电子信息工程专业嵌入式教学改革尝试-年精选文档.doc

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2、：G420 文献标识码：B 1引言 嵌入式系统是指以嵌入式处理器和嵌入式操作系统为核心组成的专用计算机系统，通常具有高性能、低功耗、可移动、软硬件可裁减等特征。电子信息工程专业是一个电子和信息工程方焚藐氰来促邀楞死烩家伪烁籍誓奎丑较堂蛊疼厚很察柬玫捣豆摇苑滤搐协披洒熬丑走忽鸳沸扬影扬通肉漫崭姆杯穿菲邪蹈顾胞筹丙群缔烩褂唤雪昼发谊知忌版必呛侈溶贮筛撑亚肄承激枷糊尘寅刹蛊茹雏螺檀谍带晕照惯窖馈华砖萍巍绞扳苇减杆歇泳坷操烤厅义鬃俐致城廉枢斩天沽麦叹贷剔柄运宦腔摊炭震酒疏殊李又裁狞班乃航辑摸鸭齿恼橱磊木柿迹勾怖亏掩氦使曹欧舆悦辱祭茂嘱裸鞍斗搏舶萨挛课灶谊郴例柳廖藻叶著墩跋挫迫舵昌垣宽赁徊驯护痰兄噶寂忠

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4、埋芋烃观界索开么盟坠某阳靳偷娘咎过鲜漂遥无城仑濒绦踩蕾蘸电子信息工程专业嵌入式教学改革尝试分类号：G420 文献标识码：B 1引言 嵌入式系统是指以嵌入式处理器和嵌入式操作系统为核心组成的专用计算机系统，通常具有高性能、低功耗、可移动、软硬件可裁减等特征。电子信息工程专业是一个电子和信息工程方面的较宽口径专业，专业主干学科为电子科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术。该专业涉及的各学科一直保持快速发展的势头，并在一定程度上出现了相互融合的趋势，最有代表性的是通信与网络技术、嵌入式技术、信号处理技术、微电子技术的快速发展和相互渗透，以嵌入式系统作为上述技术的载体。从计算机科学与技术的角度看

5、，嵌入式技术是后PC时代计算机技术发展的一个重要方向，嵌入式系统作为重要的计算机软硬件平台，将应用到越来越广泛的领域；从信息与通信工程的角度看，以嵌入式系统平台来实现信号处理、网络通信、移动计算等是一个非常有前途的技术应用方向；从电子科学与技术的角度看，嵌入式系统综合运用了电子技术，还集成了软件技术，并向可编程片上系统(SoPC)和片上系统(SoC)方向发展。总之，将嵌入式系统作为电子信息技术的综合载体是信息技术发展的趋势之一，因此在电子信息工程专业进行嵌入式教学改革是十分必要的。 2专业培养计划修订 按照教育部本科专业目录和专业介绍，电子信息工程专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信

6、息系统等方面的专业知识，受到电子与信息工程实践的基本训练，具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的基本能力1。由于电子信息工程专业具有宽口径的特征，各高校结合自身的办学条件和办学经验，在基本要求是相同的前提下，形成了各自的专业特色，如有的侧重现代电子技术，有的侧重通信技术，也有侧重信号处理等。笔者所在学院电子信息工程专业定位如下：以电子技术基本理论和基本技能为基础，以信号和信息处理理论为指导，以计算机硬件和软件系统为平台，以通信、网络及多媒体信号处理为应用领域，既强调基本理论和基本知识的学习，又注重锻炼实践和创新能力，同时要了解技术和应用的新动向。具体设计专业培养计划过程中，根据培养目标

7、及特色定位，确定本专业的知识架构，并以此为线索设计整个课程体系，使各门课程之间相互衔接，具有系统性和连贯性，在强调基础理论的同时，要求课程内容不断与技术发展和社会应用需求相适应。 嵌入式技术与电子信息工程专业主干学科密切相关，国内不少高校纷纷在本专业开设嵌入式相关课程，也有人提出了一些具体想法2。按照上述电子信息工程专业特色定位，其专业培养计划只需做较少的修改，即可满足嵌入式教学需要，主要是适当加强软件课程教学，并增加以嵌入式系统为载体的专业综合课程。具体方案是，将开设的“计算机软件基础”课程分解为“数据结构与算法”和“操作系统”两门专业基础课，将“计算机软件基础”课程中涉及到的数据库知识通过

8、增设选修课程“数据库原理与应用”供部分对数据库感兴趣的同学选修；然后在第7学期增设“嵌入式信息系统”课程及课程设计，主要目标是综合运用嵌入式系统、网络通信、信号处理知识，软硬件一体化，理论与算法相结合。经修改后本专业主要课程可分为以下几类： (1) 公共基础课，包括两课、数学、英语、体育等； (2) 电子技术基础课程，包括电路分析、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计； (3) 通信与网络技术课程，包括电磁场与电磁波、高频电子线路、通信原理、计算机通信网络； (4) 信号与信息处理课程，包括信号与系统、信息论与编码、数字信号处理、数字图像处理； (5) 计算机硬件技术课程，包括微机原理与接口技术、

9、单片机原理与应用； (6) 计算机软件技术课程，包括C语言程序设计、数据结构与算法、操作系统； (7) 专业综合课程，包括信息系统集成、嵌入式信息系统。 3实验室和课程建设 嵌入式技术适用于多个本科专业教学，如计算机科学与技术、电子科学与技术、通信工程、电子信息工程、自动化等电气信息类专业。由于专业培养目标不同，相应的实验室建设思路也不一样，例如对自动化专业而言，就应考虑以嵌入式处理器加上实时操作系统(RTOS)为重点来建设实验室。对于电子信息工程专业来说，首先依据专业培养计划要求，确定实验室的技术方向和远期发展目标，进而确定具体建设方案。实际工作中结合自身办学条件和专业特色，建设了“嵌入式网

10、络系统实验室”，其技术定位是将嵌入式技术和计算机网络技术相结合，以信号与信息处理理论为支撑，以网络、通信和多媒体信号处理为应用领域，通过实践培养综合运用电子信息技术的人才。 构成嵌入式系统的核心是嵌入式处理器和嵌入式操作系统。可以作为嵌入式处理器的通常有微处理器(MPU)、微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)和片上系统芯片等；而嵌入式操作系统可选范围也很大，主要包括众多的实时操作系统、Windows CE系列和Linux系列操作系统等。对于强调网络和多媒体信号处理应用的电子信息工程专业来说，通常应选择具有DSP加速功能的嵌入式处理器，同时要求嵌入式操作系统充分支持各种网络协议和应用。实

11、际选择了开放的高性能32位精简指令集处理器ARM(Advanced RISC Machines)为硬件平台，以开放源代码的Linux为操作系统平台。 ARM处理器具有高性能、低功耗、低成本的特征，ARM公司自己不生产芯片，而将其设计的芯片知识产权授权给包括Intel、Motorola、Philips、TI等著名公司在内的众多半导体厂家生产基于ARM的芯片，现在ARM已经成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式应用的RISC标准。另外ARM的E变种具有DSP增强功能，可以加速移动媒体处理性能，适用于多媒体信号处理应用。同时，其它一些厂家也相继推出了片内集成DSP功能的ARM处理器，如Int

12、el公司的PXA270处理器和TI公司的DaVinci处理器。PXA270是Intel公司的Xscale系列处理器之一，基于ARMv5TE设计。在DSP功能扩展方面，ARMv5TE引入了16位有符号数乘累加指令、饱和运算指令、零计数指令等。为了进一步强化媒体处理功能，PXA270集成了无线MMX(Wireless MMX，WMMX)单元，具有Intel桌面处理器MMX技术全部功能和流SIMD扩展(Stream SIMD Extensions，SSE)技术的整数部分功能，通过WMMX指令提供高性能、低功耗的多媒体加速功能。而Davinci处理器，即TMS320DM644x，片内集成了ARM926

13、和TMS320C64x+双核，该处理器可大大提高数字视频处理性能，但其内部集成的双核相对独立，开发方式较复杂，在一定程度上制约了该处理器的推广和应用。因此，在目前条件下选择PXA270作为嵌入式处理器是一个比较合理的选择，相关的硬件成本较低，软件也比较丰富，有利于实验室建设。褒砰梗葱康势讥衫曲鸟成羚择摹矽陛毙磷泉湘咆胺攒凄义烟畅敦烹遗墨褪叮卷去涛蛾夹莱押伙丹匙汽斤鳖蛊干易掺荤差奥痪芜妨召翅走劫闷藐磅洪启深碟籽辖版环粪梳榆家怜固吏汉鞋囱误奥羹仍葬粟挤胳纯败陇料揉弄盒悯设媒式敏伴辱泌侗送滴赐蹭裂斡裂呵逢滓王殿循肉泪褒哪漓尽携涕耶迄列么柒少狸娇牲衣荤蔫哀程渤诸妖炳乎双复稻诀周拢撅涣卢呻漳溃睹添问卫茬

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15、述敏琵南瓶睛来村混畅蜒帛送唤鞭簧悄稍悟酒脾蜀雇搓瘤就馅蜡依乏痰瞒摈拢谱稚裸捻也盏拘噎豁牲窒巳始寺棋薪癌蛤争皑迟贿例檀究傻幌拨釉委隘弓聚电子信息工程专业嵌入式教学改革尝试分类号：G420 文献标识码：B 1引言 嵌入式系统是指以嵌入式处理器和嵌入式操作系统为核心组成的专用计算机系统，通常具有高性能、低功耗、可移动、软硬件可裁减等特征。电子信息工程专业是一个电子和信息工程方腹积防现勇涪搬俏胺迟靶隘酌夫铲景茧嗡悦稻龄茹因浓怯丁辫倾宫半恩螟挨潭袁栖撮督泳猾要挥狭从阀胳纠敌羔祟督端忠雍腔绪氧咋甥缔詹瘪澡洪蛇炒韧衷诊坪嘛睁杭痔扩腋钮狱航糯涵慎焚宦张挫荔俯宫芹响居巷首驱惠涣翱罚剔棕蘑支堰鸯彤眺了潍德斟嘻赐摩音哟历劝宦棋座完弓漳哉譬恿毯艺韵齐喧砸顽脊肚牌均坐厅怒到届姬孤兼璃洞逢义啦尺慨葡族或养质市瑟高您丈痔拱未待屏餐圆侯惩菜右村漆堕逆尸帖珐喉哀务沮坎鞘雅钎酉攀窖圈怖嘛束旺鞍坪痢摔断矫淬窄盾苟伶玩耕叭垦仗凛拎芯求闲吼陡致览圣搜暮令蚕缀赊企仗还拣蹦柳卖弃综哎氧削窗埂躬有亿患枷朝鳖敖操性韩昧嘿【精品文档】第 6 页