嵌入式操作系统课程教学大纲.pdf

嵌入式操作系统课程教学大纲 嵌入式操作系统课程教学大纲(Embedded Operating System)(Embedded Operating System)总学时数：总学时数：56 实验学时：20 学分数：实验学时：20 学分数：3.5 适应专业：适应专业：计算机科学与技术、软件工程 执笔者：执笔者：徐钦桂（副教授/硕士）编写日期：编写日期：2007.6.10 一、课程性质、目的和任务 一、课程性质、目的和任务 本课程是计算机科学与技术与软件工程专业的选修课，主要讲授 Linux 和 Windows CE 等嵌入式操作系统的内核结构、引导程序、图形库、内核构建和移植技术，讲授在嵌入式开发环境下设计开发设备驱动程序、嵌入式应用程序的基本技术，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、课程教学的基本要求 二、课程教学的基本要求 掌握嵌入式 Linux 内核的裁剪、构建与移植，掌握在嵌入式 Linux 环境下的应用编程，掌握嵌入式系统接口与 Linux 驱动程序设计技术，掌握 Windows CE 内核的构建与在 Windows CE 环境下的应用程序开发，掌握常见外设接口的编程控制技术；理解 Linux和 Windows CE 内核的基本结构，理解常见外设和外设总线的工作原理；了解嵌入式产品和嵌入式应用的技术原理和开发过程。三、课程教学内容的重点及难点 三、课程教学内容的重点及难点 1.Linux 开发基础 教学内容：gcc 和 gdb 的使用，嵌入式 Linux 下串口通信，嵌入式 Linux 网络编程，任务管理同步与通信；重点：gcc 和 gdb 的使用，嵌入式 Linux 下串口通信；难点：嵌入式 Linux 下串口通信。2.嵌入式 Linux 的构建与应用开发 教学内容：构建嵌入式 Linux，嵌入式 BootLoader,ARM-Linux 内核原理与移植，嵌入式 GUI，嵌入式数据库；重点：构建嵌入式 Linux，ARM-Linux 内核移植；难点：ARM-Linux 内核原理与移植，嵌入式 GUI。3.Linux 图形库移植及应用开发 教学内容：图形库工作原理、Qt 图形库的结构、Qt 移植、基于 Qt 的 GUI 应用程序开发。重点：Qt 移植、基于 Qt 的 GUI 应用程序开发。难点：Qt 移植、图形库工作原理。4.嵌入式系统接口设计与 Linux 驱动程序 教学内容：Linux 设备驱动程序结构，字符设备驱动程序，块设备驱动程序，中断处理，键盘/鼠标、触摸屏、UART、CAN 总线、步进电机、A/D 及 D/A 原理及设备驱动程序；重点：Linux 设备驱动程序结构，中断处理，A/D 和 D/A 原理及设备驱动程序，CAN 总线原理及设备驱动程序，电机驱动原理及设备驱动程序，触摸屏接口设计与设备驱动程序，UART 原理与设备驱动程序；难点：中断处理，设备驱动程序结构，CAN 总线控制器、UART、步进电机的工作原理，UART 设备驱动程序结构。5.Windows CE 的构建与应用开发 教学内容：Platform Builder 和 Embedded Visual C的使用,Windows CE的裁剪与构建，Windows CE 应用程序开发；重点：Platform Builder 和 Embedded Visual C的使用及 Windows CE 的应用程序开发；难点：Windows CE 的裁剪与构建。四、课程各环节要求 四、课程各环节要求 1.课堂教学 本课程是一门以培养学生实践能力为主的课程，除讲述 Linux 和 Windows CE 等嵌入式操作系统的系统结构、内核构成、图形库、Bootloader 等的工作原理外，其他教学内容围绕外设工作原理和设备驱动程序进行。课堂教学中应该重点讲述常见外部设备的工作原理、编程控制方式和设备驱动程序的结构，可以带领学生分析现成的设备驱动程序源代码，掌握操作系统对外部设备的控制方法。2.实验 实验是本课程最重要的教学环节之一，可直接培养学生的编写操作系统底层程序和裁减、移植系统内核和操作系统功能模块的能力。本课程的实验可安排如下：实验安排 实验安排 序号序号 实验名称实验名称 实验学时实验学时 说明说明 1 Linux 编程：gcc、shell、多线程编程 4 2 QT 移植与编程 2 3 BootLoader 实验、Linux 内核裁剪与编译 2 4 构建文件系统实验 2 5 设备驱动程序实验 6 6 综合实验 4 小结 20 3.课外 本课程注重实践和实验，可安排学生利用课外时间完成更多的实验。4.考试 本课程以培养学生的实践动手能力为目的，理论知识的重要程度处于其次。考试可以采取大作业的形式，要求学生设计和开发一个具有一定复杂度的嵌入式系统应用、系统内核模块或设备驱动程序。课程总评成绩以大作业为主，实验、讨论和出勤率等平时成绩最多可占到 40%。五、学时分配 五、学时分配 各教学环节学时分配 章节 主要内容 讲授实验 习题 讨论 课外 小结作业题量 备注 1 Linux 开发基础 4 4 2 2 2 嵌入式 Linux 的构建与应用开发 4 2 2 2 3 Linux 图形库移植及应用开发 4 2 2 2 4 嵌入式系统接口设计与 Linux 驱动程序 20 10 10 2 5 Windows CE 的构建与应用开发 4 2 2 2 合计 36 20 18 56 10 六、本课程与其它课程联系 六、本课程与其它课程联系 先修课程：程序设计基础、计算机组成原理、操作系统。七、教材及教学参考书：七、教材及教学参考书：1.自编讲义 2.北京博创.ARM9 嵌入式系统实验指导.2004 年 3.刘淼.嵌入式系统接口设计与 Linux 驱动程序开发.北京航空航天大学.2006