嵌入式系统教学大纲

嵌入式系统Embeddedsystem教学大纲课程编码：M484004课程学分：32学时，2学分适用学科/专业：控制科学与工程，电子信息-控制工程开课学院：电气与控制工程学院一、课程性质本课程为控制科学与工程全日制硕士研究生专业的专业选修课。本课程为学生从事ARM（AdvancedRISCMachines）嵌入式系统领域的研究奠定初步的理论和应用基础。 二、课程教学目的三、教学基本内容及基本要求1.基本内容ARM体系结构方面：了解并掌握ARM系列芯片的总体结构，存储器结构，系统资源，编程模型，汇编指令及语言，掌握基于ARM芯片的I/O口功能，ADC部件，中断过程，定时器，UART串口，了解SPI接口，I2C部件，RTC，看门狗，DMA，MMU，LCD控制器以及电源管理功能。操作系统方面，了解LINUX操作系统的总体结构，基本工作原理；掌握虚拟机，LINUX操作系统的安装、配置过程；了解基本的LINUX操作命令，VIM编辑器，MAKEFILE文件语法，GCC编译过程，GDB调试手段，Windows超级终端的使用等。可以编译、调试、运行LINUX下的普通C语言程序。进一步介绍ARM+LINUX下驱动程序开发的基本概念，了解硬件驱动程序开发包含的基本原理和步骤。2.课程教学的基本要求学完本课程后，学生应了解ARM系列芯片的总体结构，以及各部分的功能，能够在ARM裸机条件下进行基本的C程序设计和开发；了解LINUX操作系统的基本工作原理和基本命令操作。能够编译、调试、运行LINUX下的普通C程序。初步了解LINUX操作系统下ARM驱动程序开发的步骤。学生应能够在ARM系统上，设计与硬件相关的C应用程序，利用编译，调试等系统工具，在实验系统上，开展ARM程序的调试运行，开展初步的应用开发工作。能够在LINUX操作系统下，进行简单的编程设计和调试运行。能够在嵌入式操作系统下，进行初步的ARM应用程序的编程开发工作。四、本课程与其他课程的联系与分工本课程的先修课程为：电子技术、C语言，单片机原理。后续课程建议为：毕业设计。可同步修读：软件开发技术，现代传感与物联网技术。五、实践环节教学内容的安排与要求建议必修实验内容如下：1）熟悉ARM编程、调试环境，编程、编译实验2学时2）A/D转换，I/O口实验2学时3）中断，串口实验2学时4）LINUX操作系统环境、命令操作实验2学时5）LINUX下软件编译，连接、调试运行实验2学时6）简单驱动程序开发实验2学时实验使用ARM9实验箱，实验和设计与课程相对应的软件，熟悉ARM的编程、编译、调试环境。熟悉LINUX下的编程、编译和调试环境。利用上位计算机超级终端观察实验过程和结果。六、本课程课外练习的要求本课程的课外练习主要为开展课外软件编程和设计练习以及LINUX环境下的安装、操作命令练习。要求课外做思考练习题，同步理解教材中相应的内容。课外作业量为每次课（2学时）后布置2-3道练习题。同时，要求学生进行课外练习或实验的学时为课内实验学时的2~3倍。七、本课程的教学方法及使用现代化教学手段方面的要求采用计算机多媒体教学，使用PPT课件，显示ARM内部结构功能图块，讲解部分实验例程。使表达和描述生动透彻，令学生更易理解和掌握。八、本课程成绩的考查方法及评定标准期末考核形式为笔试开卷,考核内容应覆盖70%以上的基本内容和基本要求。实验成绩在课程总评成绩中所占比例不低于30%。九、教材及参考书教材：［1］ARM9嵌入式系统设计--基于S3C2410与LINUX》，徐英慧等编著，北京航空航天大学出版社参考书：［1］《ARM体系结构与编程》，杜春雷编著，清华大学出版社［2］《十、课程各章节学时分配章节内容总学时讲授课时讨论、论文、实验、设计备注第一章概论1.ARM嵌入式系统概况2.嵌入式LINUX概况22第二章ARM体系结构1.ARM体系结构概述2.ARM编程模型3.ARM基本寻址方式4.ARM指令集5.ARM汇编语言程序设计6.汇编语言与C语言混合编程64实验1熟悉ARM编程、调试环境，编程、编译实验第三章基于ARM处理器的系统开发1.ARM存储器结构，SDRAM,NFlash2.ARM系统CPU的启动过程,DMA简介3.ARM的A/D转换4.中断系统5.I/O口和外部中断6.ARM定时器7.UART串口8.RTC实时时钟、看门狗、SPI总线、I2C总线、LCD控制器、电源管理简介106实验2A/D转换，I/O口实验实验3中断，串口实验第四章嵌入式LINUX系统1.虚拟机，LINUX安装，交叉工具链、环境配置2.LINUX基本操作命令3.LINUX编辑、编译软件、超级终端4.LINUX5.基于Socket的网络编程84实验4LIN