嵌入式系统设计课程教学大纲-

课程代码： 060132014

课程英文名称： The Principle and Application of Embedded System 课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0 适用专业：自动化专业

大纲编写（修订）时间：2017.7

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

嵌入式系统设计是高等工业学校自动化专业开设的一门培养学生具有建模能力和设计能力的专业选修课，主要讲授ARM9的体系结构与硬件结构、基本理论和基本方法，培养学生进行嵌入式设计和开发的应用能力和实践技能，增强就业能力，为学生今后学习和从事嵌入式系统研究与开发积累初步的经验。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

1.基本知识：掌握ARM9的体系结构与硬件结构，掌握嵌入式操作系统的基本原理和程序设计方法，如任务设计、系统函数、时间管理、 信号量、消息队列、动态内存管理等，能够利用所学知识编写简单的应用程序，了解嵌入式产品和嵌入式应用的技术原理和开发过程。

2.基本理论和方法：掌握嵌入式系统设计的基本理论、基本思想、设计思路。 3.基本技能:掌握设计技能，编制程序技能等。

（三）实施说明

1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。

2．教学手段：本课程属于专业选修课，在教学中采用电子教案、多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。

（四）对先修课的要求

本课程要求的先修课程为嵌入式操作系统、单片机原理与接口，不足之处将在本课引论中补充。

（五）对习题课、实践环节的要求

1．对重点、难点章节安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。

2．课后作业要少而精，内容要多样化，学生必须、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。

3．安排大作业，大作业成绩作为平时成绩的一部分。

（六）课程考核方式 1．考核方式：考查

2．考核目标：考核学生对系统辨识和自适应控制基本知识、基本原理和方法。

3．成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占50%，期末考试成绩占50%。平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出；平时无成绩或不及格，取消期末考试资格，总成绩直接以不及格计。

（七）参考书目

《嵌入式系统设计原理及应用》，符意德编，清华大学出版社。 《嵌入式系统开发基础》，侯殿有编，清华大学出版社。

二、中文摘要

本课程是自动化专业学生必选修的一门专业课程。课程通过对系统辨识和自适应控制系统的讲授，使学生掌握系统辨识的基本知识、基本原理和基本方法，并具有设计自适应控制系统的能力。课程主要内容包括系统辨识基础知识、系统辨识算法、模型参考自适应系统和自校正系统的设计等。本课程将为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。

三、课程学时分配表

序号 1 绪论 1.1 关于嵌入式系统 1.2 嵌入式系统特点及设计 1.3 嵌入式系统面临的问题 2 嵌入式微处理器体系结构 2.1 ARM9简介 2.2 ARM9的存储组织结构 2.3 ARM9的异常 2.4 ARM9汇编指令 3 嵌入式系统的存储系统 3.1 存储器组织及接口方式 3.2 存储器接口设计 3.3 高速缓存机制 4 嵌入式系统的接口设计 4.1 接口控制方式 4.2 通用并行I/O接口 4.3 定时/计数器部件 5 6 7 8 嵌入式系统软件平台 嵌入式网络技术 嵌入式系统设计和分析 系统设计实例 教学内容 学时 2 8 8 6 2 2 2 2 讲课 2 1 1 8 2 2 2 2 8 2 4 2 6 2 2 2 2 2 2 2 实验 上机 四、教学内容及基本要求

第1部分 绪论

总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:

1) 明确嵌入式系统课程的内容、性质和任务； 2) 掌握嵌入式系统的特点，； 重 点:

嵌入式系统的特点及设计； 第2部分 嵌入式微处理体系结构

总学时(单位：学时): 8 讲课: 8 实验:0 上机:0 具体内容:

1) ARM9的存储组织结构。

2) ARM9的异常。 3） ARM9汇编指令。 重 点:

ARM9的组织结构。

第3部分 嵌入式系统的存储结构

总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0 具体内容:

1) 存储器组织及接口方式。

2) 存储器接口设计。 3）高速缓存机制。 4） 虚拟存储机制。 重 点:

存储器组织及接口设计。

第4部分 嵌入式系统的接口设计构 总学时(单位：学时):6 讲课:6 具体内容:

1) 接口控制方式。

2) 通用并行I/O接口。 3）定时/计数器部件。 4）人机接口。 重 点:

嵌入式接口控制方式。

第5部分 嵌入式系统软件平台

总学时(单位：学时):2 讲课:2 具体内容:

1） 嵌入式操作系统移植。 2） 文件系统移植。 3） 设备驱动。 重 点:

了解嵌入式系统软件平台。 第6部分 嵌入式网络技术

总学时(单位：学时):2 讲课:2 具体内容:

1） 分布式嵌入式系统结构。 2） 常规嵌入式系统网络。 3） USB网络。

4） 嵌入式TCP/IP网络。

5） 基于网络设计的性能分析。 重 点:

了解嵌入式网络技术。

第7部分 嵌入式系统设计和分析

总学时(单位：学时):2 讲课:2 具体内容:

实验:0 上机:0 实验:0 上机:0 实验:0 上机:0 实验:0 上机:0

1） 系统设计的形式化方法。 2） 嵌入式系统设计范型。 3） 编程模型。

4） 程序执行时间的分析与优化。 重 点:

设计和分析嵌入式系统。 第8部分 系统设计实例

总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:

1） 实例一： 数字式时钟。 2） 实例二： 医用心电仪。

3） 实例三： 嵌入式Web服务器。 重 点:

了解嵌入式系统设计实例。