第一年开设嵌入式课程-嵌入式系统课程主页-清华大学.ppt

1、清华大学“嵌入式系统” 课程建设经验交流,清华大学计算机系 陶 品 2004年9月3日,清华大学计算机系,情况简介 课程实验设计,情况简介,系领导高瞻远瞩、十分重视； 今年9月将开始正式授课，选课人数60人，3学分，32教学学时； “嵌入式系统”课程从2004年起被列入我系学生的必修课； 教学与科研工作相结合，互相促进； 积极组织我系同学参加“Intel杯”大学生嵌入式专题竞赛以及其他校内科技活动，为教学活动做准备。,计算机组成原理,操作系统,VLSI设计导论,数字逻辑电路,C语言程序设计,汇编语言程序设计,数据结构,计算机系统结构,嵌入式系统,电子技术基础,“嵌入式系统”课程的教学目标,让学

2、生了解一个完整嵌入式系统的设计流程与工作机理 通过实际动手操作来学习硬件的体系结构和系统软件的原理 可以针对系统的关键部分和同学感兴趣的地方进行深入的研发 培养学生对计算机知识的综合运用能力,“嵌入式系统”课程教学大纲,嵌入式系统概述 硬件环境 微处理器、EIA/PCA等硬件架构、存储系统、I/O外设、无线网络、电源系统 软件环境 启动过程、嵌入式操作系统、汇编和C语言、驱动程序、GUI库 开发工具与调试技术 仿真器、开发工具、调试技术、系统优化 嵌入式应用,“嵌入式系统”教学实验环境,嵌入式技术相关的科研活动,手持无线设备的多媒体访问 嵌入式开发工具与仿真环境 高端路由器、网络设备 家庭网关

3、 机器人、飞行器 ,课程实验设计,教学实验环境设计 六个实验的详细设计 实验相关资料的准备,Windows PC,Hub,开发板,Linux server,针对同学们对Linux不熟悉的实际情况，我们将尽可能多的实验环境转移到Windows平台下，同时也鼓励同学们使用Linux工具。,实验设备与器材,每个小组（60名同学，2人一组，共30组） 每次实验分为两批，一批15个小组 每3个小组共用一台Linux服务器，共需5台 需提供数个HUB；需提供给每个小组2个口，总口数需达到30,实验所需的软件工具,实验设计,实验一、三,实验一、实验三主要在Intel公司提供的原有资料基础上加以中文化和修改而

4、成。 主要目的是让学生熟悉Sitsang板的使用，熟悉Sitsang板的硬件环境、熟悉Sitsang板上的Linux操作系统，从而获得感性认识和基本知识，为其他实验打下基础。,实验二：LCD时钟,目的： 加强对嵌入式底层硬件和软件的了解 掌握裸机环境下程序开发方法和流程，掌握ADS集成开发工具的使用 掌握嵌入式系统底层的中断、串口、和LCD接口的工作原理 了解ARM体系、ARM中断机制、基本的ARM汇编指令 学习查阅技术资料、调试嵌入式代码的方法 培养动手实践的能力 通过富有趣味的实验内容培养同学对嵌入式设计的兴趣。,实验目标,在Sitsang板裸机环境下，实现一个LCD时钟，要求在LCD屏上

5、显示一个有表盘刻度、表针、日期、时间，并伴有嘀哒声的时钟。利用中断来计时、接收主机通过串行口发送的时间信息，达到时间同步。,详细实验内容,LCD初始化和显示 对LCD控制器进行初始化操作，使其正常工作，并能显示图形和字符以及汉字。 中断 利用实时时钟(RTC)状态寄存器(RTSR)的Hz时钟跳变来产生中断，达到计时的目的。 利用UART的接收数据中断，来接收主机发送的时间信息。 串行口通信 读写串行口，实现Sitsang板和主机的串行口通信。,实验方法,我们给出演示程序描述实验目标 给出主要程序框架，要求同学填写其中的关键部分 鼓励能力强的同学对实验加以改进,实验四：触摸笔功能实现,目的： 了

6、解硬件在操作系统上的工作机制 学习嵌入式系统中的交叉环境开发技术和NFS方式的开发方法 学习Linux下的程序设计 熟悉MiniGUI的工作原理 为下一个实验打下基础,实验目标,在嵌入式Linux+MiniGUI环境下实现对触摸笔功能的支持，使得触摸笔的工作轨迹可以流畅的在显示屏上显示出来。,详细实验内容,熟悉MiniGUI的软件结构MiniGUI是国内的一个自由软件项目，目标是为基于Linux的实时嵌入式系统提供一个轻量级的图形用户界面支持系统。 分析Linux驱动程序分析并了解Linux中关于触摸笔设备驱动程序，掌握对驱动程序的使用方法。 编写MiniGUI的输入引擎为MiniGUI开发针

7、对Sitsang的触摸屏输入引擎，使其支持触摸笔输入。 消除抖动设计算法消除触摸笔的位置抖动现象，并流畅的显示触摸笔的笔划痕迹。,实验方法,首先要分析Linux触摸屏驱动中的数据格式 MiniGUI引入了“输入抽象层”的概念，实现这一抽象接口的底层代码成为“输入引擎”。 进行屏幕座标转换，将驱动程序输出映射为640480的屏幕座标。 编写触摸屏校正程序，校准光标的位置。 由于硬件或驱动程序的某些原因，触摸笔的位置数据不稳定，要求设计算法，消除光标乱跳现象。 功能改进：自动旋转、消抖算法、增强桌面、手写键盘模拟,实验五：触摸笔画图程序,目的： 掌握Linux下应用程序的开发方法 熟悉Linux下

8、丰富的软件资源 掌握Makefile脚本的编写 进一步掌握交叉开发工具的使用 进一步掌握嵌入式程序开发、调试的能力,实验目标,在Sitsang板的嵌入式MiniGUI环境下使用触摸笔开发一个类似Windows下画图板的程序。课程提供基本程序框架和基本功能，要求实现增强功能。,实验方法,给出基本程序框架和基本功能，要求实现其他功能。 实现画几何图形功能、随笔画功能、橡皮擦功能。 选做以下内容：设计特殊笔效果功能、图片保存功能等。,实验六：自选创作,选做实验 发挥学有余力同学的创造性，在现有实验条件的基础上，由同学自己提出创意和想法，开展实验。 鼓励有技术深度、有创造性想法的两类实验。 通过教师与学生的交流，确定实验题目，指导和帮助同学进行实验。,实验相关资料准备,技术资料 Sitsang/PXA255 Linux用户指南 RedBo