2023年嵌入式课程文字教案模板（精选多篇）.docx

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1、2023年嵌入式课程文字教案模板（精选多篇） 推荐第1篇：嵌入式课程论文 研究生课程论文 论文题目: 无线传感网络中的定位算法综述 学 院: 信息科学技术学院 专 业: 仪器仪表工程 班 级: 81430 学 号: 8143035 学生姓名： 沈天颖 二一五 年 一 月 十 日 无线传感器网络（WSN）是一个多学科的研究领域，具有很广泛的应用前景，其中，WSN的定位是非常重要的研究方向。本课程论主要对WSN定位研究进行了归纳和总结。将每种定位算法按照需不需要测距分为两大类，而且在具体算法中讨论了其以下几个特征，包括：需要/不需要锚节点、集中式/分布式、固定/移动等。 质心定位算法 DV-Hop

2、算法 MDS-MAP算法 分簇算法 改进的无线传感器网络节点定位算法 推荐第2篇：嵌入式课程考题总结 第一章 1、填空题 （1）ARM嵌入式系统数据宽度为32位。 （2）ARM7处理器采用3级流水线。 （3）请列出3种常见的嵌入式系统处理器：S3C4510B、AT91RM9200、S3C4410X。 （4）请列出3种常见的嵌入式操作系统：WinCE、Vxworks、uClinux。 （5）请列出3个ARM7处理器的应用领域：网络、控制、消费电子。 2、简答题 （1）嵌入式系统与通用计算机有何区别？ 答：通用计算机系统采用标准化、模块化的设计，其技术要求是高速、海量的信息处理，技术发展方向是处理

3、速度、总线宽度、存储容量的无限提升。而嵌入式系统则常采用针对性较强的专用化设计，技术要求是满足具体应用，技术发展方向是在保证应用系统的技术要求和可靠性的前提下，尽可能减小成本、体积和功耗。 （2）ARM处理器的特点是什么？它的应用领域有哪些？ 答：ARM处理器采用32位的数据总线，可以运行32位的ARM指令，也可以运行16位的Thumb指令，可以处理32位、16位、8位的数据。应用领域有空也控制、无线通信、消费电子、成像与安全等。 （3）4位/8位/16位/单片机是否属于嵌入式系统？ 答：4位/8位/16位/单片机也具有嵌入式处理器的特征，也是属于嵌入式系统的。 （4）单片机与32位ARM嵌入

4、式系统有何异同？ 答：单片机一般是4位、8位、16位的数据总线，一般内置存储器，不运行操作系统，侧重低成本，主要应用于工业控制等领域;而ARM嵌入式系统是32位的数据总线，运算速度快，外接大容量存储器，能运行操作系统以适合多种应用。 （5）简述嵌入式软件系统的组成？ 答：嵌入式系统的软件系统一般由引导程序BootLoader、操作系统和应用程序构成。 （6）嵌入式操作系统的作用是什么？ 答：嵌入式操作系统的作用主要有管理存储器分配、中断处理、任务间通信和定时器相应，以及提供多任务处理等。使用操作系统，能大大地提高嵌入式系统硬件工作效率，并为应用软件开发提供便利。 （7）简述嵌入式系统的开发流程

5、 答：嵌入式系统开发流程一般可分为四个阶段：需求分析阶段，硬件开发阶段，软件开发阶段和程序固化阶段。 第二章 1、填空题 （1）RAM7TDMI处理器有7种运行模式，他们分别是：用户模式(usr)、快速中断模式(fiq)、外部中断模式(irq)、管理模式(svc)、数据访问终止模式(abt)、系统模式(sys)、和未定义指令终止模式(und)。 （2）ARM7TDMI处理器工作在ARM状态下，其指令长度为32位，工作在Thumb状态下，指令长度为16位。 （3）ARM7TDMI处理器支持9种寻址方式，使用立即数寻址时，操作数直接在指令中给出。 （4）ARM7TDMI内核有31个通用寄存器，R1

6、3被用来保存不同模式下的堆栈指针。 （5）汇编语言中，LDM是批量数据加载指令，其后缀IA表示每次传送后地址加1。 （6）嵌入式系统的指令共有62条。 （7）CPRS的T位反映了处理器的运行状态。 （8）在复位后，ARM处理器出于用户模式，ARM状态。 2、简答题 （1）ARM存储器格式有哪些？并指出其特点 答：ARM存储器有大端格式和小端格式，大端格式中，字数据的高位字节存储在低地址中，而字数据的低字节折存放在高地址中，小端格式则相反。 （2）字（word）、半字（half-word）、字节（byte）的概念，ARM与8086/8088有什么异同？ 答：字（word）：在ARM体系结构中，字

7、的长度为32位，而在8位/16位处理器体系结构中，字的长度一般为16位；半字（half-word）：在RAM体系结构中，半字的长度为16位，与8位/16位处理器体系结构中的字长度一致；字节（byte）：在ARM体系结构和8位/16位处理器体系结构中，字节的长度均为8位。 （3）在ARM汇编语言程序里，什么是伪指令？它有什么作用？ 答：在ARM汇编语言程序里，有一些特殊指令助记符，这些助记符与指令系统的助记符不同，没有相对应的操作码，通常陈这些特殊指令助记符为伪指令。伪指令在源程序中的作用是为完成汇编程序做各种准备工作的，这些伪指令仅在汇编过程中起作用，一旦汇编结束，伪指令的使命就完成了。 （4

8、）CISC与RISC分别是什么？说明他们各有什么特点 答：CISC，即复杂指令集。在复杂指令集中，各种指令的使用频率相差悬殊，大概有20%的指令被反复使用，而又80%左右的指令很少使用，其使用量约占整个程序的20%。RISC，即精简指令集，RISC指令集与CISC指令集相比，它要求指令规整、对称和简单。RISC指令集可以使处理器流水线高效地执行，是编译器更易于生成优化代码。 （5）ARM微处理器的指令集可以分为几大类？分别是什么？ 答：ARM微处理器的指令集可以分为6大类，分别是跳转指令，数据处理指令，程序状态寄存器（PSR）处理指令，加载/存储指令，协处理器指令和一擦汗那个产生指令。 （6）

9、请简述ARM7TDMI内核的架构。 答：ARM7TDMI内核主要由32位ALU，指令解码器与控制逻辑，指令流水线，读写寄存器，移位器，乘法器，地址递增器，地址寄存器等构成。 第三章 1、填空题 （1）S3C4510B处理器采用ARM内核是ARM7TDMI。 （2）S3C4510B处理器有4个外部中断引脚。 （3）S3C4510B处理器可使用18个通用I/O口。 （4）S3C4510B处理器使用LVTTL电平。 （5）请列出3个S3C4510B处理器的片内外设：UART、IIC、。 （6）S3C4510B处理器有4个外部I/O组。 （7）S3C4510B处理器编制空间的大小为64MB。 （8）S

10、3C4510B芯片的数据总线有32位，地址总线有22位。 （9）复位电路中两级非门的作用是波形整形和去抖动。 （10）实验板晶振电路工作正常时，输出的时钟频率为10MHz。 （11）处理器工作正常时，SDCLK引脚输出的时钟频率为50MHz。 2、简答题 （1）简述硬件开发流流程。 答：硬件开发流程主要包括硬件方案拟定与选型，原理图设计，PCB版图设计，电路板加工，元件装焊和硬件调试。 （2）如何提高系统的可维护性？ 答：标准化和模块化设计能提高系统的可维护性。 （3）影响系统可靠性的因素有哪些？ 答：主要有环境温度和湿度，粉尘，电磁干扰，机械磨损。冲击等。 （4）列出集中对嵌入式系统功耗要求

11、较高的应用场合。 答：手机，数码相机，MP3等 （5）带锁开关和不带锁开关在实验板中的作用是什么？ 答：带锁开关主要用于程序流程控制，不带锁开关主要用于中断输入等。 （6）硬件电路通常的调试顺序是什么？ 答：调试硬件电路一般应按照如下顺序：电源电路，晶振电路和复位电路，处理器及JATG接口电路，SDRAM存储器，FLASH存储器，其他电路。 (7)简述测试SDRAM电路时，输入obey命令的作用。 答: 在测试SDRAM电路时，通常使用obey命令批量配置寄存器，配置的目的是将SDRAM映射到0x40 00000x140 0000，Flash映射到0x00x20 0000。 第四章 1、填空题

12、 （1）ARM7TDMI芯片上共有5根引脚用于JTAG调试，他们分别是TDO、TDI、TCK、TMS、nTRST。 （2）在最小系统电路中，S3C4510B及部分外围器件需3.3V电源，其他部件器件需5V电源。 （3）ROM是只读存储器，各字母代表的含义是：READ-ONLY-MEMORY，在嵌入式最小系统中，一般采用Flash作为ROM存储器。 （4）在ARM芯片上电或复位后，可以被访问的两个组分别是Flash组0和特殊功能寄存器组。 （5）通过对数据总线宽度寄存器EXTDBWTH寄存器的配置，使系统可以访问不同数据宽度的外部ROM、SRAM、Flash存储器。 （6）容量为2MB的Flas

13、h存储器映射到起始地址为0x0处，其结束地址应该为0x20 0000。 （7）存储器映射时，Flash控制寄存器fROMCON0赋值为0x0200 0060时，其首地址被映射到0x0。 2、简答题 （1）什么是初始化程序？BootLoader初始化程序有什么作用？ 答：初始化程序是系统加电后运行的第一段软件代码。在嵌入式系统中，通常整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。简单来说，BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软、硬件环境带到一个合适的状态，以便为调试应用程序或者操作系统内

14、核准备好正确的环境。 （2）S3C4510B的引脚主要分为哪几类？各自的作用分别是什么？ 答：S3C4510B(也包括其他的微处理器)的引脚主要分为3类,即：输入（I）、输出（O）、输入/输出（I/O）。 输出类型的引脚主要用于S3C4510B对外设的控制或通信，由S3C4510B主动发出，这些引脚的连接不会对S3C4510B自身的运行有太大的影响。 输入/输出类型的引脚主要是S3C4510B与外设的双向数据传输通道。 某些输入类型的引脚其电平信号的设置是S3C4510B本身正常工作的前提，在系统设计时必须小心处理。 （3）什么叫做重映射？S3C4510B为什么要进行重映射？ 答：在ROM从0

15、x0用几句指令引导系统之后，把SDRAM映射到0x0就是重映射。重映射的作用：当ARM处理器上电或者Reset后，处理器从0x0取指。因此，必须保证系统上电时，0x0处有指令可以执行。所以，上电的时候，0x0地址处必定是ROM式者Flash(NOR)。但是，为了加快启动的速度，方便更改异常向量表，加快中断响应速度，往往把异常向量表映射到更快、更宽（32bit/16bit）的SDRAM中。但是异常向量表的开始地址是由ARM架构决定的，必须位于0x0处，因此，需要SDRAM映射到0x0。 （4）如何在开发工具ADS中对程序进行硬件调试？ 答：硬件调试需要使用调试代理工具，打开ARM7.exe，最小

16、化让其后台运行，在调试的过程中不要关闭该程序。进入AXD软件，选择Options-Configure Target，在弹出的菜单中选择Remote_A，即可进行硬件调试。 （5）简述S3C4510B处理器的编址空间组成。 答：S3C4510B采用统一编址的方式，将系统的片外存储器、片内存储器、特殊功能寄存器和外部的I/O设备，都映射到64MB的地址空间，同时将地址空间分为6个ROM存储器组、4个DRAM存储器组、4个外部I/O组、内部SRAM和特殊功能寄存器组。可以通过配置包含基指针（Base Pointer）和尾指针（End Pointer）的特殊功能寄存器，设定每个存储器组的大小和位置。用

17、户可利用基指针和尾指针设置连续的存储器映射。 （6）简述S3C4510B处理器中进行存储器映射的过程。 答：主要使用了以下5个寄存器进行存储器映射： 系统配置寄存器SYSCFG：决定特殊功能寄存器组的起始地址以及片内SDRAM地址的度为16位。 ROMCON0：设置ROM组0地址空间。 DRAMCON0：设置SDRAM组0的地址空间。 REFEXTCON：控制DRAM的刷新模式、刷新时序及刷新间隔。 （7）简述无操作系统下单任务应用程序开发的流程。 答：无操作系统下单任务应用程序开发的流程可分为两个阶段。在调试阶段，将应用程序编译为.axf文件，下载到SDRAM运行，在此过程中可对应用程序使用

18、单步、断点等高度手段进行应用程序调试，调试完成后进入第二个阶段，将BootLoadeder引导程序添加到工程中，编译工程生成.bin文件，烧写到Flash存储器中，完成应用程序开发。 （8）DRAM/SDRAM控制寄存器DRAMCON0中每位的定义如下： 要将SDRAM基指针设置为0x120 0000 0000，尾指针为0x20 0000 0000时，该寄存器的1029位应设置的值为多少（用二进制表示）？ 答：1019位为基地址，应设置为：00 0000 0000 2029位为尾地址，应设置为：01 0000 0000 第五章 1、填空题 （1）和linux相比。uClinux系统专门针对没有

19、内存管理单元MMU的CPU。 （2）请列举出3种uClinx支持的文件系统格式:NFS、Ext 2、FAT16/32。 （3）编译内核时，命令make dep的作用是：命令make up读取配置过程生成的配置文件，创建对应于配置的依赖关系。 （4）Makefile文件的作用在于：Makefile文件描述了整个工程的编译、连接等规则。 （5）内核根目录下的vendor文件夹用于存放：有关各种处理器的文件。 2、简单题 （1）什么是交叉编译环境？对于所使用的目标硬件S3C4510B而言，为什么要使用交叉编译环境？ 答：交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上上执行的代码，对于所使用的目标硬件

20、S3C4510B而言，之所以使用交叉编译是因为在该硬件上无法安装所需的编译器，只好借助于宿主机，在宿主机上对即将运行在目标机上的应用程序进行编译，生成在目标机上可以运行的代码。 （2）什么是uClinux操作系统？他和Linux有什么区别？ 答：uClinux从Linux2.0/2.4/2.6内核派生而来，沿袭了主流Linux的绝大部分特性。uClinux 为了支持没有MMU的处理器而对标准Linux做出了修正。它保留了操作系统的所有特性，为硬件平台更好地运行各种程序提供了保证。 （3）简述uClinux内核文件结构 答：内核文件主要由以下几个部分组成 /bin 存放用户最常用的基本程序 /c

21、onfig 存放uClinux配置文件 /Document 存放uClinux的HOWTO文档和FAQ文档 /freeswan 存放用于Ipsec方面的应用程序 /images 存放用于存放编译后生成的镜像文件 /glibc 存放库文件 /linux-2.0.x 存放linux-2.0版本的内核源文件 /linux-2.4.x 存放linux-2.4版本的内核源文件 /tools 存放工具说明文档和其他杂项 /uClibs 存放uClinux的kuwenj /user 存放用于的各种应用程序 /vendors 存放有关各种处理器的文件 （4）如何向内核添加应用程序？ 答：向内核添加应用程序主要

22、由以下几个步骤构成：编写源程序源代码，添加应用程序至内核，编译内核，下载内核至flash存储器。其中添加应用程序至内核又包括了：添加程序文件到内核源代码的目录中，为程序文件建立make文件，修改内核make文件，修改内核配置见config.in,修改内核rc文件设置为自启动。 （5）简述make命令和Makefile文件的关系。 答：Makefile 文件用来描述源程序之间的相互关系同时自己维护编译工作。Make是一个命令工具，它用来解释makefile中定义的指令或规则。 第六章 1、填空题 （1）在Linux系统中，共有3类设备文件，分别是：块设备、字符设备、网络设备。 （2）设备号分别是

23、主设备号和次设备号。 （3）函数copy to user用于将内核空间的数据复制到用户空间。 （4）驱动程序和针对硬件和普通程序的两点区别是：驱动程序的概念是与操作系统联系的和驱动程序编写时，需要向上提供统一的接口。 2、简答题 （1）简述驱动程序的作用。 答：对设备初始和释放；把数据从内核传到硬件和从硬件读取数据；读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据；检测和处理设备出现的错误。 （2）简述向内核添加驱动程序的步骤。 答：向内核添加驱动程序主要分为以下4步： 编写好驱动程序后，把它复制到内核uClinux-dist/linux-2.4.x/drivers/char 目录下，

24、该目录用于存放字符设备的驱动程序。 为需用驱动的程序添加选项，以便在编写前进行配置，修改该目录下的config.in文件。 修改该目录下的Makefile 文件，添加代码，这一步向CONFIG_LEDDRV追加定义leddrv.0目标文件。 修改 Vendor/Samsung/4510B目录下的Makefile文件。 （3）设备文件的作用是什么？ 答：应用程序需要对某些设备进行操作时，是通过该设备的设备文件来调用驱动程序的。Linux有一个重要特点就是将所有的设备当做文件进行处理，这一类特殊文件叫设备文件。这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以像操作普通文件一样对硬件进行操

25、作。 推荐第3篇：嵌入式系统 课程感想 嵌入式系统设计课程感想 班级：电气99姓名：王正杰学号：09095018 虽然上完了整门课，但是还是对嵌入式和嵌入式系统等最基本的概念不是很了解。于是自己动手查阅了一些资料，其中IEEE(国际电气和电子工程师协会)对嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置” （Devices Used to Control，Monitor or Aist the Operation of Equipment，Machinery or Plants）。国内比较认可的定义是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于应用系统，对

26、功能、对可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 “嵌入式”反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。而且，嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。 一个简单的嵌入式系统一般包含以下几部分：嵌入式微处理器外围硬件设备、嵌入式操作系统、特定的应用程序。可见，其实嵌入式系统就是含有微处理器和硬件接口的一个根据应用可裁剪的非标准计算机系统。 嵌入式系统的发展历史： l 嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。 l 70年代单片机的出现，使得汽车、家电、工业机器、通信装置以及成千上万种产品可以通过内嵌电子装置来获得更佳的使用性能：更容易使用、更快、更便宜。 l 80年代早期开

27、始，嵌入式系统的程序员开始用商业级的“操作系统”编写嵌入 式应用软件，这使得可以获取更短的开发周期，更低的开发资金和更高的开发效率，“嵌入式系统”真正出现了。 l 目前，嵌入式系统在很多产业中得到了广泛的应用并逐步改变着这些产业，包 括工业自动化、国防、运输和航天领域。例如：神州飞船和长征火箭中肯定有很多嵌入式系统，导弹的制导系统也是嵌入式系统，高档汽车中也有多达几十个嵌入式系统。在日常生活中，人们使用各种嵌入式系统，但未必知道它们。事实上，几乎所有带有一点“智能”的家电（全自动洗衣机、电脑、电饭煲）都是嵌入式系统。嵌入式系统广泛的适应能力和多样性，使得视听、工作场所甚至健身设备中都有嵌入式系

28、统的身影。 嵌入式系统的特点： l 专用性：嵌入式系统面向用户、面向产品、面向应用，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。也正是这个原因，必须结合实际系统需求进行合理的裁减。 l 嵌入性：也就是说系统和被控制的对象是紧密连接的，一般不需要人为干预，从这点上讲，也就对嵌入式系统的环境适应性、稳定性、可靠性等提出了一些要求，在进行软件和硬件设计时必须考虑这些要求。 l 智能性：1.嵌入式系统需要有一个中央处理器单元（CPU），来实现对对象的智能控制。 2.嵌入式系统首先是计算机系统，其次是专用的计算机系统，这种系统有别于通用的个人电脑（PC），最后由于其专用的特点决定了其软硬件必须能

29、够进行定制，必须能够进行裁减。 3.单片机也是属于嵌入式系统的范畴。但是由于历史的原因，单片机和嵌入式系统被许多人区分开来对待，嵌入式系统更多地被理解为使用ARM等32位嵌入式微处理器的计算机系统。4.单片机系统一般采用单任务程序或简单的多任务内核，如uC/OS-II操作系统，一般应用于一些小型应用系统中；而ARM嵌入式系统还能很轻松的运行Linux、Windows CE、VxWorks等复杂的操作系统，比较适合于设计大型应用系统。 嵌入式系统开发的分工： 1.芯片制造商：负责制造包括CPU、网卡、RAM、 及Flash等芯片的厂商。 2.设备制造商：负责制造硬件开发板和产品板。3.操作系统提

30、供者：负责提供嵌入式操作系统。4.软件开发商：负责在操作系统之上开发具有独 立功能的应用程序。 5.系统集成商：负责向最终用户提供产品解决方 案。 嵌入式开发的一般方法： 嵌入式系统的软件开发通常采用 “宿主机目标机”方式 : 首先，利用宿主机上的丰富的资 源及良好的开发环境开发和仿真调试 目标机上的软件。 然后，通过串行口或网络将交叉 编译生成的目标代码传输并装载到目 标机上。 最后，目标机在特定的环境下运行。 几种常见的嵌入式系统： 试目标机上的 软件 生成的目标代码传输并装载到目标机上 目标机在特定的环境下运行 l 嵌入式Linux： uClinux是一个完全符合GNU/GPL公约的操作

31、系统，完全开放代码。uClinux从Linux 2.0/2.4内核派生而来，沿袭了主流Linux的绝大部分特性。它是专门针对没有MMU的CPU，并且为嵌入式系统做了许多小型化的工作。 适用于没有虚拟内存或内存管理单元(MMU)的处理器，例如ARM7TDMI。它通常用于具有很少内存或Flash的嵌入式系统。 它保留了Linux的大部分优点：稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、完备的对各种文件系统的支持、以及标准丰富的API等。 l Win CE： Windows CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作，它是精简的 Windows 95。Wind

32、ows CE的图形用户界面相当出色。Win CE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口以及与处理器无关等特点。 l VxWorks : VxWorks操作系统是美国公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。 l Nucleus： Nucleus PLUS是为实时嵌入式应用而设计的一个抢先式多任务

33、操作系统内核，其95的代码是用ANSIC写成的，因此非常便于移植并能够支持大多数类型的处理器。 Nucleus PLUS采用了软件组件的方法。每个组件具有单一而明确的目的，通常由几个C及汇编语言模块构成，提供清晰的外部接口，对组件的引用就是通过这些接口完成的。由于采用了软件组件的方法，使Nucleus PLUS 的各个组件非常易于替换和复用 嵌入式系统发展趋势： 我们有理由相信计算机还将继续快速发展并进一步改变我们的生活，让计算变得“无所不能”、“无处不在”。 其中“无所不能”将是人工智能技术和超级计算机的结合，而“无所不在”则是嵌入式技术应用的广阔天地，现在普通消费者已经可以从市场中买到数码

34、相机、移动电话、打印机等众多的数码产品、航空设备、ATM机、计算机网络设备等电子产品中都用到了嵌入式技术。 通用计算机的发展变为功能电脑，普遍进入社会，嵌入式计算机发展的目标是专用电脑，实现“普遍化计算”，因此可以称嵌入式智能芯片是构成未来世界的“数字基因”。正如我国资深嵌入式系统专家沈绪榜院士的预言，“未来十年将会产生同大小、具有超过一亿次运算能力的嵌入式智能芯片，将为我们提供无限的创造空间“。 总之，“嵌入式微控制器或者说单片机好象是一个黑洞，会把当今很多技术和成果吸引进来”。 推荐第4篇：嵌入式系统课程建设 嵌入式系统课程建设 近年来，我国嵌入式系统产品发展十分迅猛，中国嵌入式系统市场估

35、计每年将直接创造千亿元的效益，所带动的相关工业产值超过万亿元，成为中国信息产业新的市场增长点。与巨大的市场潜力和产业需求相比，我国嵌入式系统工程人才培养相对落后，并进而影响到了该产业的快速发展。在这种背景下，许多高校的计算机、电子、软件等专业针对市场需求，开设了嵌入式系统相关课程。在IEEE计算机协会和ACM共同制定的2023版计算机类课程体系中，嵌入式系统已经被列为核心课程之一。北京航空航天大学计算机学院于2023学年开始开设了“嵌入式系统设计”课程，下面对该课程的建设情况作简单介绍。 1 课程基本情况 该课程是面向计算机学院高年级本科生（或研究生）开设的专业课，是一门以计算机各种专业知识综

36、合应用为主要特色的课程，其指导思想是培养学生从“整体”的角度认识、研究和解决嵌入式计算工程问题的方法和能力，为学生在嵌入式计算工程领域研究和开发奠定相关基础。课程采用理论知识传输与工程能力培养并重的教学方法，教学内容尽量反映该领域内最新的理论和技术成果，使学生了解该学科最新的前沿发展动态和方向，培养出适应社会需求的专业化技术人才。 该课程的教学目标是使学生能够掌握嵌入式系统设计过程中的基本概念和原理，使学生能够掌握和使用最新的嵌入式系统设计方法和典型开发工具。课程在教学内容安排上遵循“面向市场需求、定位人才培养”的原则，强调将计算机系统不同层次专业知识的基础性与实际工程设计思想和架构的前沿性相

37、结合，重视将计算机系统自底向上的各种专业课程内容的有机整合，使得诸如操作系统、体系结构、接口与通信和计算机网络等孤立的课程呈现相互配合的应用场景，让学生进一步认识和掌握上述课程的基本概念和基本规律在实际的综合系统应用中的作用和影响。在课件设计上，采取统一的知识体系结构，涵盖“基础知识+ 基本技能+ 技术讲座+ 项目实践”四大模块，突出注重工程能力培养的特色。通过课程学习和实验，学生应能够熟悉一种典型的微处理器体系结构，掌握一套主流的开发工具和一种嵌入式操作系统，熟练使用一门开发语言，使学生具备嵌入式系统软、硬件开发设计的基本能力。 目前该课程为48学时，其中理论授课24学时，实验24学时。该课

38、程的理论教学内容包括： （1）嵌入式系统概述；（2）嵌入式硬件基础；（3）嵌入式操作系统；（4）嵌入式系统的设计与建模；（5）嵌入式系统设计实例分析；（6）专用接口和硬件加速器；（7）分布嵌入式系统； （8）高可靠性嵌入式系统等扩展内容。课程的实验包括了基础性实验和综合设计实验两部分，基础性实验主要是一些预先设计好的实验，通过让学生的实际操作，能够加深对课程所讲授的基本原理、技术和方法等知识点的理解，同时，能够让学生掌握一些具体的嵌入式系统的开发工具及环境，主要包括嵌入式操作系统的移植和裁减、驱动程序的开发及对开发工具链的使用。综合设计实验则要求学生面向某综合应用（指定或者自主提出）而进行设计

39、、编码和调试并给出完整的解决方案。 课程的考核由三部分组成：理论课作业和小测验20%，基础性实验40%,综合设计实验40%。 经过四年的建设，该课程的已整理编写完成配套的教案、讲义和实验指导书，形成了一整套课程指导和考核体系，建立了以相关学科学术带头人为课程负责人，以博士中青年教师为教学骨干，以博士青年教师和博士生为教辅人员的教学团队。几年来的教学实践表明，该课程的教学实现了教与学的有机结合，理论教学和实践环节高度统一，有力地促进了学生的工程能力提高。在学生的作品中创新成为主题，学生在国内外各种嵌入式方面的竞赛中屡创佳绩，也从另外一个侧面印证了良好的教学效果。 2 精品课程创新点 （1）本硕一

40、体化设置。 课程强调研究生与本科生学习内容的连贯性、层次性，从理论课到实验课都设置了基本、中级和高级三个层次的内容，学生可根据自己的基础选听（或选做）具有不同加权值的内容（或实验）。突出体现了学院本、硕一体化的课程建设思路。 （2）兼顾理论，重在实践。 作为一门实践性很强的课程，本课程在不断更新最新的国内外理论知识的同时，非常重视加强实践环节，主要体现在两个方面： 一、课程理论授课部分，每一章都有设计实例，这些设计实例大部分来自教师实际的科研或工程项目，并且随着科研工作的变化而动态更新，具有很强的实践性。 二、课程设计了大量的实验，实验课时也占到了整个课程的一半时间，实验课本身加强了指导力度，

41、由骨干教师加多名具有较强实践能力的助教组成的指导队伍，负责整个实验期间从理论到具体操作的各个环节的指导工作。 （3）紧密结合企业核心技术，具有较强的实用性和前沿性。 课程内容的设置与动态调整，都是在充分分析当前国际上有影响的嵌入式系统软、硬件平台最新的核心技术、充分考虑嵌入式应用系统开发企业技术需求的基础上进行的，课程内容较大程度地体现了嵌入式领域的热点，是企业界普遍关心的核心技术，具有较强的实用性，有利于培养出业界需要的人才。课程前沿性则表现在： 一、课程的主讲教师是从事嵌入式系统研究与开发一线的科研人员，能够及时地根据技术发展动向调整教学大纲和教学计划，及时地将最新的技术和设计理念引入到课

42、程中。 二、及时地对国际上一些著名大学（目前我们主要选择的是卡耐基梅隆和普林斯顿大学）的相关课程的开设情况进行跟踪分析，对我们的课程安排适时调整。 （4）注重创新素质的培养。 嵌入式系统是面向应用的专用计算机系统，与产品和市场有着紧密的联系，设计的创新性直接决定了产品的创新性，加强未来的嵌入式系统设计师的创新素质的培养，是本课程重点之一。具体体现在： 一、课程只对基本原理和方法介绍，对一些具体技术和环境则通过课外参考资料和网上第二课堂提供给学生，学生根据个人兴趣有选择地对某些问题进行深入学习和研究； 二、注意培养学生批判性思维方式，在实例分析中，鼓励学生对实例所采用的技术和方案进行不同角度的评

43、价，变被动灌输为主动思考； 三、加强综合设计性及开放性实验环节，鼓励和引导学生积极提出原创性的设计内容，创新性是综合性实验的考核标准之一。 （5）形式多样的教学模式 我们采用“责任教授主讲教师+ 实验辅导教师”的教师团队，采用“讲授+分析+案例+演示+大型作业+实验+查阅资料及撰写综述报告+小课题”的教学模式，改善了这类综合性课程“难教”、“难学”的状况。 讲授：对于基本概念和基本原理方面的内容，采用以传统的讲授法为主，力求讲清概念内含和外延、基本原理的思路，实质意义以及适用范围等内容； 分析：嵌入式系统设计的内容较多，对于某些书本上只提其然而不提其所以然而又比较重要会影响系统级设计理解的问题

44、，找准切入点，逐步分析，使学生深入理解相关概念； 案例：对于应用性较强的内容，精心设计典型案例，通过对案例的分析和逐步实现，使学生理解并能够正确应用相关的技术和原理解决问题。 （6）完整的实验体系 全面的实验内容、实验过程全程指导、严格的考核体系是本课程实践环节的亮点。 课程的实验由精心设计的基础性实验和鼓励学生创新的综合设计实验两部分组成。基础性实验主要是一些预先设计好的实验，通过让学生的实际操作，能够加深对课程所讲授的基本原理、技术和方法等知识点的理解，同时，能够让学生掌握一些具体的嵌入式系统的开发工具及环境。基础性实验是一组实验集，包括了必做的和根据个人的兴趣选做的。目前针对Xscale

45、硬件平台基于WINCE操作系统和LINUX操作系统分别设计了四大类共24个实验，针对EIA平台设计了4个基本实验，学生可以任选平台，除了3个必做的实验外，每个人按要求选做12个实验。综合实验是启发式的引导性实验，主要目的在于培养学生对课程所学知识的综合运用能力和创新能力。由学生结合本课程内容以及前导实验，充分发挥主观能动性，独立设计并实现具有一定演示度的嵌入式系统，原则上不限制硬件和软件平台。考虑到学生水平差异，给出了一些备选方向，鼓励和引导学生积极提出原创性的设计内容。 对于基础性实验，要求每个学生独立完成，实验前要求提交实验预习报告，实验过程中给出实现结果，实验后要求提交实验报告。对于综合设计实验，以兴趣小组方式组织，每个小组34人，要求每个小组都要提交项目申请书，经过答辩、确认技术路线可行后，进入实现阶段，实验完成后，提供关于实验的课程设计和实验报告。在整个实验过程中由课程教师和助教一起完成实验指导。 3 建设的具体实施办法 （1）完善课程网站 实现所有