内容发布更新时间 : 2024/6/27 0:23:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
《嵌入式系统》课程教学大纲
课程代码：030741012
课程英文名称：Embedded System
课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0 适用专业：电子信息科学与技术 大纲编写（修订）时间：2017.5
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
嵌入式系统(Embedded system)是指面向特定应用设计的专用计算机系统，它被广泛地应用于国民经济的各个行业。典型的基于嵌入式系统的产品有：家用电器/智能家电、移动电话、路由器、汽车、机器人、工业自动化设备等。
本课程主要以具有较高性能和良好用户界面的中高端嵌入式系统为例进行讲解，使学生了解嵌入式系统硬件及软件平台的基本构成、工作原理及程序设计方法，培养学生的设计能力、实际动手能力、解决实际问题的能力以及创新能力，为以后从事嵌入式产品研发打下基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
1. 理解ARM体系结构，掌握ARM系统开发方法，熟悉ARM处理器集成功能部件的应用。 2. 掌握ARM处理器外围接口的应用。
3. 掌握嵌入式操作系统的移植和基本应用。
4. 掌握ARM系统驱动程序和应用程序的设计和调试方法。
（三）实施说明
1. 通过教师讲授、课堂讨论、课堂课后练习和上机实验使学生掌握嵌入式系统技术的基本理论和方法。
2. 课程具有很强的实践性，讲授时应理论联系实际； 3. 采用多媒体教学。
4. 教师执行本大纲时，应着眼于基本要求的内容，至于各章节的教学顺序，教学环节和教学手段等宜充分发挥各教师的创造性而不受本大纲所限。
（四）对先修课的要求
本课程主要的先修课程有计算机组成原理或微机原理与汇编语言、操作系统、 C语言
（五）对习题课、实践环节的要求
1. 对重点、难点章节应安排习题、实例讲解课程，实例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. 课后作业内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及软硬件设计方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握软硬件设计的方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，学生必须独立、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. 要求学生认真作好实验，并整理完成相应的实验报告。
4. 本课程的课程设计单独设课，单独考核，具体要求参见相应的课程设计教学大纲。
（六）课程考核方式 1. 考核方式：考试
2. 考核目标：在考核嵌入式系统的基本知识、基本原理和基本的软硬件设计方法基础上，重点考核学生的分析能力、系统设计能力和程序设计能力。
3. 成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）
占10%~20%，实验成绩占20%左右，期末考试成绩占60%~70%。 平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出；实验成绩由实验老师参照相关规定按百分制给出，实验无成绩或实验不及格，取消期末考试资格，总成绩直接以不及格计。
（七）参考书目
《ARM9嵌入式系统设计——基于S3C2410与Linux》，徐英慧编，北京航空航天大学出版社，2007．9
《嵌入式Linux应用开发完全手册》， 韦东山编，人民邮电出版社，2008.9 《嵌入式Linux系统与工程实践》，戴璐平编，电子工业出版社，2017.3
二、中文摘要
本课程以ARM处理器为核心的硬件平台，系统的讲述嵌入式系统开发的设计思想和各个主要
环节，诠释了嵌入式系统开发的基本理论和基本方法。内容涉及软硬件两个层面，主要包括ARM处理器的内部结构和工作原理，ARM处理器指令系统和接口设计，嵌入式Linux的环境搭建，U-Boot移植，嵌入式Linux内核移植、根文件系统构建、设备驱动程序和应用程序开发等内容。
三、课程学时分配表
序号 1 2 嵌入式系统概述 ARM体系结构 教学内容 学时 2 5 16 17 讲课 2 5 1 1 1 1 1 12 2 1 2 2 2 2 1 13 2 1 2 2 1 4 1 实验 4 2 2 4 4 上机 2.1 ARM体系结构概述 2.2 编程模型 2.3 ARM基本寻址方式 2.4 ARM指令集 2.5 存储器管理单元 3 基于ARM处理器的硬件设计 3.1 ARM系统硬件设计基础 3.2 ARM处理器简介 3.3 I/O端口 I/0口实验 中断实验 3.4 中断机制 3.5 异步串行接口 3.6 键盘接口 3.7 LCD接口 4 嵌入式Linux软件设计 4.1 嵌入式Linux开发环境构建 4.2 Linux操作系统基础 4.3 U-Boot移植 4.4 Linux内核移植 4.5 构建根文件系统 4.6 设备驱动程序设计 键盘驱动程序实验 4.7 应用程序设计 合计 40 32 8 四、教学内容及基本要求
第1部分 嵌入式系统概述
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:
1）理解嵌入式系统的概念和特点 2）掌握嵌入式系统开发过程 重 点:
嵌入式系统开发过程 第2部分 ARM体系结构
总学时(单位：学时):5 讲课:5 实验:0 上机:0 第2.1部分 ARM体系结构概述（讲课1学时） 具体内容:
1) 了解ARM体系结构及特点；
2) 了解ARM的流水线结构、存储器结构、I/O结构；
3) 了解ARM处理器内核的特点。 第2.2部分 编程模型（讲课1学时） 具体内容:
1）掌握ARM数据类型、处理器模式、寄存器组织； 2）掌握处理器异常和存储器映射I/O。 第2.3部分 ARM基本寻址方式 （讲课1学时） 具体内容:
掌握ARM寻址方式的类型及特点。 第2.4部分 ARM指令集 （讲课1学时） 具体内容:
1）了解ARM指令的分类和特点； 2）了解Thumb指令集特点。
第2.5部分 存储器管理单元（讲课1学时） 具体内容:
了解存储器管理单元特点。 重 点:
ARM数据类型、处理器模式、寄存器组织、寻址方式 难 点:
堆栈寻址方式、块复制寻址 习 题:
寻址方式分析
第3部分 基于ARM处理器的硬件设计
总学时(单位：学时):16 讲课:12 实验:4 上机:0 第3.1部分 ARM系统硬件设计基础（讲课2学时） 具体内容:
1）掌握ARM开发工具使用；
2）了解基于ARM的汇编语言程序设计方法； 3）了解基于ARM的硬件启动程序设计。
第3.2部分 ARM处理器简介（讲课1学时）
具体内容:
1）掌握存储器控制器特点；
2）了解NAND FLASH控制器原理。 3) 了解定时部件原理
4) 了解看门狗定时器、RTC部件和Timer部件原理 第3.3部分 I/O端口（讲课2学时）
具体内容:
1) 了解I/O端口功能和控制寄存器； 2) 掌握I/O编程方法。
第3.4部分 中断机制（讲课2学时） 具体内容:
1) 了解ARM处理器的中断系统和中断控制方式 2) 掌握中断编程方法
第3.5部分 异步串行接口（讲课2学时）
具体内容:
1) 理解异步串行通信概念
2) 掌握ARM处理器的串行接口原理和编程方法 第3.6部分 键盘接口技术（讲课2学时）
具体内容:
掌握键盘的原理和接口设计方法 第3.7部分 LCD接口（讲课1学时）
具体内容:
1) 掌握LCD显示原理； 2) 掌握LCD控制器；
3) 掌握LCD显示的编程方法。 重 点:
I/O端口、中断机制、串行接口、键盘、LCD原理和接口设计 难 点:
中断机制、串行接口、LCD原理和接口设计 习 题:
I/O端口、中断机制、串行接口、LCD原理和接口设计和编程 实 验:
I/0口实验（2学时） 中断实验（2学时）
第4部分 嵌入式Linux软件设计
总学时(单位：学时):17 讲课:13 实验:4 上机:0 第4.1部分 嵌入式Linux开发环境构建（讲课2学时）
具体内容:
掌握嵌入式Linux开发环境构建方法
第4.2部分 Linux操作系统基础（讲课1学时）
具体内容:
1） 理解Linux内核的结构和设备管理； 2）掌握Linux的常用命令；
3）掌握vi编辑器的使用。
第4.3部分 U-Boot移植（讲课2学时）
具体内容:
1）了解Bootloader的结构和启动过程； 2）掌握U-Boot移植方法。
第4.4部分 Linux内核移植（讲课2学时）
具体内容:
1）了解Linux内核源码结构； 2）掌握Linux内核移植方法。
第4.5部分 构建根文件系统（讲课1学时）
具体内容:
1）了解Linux文件系统； 2）了解根文件系统的构建。
第4.6部分 设备驱动程序开发（讲课4学时）
具体内容:
1）掌握驱动程序框架；
2）掌握Linux设备驱动程序开发方法。 第4.7部分 应用程序开发（讲课1学时）
具体内容:
掌握Linux应用程序开发方法 重 点:
U-Boot移植、Linux内核移植、驱动程序开发方法、应用程序开发 难 点:
U-Boot移植、Linux内核移植、驱动程序开发方法、应用程序开发 习 题:
U-Boot移植、Linux内核移植、驱动程序开发方法、应用程序开发 实 验:
键盘驱动程序实验（4学时）