嵌入式系统原理与设计

1、嵌入式系统原理与设计嵌入式系统原理与设计课程教学大纲(黑体 ,三号 )课程名称嵌入式系统原理与设计课程性质:考查总学时 :48 其中 (理论学时 :32 ; 实践学时 :16 ) 学分 :3适用专业 :电子科学与技术开课单位:先修课程 :单片机原理及应用 ,计算机硬件基础一、课程性质、目的“嵌入式系统原理与设计”是工科院校各专业重要的必修课程之一,培养学生具有嵌入式系统的应用知识、嵌入式系统的初步分析能力和具有用RTOS 构成嵌入式系统的应用能力。本课程主要介绍嵌入式系统更广泛的概念、设计思想和其他技术。本课程以介绍硬件知识为主 ,但在构成一个嵌入式计算机应用系统时 ,还必须具有用汇编语言、

2、C 或 C+ 语言及程序设计编制源程序的能力 ,软硬件结合是本课程的一个特点。通过本课程的学习 ,使学生具有嵌入式计算机应用系统的分析能力和初步设计能力。二、课程主要知识点及基本要求通过本课程的学习使学生掌握嵌入式系统软硬件设计的基本方法 ;理解嵌入式系统的概念和基本要素 ;运用所学的专业基础理论、基本技能和专业知识分析问题和解决工程设计问题的能力 ,具有调查研究 ,查阅技术文献、资料、手册 ,进行程序设计、电路图纸绘制及编写技术文件的基本能力。三、教学内容及学时分配(此部分不能按照某一部具体教材编写,应根据课程的主要知识点编写,同时应给出教学基本要求、知识点的重点和难点内容)第一章嵌入式系统

3、概述目的要求 通过本章学习对嵌入式系统、嵌入式处理器概念有初步了解,掌握嵌入式处理器的分类方法教学内容 嵌入式系统的概念嵌入式处理器的分类嵌入式系统的应用举例重点难点 嵌入式处理器的分类方法第二章嵌入式系统工程设计目的要求 通过本章学习了解嵌入式系统工程设计方法,掌握 UML 系统建模方法教学内容 嵌入式系统项目开发生命周期1.识别需求。2.提出方案。3.执行项目。4.结束项目嵌入式系统工程设计方法1.由上而下与由下而上。系统建模。3.面向对象 OO 的思想。重点难点 UML 系统建模第三章 ARM7 体系结构目的要求 通过本章学习了解 ARM 体系结构、各 ARM 体系结构版本 ;理解处理器

4、状态、处理器模式 ;掌握各寄存器使用方法和场合 ;灵活应用寻址方式教学内容 ARM 体系结构、各 ARM 体系结构版本。 ARM 处理器核简介、 ARM7 、ARM9 、ARM10 、SecurCore 、 Xscale 。 ARM7TDMI 简介、 ARM7TDMI 的模块和内核框图、处理器状态、处理器模式。内部寄存器、程序状态寄存器。异常、中断延迟、复位、存储器及存储器映射I/O 、寻址方式。重点难点 ARM 的不同工作模式第四章 ARM7TDMI(-S)指令系统目的要求 通过本章学习了解寻址方式分类; 理解 ARM 指令集与 Thumb指令集的关系 ;掌握寻址方式和每条指令的功能和用法;

5、灵活应用指令的使用。教学内容 ARM 处理器寻址方式。 ARM7TDMI( -S) 指令系统指令集。 Thumb 指令和 ARM 指令的异同。重点难点 指令的使用 ;功能类似指令在不同场合不用条件下的区别。第五章 LPC2000 系列 ARM 硬件结构目的要求 通过本章学习了解LPC2000 系列微控制器 ;理解芯片内部各单元功能;掌握存储器加速、看门狗 ;灵活应用各种接口的使用方法教学内容 LPC2000 系列微控制器概述、芯片内部各单元简介 LPC2000 系列引脚配置、存储器寻址系统控制模块、系统时钟、 PLL 相关寄存器复位、向量中断控制器、 A/D 转换器外部中断、外部中断相关寄存器

6、、看门狗存储器映射控制、功率控制、定时器、实时时钟存储器加速模块、外部存储器控制器、引脚连接、 GPIO 、 UART0 、I2C 接口、 SPI 接口重点难点 重点 :功率控制、定时器、 GPIO 、 UART0 、I2C 接口、 SPI 接口 ;难点 :向量中断控制器、 PLL 相关寄存器第六章接口技术与硬件设计目的要求 通过本章学习了解最小系统的构成;理解构成最小系统各模块的作用;掌握最小系统的基本设计方法 ;灵活应用片内外设和总线接口教学内容 最小系统的构成片内外设的构成和使用总线接口的使用和设计其它外设的使用和设计重点难点 片内外设的使用和其它外设的使用第七章嵌入式系统开发平台目的要

7、求 通过本章学习了解建立嵌入式系统开发平台的概念;理解建立嵌入式系统开发平台的作用 ;掌握建立嵌入式系统开发平台的方法;灵活应用各种模块建立嵌入式系统开发平台教学内容 建立嵌入式系统开发平台的概念数据队列、 API 函数串口驱动 MODEM 接口模块 I2C 总线模块 SPI总线模块其它软件模块重点难点 串口驱动、 MODEM接口模块、 I2C 总线模块、 SPI 总线模块、其它软件模块四、课程考核及成绩评定(课程考核分考试和考查2 种,应与教学计划一致 ;成绩评定 :纯理论课程一般卷面 90%, 平时与作业 10%; 理论 + 实践课程一般卷面 80%, 平时、作业和实践 20%) 仿真结果

8、与分析报告。五、推荐教材和教学参考书教材 :ARM 嵌入式系统基础教程 ,周立功等编着 ,北京航空航天大学出版社,2005 年。参考书 :1 嵌入式系统设计与实例开发 ,王田苗着 ,清华大学出版社 ,2002 年。2 ARM 体系结构与编程 ,杜春雷编着 ,清华大学出版社 ,2003 年嵌入式系统原理与设计课程实验教学大纲 (三号黑体 )课程名称嵌入式系统原理与设计课程性质:考查总学时 :48 其中 (理论学时 :32 ; 实践学时 :16 ) 学分 :3 适用专业 :电子科学与技术开课单位 :电力学院先修课程 :单片机原理及应用 ,计算机硬件基础一、实验教学目的通过本课程的学习使学生初步 ,

9、掌握 ARM 体系结构与编程后 ,进入本实验环节 , 有助于学生深入理解课程内容 ,有利于提高学生的实践能力 ,提高分析和解决问题的能力 ,创造独立思维的氛围 ,培养创新能力 ,激发学习兴趣。通过实验,要求学生掌握嵌入式系统的基础概念、基本原理、开发流程和步骤、工程师设计的方法和解决技术问题的方法。为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。二、实验内容与要求三、实验成绩考核办法考核方式 :实验报告。版面整洁 ,实验态度认真 ,实验目的明确 ,实验环境熟悉 :20% 实验结果清晰 ,实验内容丰富 ,心得体会深刻 :80% 实验要求提交相应的文档及实验报告 ,教师对其进行评分 ,最后纳入课程总成绩。四、实验教材、参考资料1 嵌入式系统原理及应用基于 XScale 和 Windows CE ,杨永杰等 ,北京航天航空大学出版社 ,20092 嵌入式 Linu