嵌入式系统原理 课程考核大纲

嵌入式系统原理课程考核大纲（PrinciplesofEmbeddedSystems）课程基本信息课程编号：04021161课程学时：48课程学分：3.0一、课程的性质和地位《嵌入式系统与应用》是智能农业装备专业的一门专业选修课程，本课程针对智能农业装备专业的特点，结合单片机原理、电子技术和控制工程等，以实际应用为导向，培养学生运用数字控制技术解决实际工程问题的能力。通过嵌入式系统与应用的学习，使学生了解嵌入式系统的基本知识和原理，掌握嵌入式系统的软、硬件开发技术以及接口开发技术。同时使学生了解系统设计流程与方法，学会利用计算机辅助设计软件进行嵌入式系统的分析、仿真与设计，锻炼学生的动手操作能力，培养学生解决实际工程问题的能力，初步具备工程思想。二、理论教学部分的考核目标1.理论知识方面：本课程要求学生掌握嵌入式系统的概念、体系结构、系统组成及设计方法，对嵌入式系统进行设计和分析。通过本课程的学习，使学生理解嵌入式系统的具体含义，从嵌入式系统硬件和软件两个方面能都进行实际系统的编写和开发。绪论（一）学习目标1.一般了解：了解嵌入式系统2.一般掌握：嵌入式系统简介，STM32芯片解读3.熟练掌握：嵌入式系统组成（二）考核内容（1）嵌入式系统定义；（2）嵌入式系统组成；（3）CISC和RISC；（4）冯.诺伊曼体系结构与哈佛体系结构；（5）流水线技术；（6）ARM简介；（7）STM32简介；（8）Cortex-M内核优点；（9）STM32最具竞争力的优势。（三）考核要求1.识记：嵌入式系统的定义2.领会：嵌入式系统软件与硬件的组成3.应用：嵌入式系统的一般应用场景4.分析：嵌入式系统的优点和缺点5.综合：目前常见的嵌入式系统一般的应用场景，起到了什么样的作用6.评价：嵌入式系统的现状和发展趋势第一章MDK5软件入门（一）学习目标1.一般了解：了解MDK5软件的发展。2.一般掌握：掌握MDK5软件使用。3.熟练掌握：新建MDK5工程模板，程序调试。（二）考核内容（1）STM32官方固件库的使用；（2）基于固件库的MDK5工程建立；（3）KIELC选择结构程序设计；（4）KIELC循环结构程序设计；（5）用函数实现模块化程序设计；（6）指针和结构体。（三）考核要求1.识记：MDK5软件的主要功能。2.领会：MDK5软件下程序编写方法3.应用：STM32官方固件库，新建MDK5工程模板，程序调试。4.分析：KIELC选择结构程序设计的流程的应用5.综合：会利用MDK5软件进行常规的单片机控制操作6.评价：MDK5软件的应用现状和发展趋势。第二章STM32基础知识（一）学习目标1、一般了解：STM32系统构架。2、一般掌握：STM32单片机在软件中的配置。3、熟练掌握：STM32单片机常用外设的原理和用法。（二）考核内容（1）STM32系统构架；（2）STM32时钟系统；（3）端口复用和中断优先级；（4）Systick嘀嗒定时器；（5）delay文件夹代码介绍；（6）GPIO工作原理；（7）STM32中断（8）传感器项目开发。（三）考核要求1.识记：STM32系统构架2.领会：STM32单片机常用外设的原理和用法，能熟练选用。3.应用：传感器项目的开发和应用4.分析：传感器应用的一般流程6.评价：STM32单片机的应用现状和发展趋势。第三章嵌入式软件系统（一）学习目标1．一般了解：了解当今几款主流的嵌入式操作系统：Linux、Vxworks、WinCE、ucos-ii的基础知识2．一般掌握：掌握嵌入式软件系统的体系结构和运行流程3．熟练掌握：掌握嵌入式软件开发工具ucos-ii的特点和软件开发的过程（二）考核内容1.嵌入式软件系统的分类、组成、特点；2.嵌入式软件的体系结构、运行流程；3.嵌入式操作系统的体系结构、功能、特点及发展趋势；4.嵌入式软件开发工具的分类，交叉开发环境，现阶段的开发过程及开发工具的发展趋势。（三）考核要求1.识记：嵌入式软件系统的分类、组成、特点2.领会：嵌入式软件的体系结构、运行流程3.应用：ucos-ii系统的应用方法4.分析：嵌入式软件运行流程的一般步骤和要求5.综合：ucos-ii系统的体系结构、运行流程、交叉环境、交叉调试6.评价：嵌入式软件开发工具的分类，交叉开发环境，现阶段的开发过程及开发工具的现状第四章嵌入式实时内核基础（一）学习目标1．一般了解：实时内核的任务管理、中断管理、时间管理、共享资源的互斥管理、同步与通信管理、内存管理、IO管理、出错管理、用户扩展管理和电源管理的主要内容2．一般掌握：掌握嵌入式实时内核的实时性、可移植性、可剪裁可配置性、可靠性的具体含义和影响因素3．熟练掌握：熟练应用嵌入式实时内核知识，并调试代码。（二）考核内容1.嵌入式实时内核的关键设计问题；2.嵌入式实时内核的主要功能3.嵌入式实时内核的重要性能指标。（三）考核要求1.识记：嵌入式实时内核基础知识点2.领会：嵌入式实时内核的特点3.应用：实时内核的任务管理、中断管理、时间管理、共享资源的互斥管理、同步与通信管理、内存管理、IO管理、出错管理、用户扩展管理和电源管理的主要内容4.分析：ucos-ii系统中嵌入式实时内核是如何体现的5.综合：在ucos-ii系统中嵌入式实时内核的用法。6.评价：ucos-ii系统的的应用现状和发展趋势第五章任务管理及调度（一）学习目标1、一般了解：了解任务的定义、分类、参数、内容及主要特征2、一般掌握：了解任务的状态与变迁、任务控制块的内容3、熟练掌握：任务切换过程及任务切换时间对实时系统的影响、任务队列的管理方法（二）考核内容1.任务的定义、分类、参数、内容及主要特性；2.任务管理；3.任务调度；4.优先级反转；5.多处理器调度。（三）考核要求1.识记：任务的概念2.领会：任务切换的一般流程3.应用：任务的状态，切换、优先级的一般使用4.分析：任务在ucos-ii系统中的作用和重要性5.综合：会在ucos-ii系统中进行任务管理及调度6.评价：在ucos-ii系统中实现任务管理及调度代码编写的难易程度第六章同步、互斥与通信（一）学习目标1、一般了解：理解同步、互斥与通信的含义2、一般掌握：掌握用PV操作来实现任务之间的同步、嵌入式系统中的邮箱、消息队列、事件和异步信号机制。3、熟练掌握：掌握三种常见信号量机制的分类及其基本用法（二）考核内容1.概述信号量；2.信号量；3.邮箱和消息队列；4.事件机制的作用、特点和使用方法；5.异步信号。（三）考核要求1.识记：嵌入式系统中的邮箱、消息队列、事件和异步信号机制2.领会：三种常见信号量机制的分类及其基本用法3.应用：时间管理的基本功能、差分时间链在时间管理中的应用4.分析：同步、互斥与通信在ucos-ii系统中的实现方式5.综合：会在ucos-ii系统中进行同步、互斥与通信程序的编写6.评价：同步、互斥与通信在嵌入式实时操作系统中的必要性和优点第七章中断和时间管理（一）学习目标1．一般了解：时间管理的基本功能、差分时间链在时间管理中的应用2．一般掌握：实时内核的中断管理和用户中断服务程序3．熟练掌握：中断的概念、分类、中断的处理过程（二）考核内容1.系统调用和库函数；2.文件操作；3.进程控制；4.进程通信；5.内存管理。（三）考核要求1.识记：中断的概念、分类、中断的处理过程2.领会：在嵌入式系统中时间管理的基本功能3.应用：掌握中断和时间管理的处理过程4.分析：中断和时间管理在ucos-ii系统中的实现方式5.综合：会在ucos-ii系统中进行中断和时间管理的代码编写6.评价：中断和时间管理在嵌入式系统中的必要性和优点第八章内存管理（一）学习目标1．一般了解：了解内存管理机制2．一般掌握：掌握在嵌入式操作系统中内存管理的基本方法3．熟练掌握：MMU（内存管理单元）机制（二）考核内容1.内存管理的概述；2.嵌入式实时操作系统内存管理机制及特点；3.I/O系统实现方法。（三）考核要求1.识记：内存管理的概述2.领会：了解内存管理机制3.应用：I/O系统实现方法4.分析：嵌入式实时操作系统内存管理机制及特点5.综合：会在ucos-ii系统中进行内存管理的代码编写6.评价：内存管理在嵌入式系统中的必要性和优点三、实验、实习教学部分的考核要求实验共8学时，2个实验，根据实验指导书的要求学生写出的实验报告评分采用“5级”评分制，即“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”。实验课占总课程总分的10%。评分工作由指导教师和学生代表组成的小组共同完成。评价指标所占比例为：1)实验目的与实验内容的合理性40%；2)实验设计的可行性30%；3)实验操作的规范性30%；根据学生在实验中的表现及实验完成操作完成情况打分，结合实验报告情况综合评分。实验成绩作为本课程的一部分。四、考核方式闭卷考试，占总成绩的60%，平时成绩占总成绩的30%，包括考勤，主要以到课、按时提交作业、课前预习，期中测试等，实验占总成绩的10%。五、成绩评定1.平时成绩：课前预习（占比5%）、出勤（占比5%）、期中测试（占比10%）、课后作业（占比