《嵌入式系统软件设计》教学大纲

1、嵌入式系统软件设计教学大纲课程编号：20421103总学时数：64总学分数：4课程性质：必修课程适用专业：计算机科学与技术一、课程性质、目的和意义 本课程是计算机专业的一门专业课。本课程主要以ARM 核和Linux操作系统为主线，全面介绍了嵌入式系统的开发过程，讲解嵌入式系统软件设计、调试，以及嵌入式系统移植和嵌入式驱动程序的开发，从部件编程到嵌入式应用程序设计。使学生具备一定的嵌入式系统和应用程序的设计开发能力。二、教学基本要求 使学生能够学会和掌握Linux操作系统的基本知识，掌握嵌入式系统的设计方法和基于ARM 核的系统的设计过程，掌握嵌入式Linux应用程序的开发过程，掌握嵌入式Lin

2、ux系统设备驱动程序开发的方法和图形用户界面编辑的内容等知识。掌握嵌入式系统应用软件开发流程，并学会嵌入式系统的调试技术，从而使学生具备一定的嵌入式系统的软件、硬件和操作系统的设计开发能力。达到以理论为基础，以实践应用为目标进行学习的目的要求。三、教学内容1、嵌入式系统软件设计基础教学内容：嵌入式系统的概念、特点和功能；嵌入式操作系统的形成与发展，嵌入式系统的设计方法。教学要求：（1）了解嵌入式操作系统的概念、功能特点。（2）了解嵌入式操作系统的形成与发展。（3）了解嵌入式Linux操作系统及其应用，典型嵌入式Linux系统。（4）了解嵌入式系统的开发特点和开发流程。（5）掌握开发工具和调试工

3、具的使用，编译和链接工程。2、应用系统设计教学内容：系统设计概述、典型处理器结构、存储器系统设计、JTAG调试接口设计。教学要求：（1）了解ARM9系统结构，内核编程模型。（2）了解8位存储器接口电路、Flash接口电路和SDRAM接口电路的设计方法。（3）了解TAP状态机和接口电路设计等。（4）了解片内外围和特殊功能寄存器的编程方法。3、嵌入式Linux应用程序开发教学内容：开发环境的建立、Linux的引导机理和VIVI的代码分析与移植、Linux操作系统的移植。教学要求：（1）掌握建立模拟开发环境和交叉编译环境的建立的方法。（2）掌握嵌入式Linux的引导原理，典型引导程序的代码分析与移植

4、。（3）掌握Linux内核编译、移植和系统移植的方法。（4）掌握应用程序的调试的调试步骤与方法。4、进程通信教学内容：Linux中进程通信、Linux线程。教学要求：（1）掌握常用的进程通信方法。（2）掌握多线程程序设计方法。5、嵌入式Linux驱动程序开发教学内容：嵌入式Linux的设备管理、设备驱动程序的开发过程、典型设备驱动程序设计。教学要求：（1）了解并掌握处理器与设备间数据交换方式，设备驱动程序的概念等。（2）掌握Linux下模块化驱动程序设计设计方法，驱动程序的加载和卸载方法。（3）掌握常用设备的驱动程序设计方法6、嵌入式Linux文件系统教学内容：嵌入式Linux的文件系统的特点

5、、典型文件系统设计。教学要求：（1）了解嵌入式Linux中文件系统的特点等。（2）掌握Linux下常见文件系统的设计方法。7、嵌入式网络程序设计教学内容：嵌入式以太网基础知识、以太网接口设计、Linux网络编程实现。教学要求：（1）了解以太网技术及其嵌入式应用、嵌入式系统中主要处理的网络协议。（2）掌握网络设备驱动程序基本结构、基于CS8900A或RTL8019的以太网接口设计方法。（3）掌握socket基本函数和TCP编程方法。8、嵌入式Linux用户图形界面编程教学内容：Linux图形开发基础、嵌入式Linux图形用户界面简介、Qt/Embedded嵌入式图形开发基础。教学要求：（1）了解

6、GUI的一般架构、嵌入式GUI底层支持库，嵌入式GUI高级函数库等知识。（2）了解嵌入式Linux图形用户界面的特点。（3）掌握Qt/Embedded嵌入式图形开发基础的知识。9、Linux下音频设备编程教学内容：音频信号基础、基于IIS接口的音频系统、音频设备程序的实现。教学要求：（1）了解数字音频信号、音频文件格式、WAVE文件格式等知识。（2）了解IIS接口控制原理、音频接口电路设计、音频接口程序设计方法。（3）掌握音频设备编程方法。三、实践环节和要求实验目的：通过实验使学生进一步掌握嵌入式软件系统设计的基本原理，掌握引导程序、进程通信、设备驱动程序、文件系统、网络系统等的设计方法，系统

7、的移植方法，提高学生的应用系统的分析设计能力。四、教学时数分配理论： 40 实验： 上机：24 其它： 教学内容学时分配教学内容学时分配嵌入式系统软件设计基础4嵌入式Linux文件系统4应用系统设计4嵌入式网络程序设计4嵌入式Linux应用程序开发6嵌入式Linux用户图形界面编程4进程通信4Linux下音频设备编程4嵌入式Linux驱动程序开发4机动2上机24合计64五、其它项目无六、有关说明1、教学和考核方式教学方法：讲授、讨论以及逐步增加电化教学手段。考核方式：本课程属考试课,考核方式为闭卷。总评成绩由作业、实验、平时测验及期终考试成绩等组成。2、习题要求学生完成教材每一章至少一半的习题，并将学习重点放在实验上。3、能力培养要求通过实验，从应用角度，强化应用系统设计能力的训练。4、与其它课程和教学环节的联系先修课程和教学环节：操作系统、嵌入式系统基础后续课程和教学环节：计算机系统工程平行开设课程和教学环节：5、教材和主要参考书目（1）教材：刘淼，嵌入式系统接口设计与LINUX驱动程序开发程，北京：