系结构分类2.2 ARM的版本及系列 2.2.1 ARM体系结构版本 2.2.2 ARM处理器系列2.3 ARM处理器结构 2.3.1 ARM和Thumb状态 2.3.2 RISC技术 2.3.3 流水线技术 2.3.4 超标量执行2.4 存储系统机制 2.4.1 存储体系结构 2.4.2

5、 总线操作 2.4.3 ARM存储系统l 教学要求完成一次作业，加深对课堂内容的理解。熟练掌握：ARM的体系结构、处理器分类及RISC技术的特点掌握：流水线技术及超标量执行的概念了解：ARM的总线及存储系统结构 第三章 ARM寻址方式与指令系统（6学时）l 教学内容3.1 ARM编程模型 3.1.1 处理器模式 3.1.2 处理器工作状态 3.1.3 寄存器组织 3.1.4 异常中断3.2 ARM指令格式及寻址方式 3.2.1 ARM指令的一般格式 3.2.2 条件域（cond） 3.2.3 寻址方式3.3 ARM指令集 3.3.1 数据处理指令 3.3.2 跳转指令 3.3.3 Load/S

6、tore指令 3.3.4 程序状态寄存器指令 3.3.5 协处理器指令 3.3.6 异常中断指令3.4 Thumb指令集 3.4.1 数据处理指令 3.4.2 跳转指令 3.4.3 Load/Store指令 3.4.4 软件中断指令l 教学要求完成一次作业，加深对课堂内容的理解。熟练掌握：ARM处理器的编程模型、寻址方式及寄存器组织掌握： ARM指令集了解：Thumb指令集第四章 汇编语言程序设计（8学时）l 教学内容4.1 汇编语言源程序格式 4.1.1 汇编语言程序的结构 4.1.2 汇编语言的行构成 4.1.3 伪操作和伪指令4.2 Embest IDE开发工具 4.2.1 开发环境 4

7、.2.2 开发流程 4.2.3 软件固化 4.2.4 调试技术4.3 汇编语言与C语言混合编程技术 4.3.1 汇编程序中访问C程序变量 4.3.2 C程序中内嵌汇编指令 4.3.3 C程序调用汇编程序4.4 程序优化和性能测试l 教学要求完成两次实验，加深对课堂内容的理解。熟练掌握：在Embest IDE开发环境下软件设计及调试方法掌握： 汇编语言与C语言混合编程技术了解：程序优化和性能测试的基本知识第五章 ARM接口设计技术（6学时）l 教学内容5.1 基于ARM的嵌入式硬件平台体系结构5.2 存储器系统5.3 I/O接口设计5.4 LCD和触摸屏接口设计5.5 USB接口设计5.6 以太

8、网接口设计5.7 ARM的JTAG接口l 教学要求完成两次实验，加深对课堂内容的理解。熟练掌握：存储系统接口设计及I/O接口设计掌握： LCD及触摸屏接口设计了解：JTAG技术及其它的接口设计技术第六章 uc/OS2嵌入式操作系统（6学时）l 教学内容6.1 嵌入式实时操作系统概念6.2 uc/OS2嵌入式操作系统6.2.2 mC/OS-内核结构6.2.2 mC/OS-任务管理6.2.3 mC/OS-时间管理6.2.4 mC/OS-任务通信与同步6.3 mC/OS-移植教学要求完成一次作业、一次实验，加深对课堂内容的理解。熟练掌握：uc/OS2嵌入式操作系统掌握：mC/OS-移植方法了解：嵌入

9、式实时操作系统概念（二）学时分配章节课堂学时实验学时小计第一章42第二章88第三章628第四章8210第五章6410第六章628合计381048（三）实验环节l 实验内容 实验1：ARM汇编指令的简单使用（2学时）初步学会使用Embest IDE for ARM 开发环境及ARM软件模拟器；通过实验掌握简单ARM汇编指令的使用方法。 实验2：ARM的无符号整数乘法（2学时） 掌握ARM的汇编语言程序设计方法。 实验3：I/O接口实验（2学时）熟悉ARM芯片I/O口编程配置方法。通过实验掌握ARM芯片的I/O口控制LED显示的方法。 实验4：液晶显示实验（2学时）掌握S3C44B0X处理器的LCD控制器的使用。 通过实验掌握液晶显示文本和图形的方法以及程序设计。 实验5：C/OS-II移植实验（2学时）了解C/OS-II移植条件和内核基本结构。掌握将C/OS-II内核移植到ARM7处理器上的方法和步骤。 l 实验要求的运行环境1. 硬件要求：1) 所有实验均用Embest S3CEV40开发实验箱实现，二人一套，分组分批做2) PC机，用于程序汇编、串行通信2. 软件要求：实验箱配套Embest IDE开发环境三、教学方式课堂采用传统黑板教