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1、嵌入式系统教学大纲（课程代码：）一 、课程说明（一）课程名称：中文：嵌入式系统英文：Embedded Systems（二）适用专业：通信工程（三）课程类别：专业限选课程（四）课程性质与任务：嵌入式系统作为通信工程专业的专业限选课程，重点介绍嵌入式Linux应用开发的基本概念和核心理论。为学生讲授嵌入式Linux开发基础知识，嵌入式Linux C编程知识和嵌入式Linux应用开发知识等内容。比较全面地介绍了嵌入式系统的概论与其组成部分，并详细阐述了嵌入式系统的开发流程和开发方法。通过本课程的理论学习和实践学习之后，可以使学生全面掌握嵌入式系统原理的知识，掌握嵌入式系统软件与通用软件的差异，具备硬
2、件和软件两个方面的设计与实现能力。（五）教学目的与要求：通过本课程的学习，使学生达到以下基本要求：1.熟悉嵌入式系统的概念及其组成，了解嵌入式系统软、硬件结构和开发方法。2.能够熟练运用Linux操作系统并在Linux系统下进行C语言程序设计；能够开发和调试简单的驱动程序和应用程序。3.能够看懂并设计简单的接口电路，了解嵌入式系统各个组成部分的工作原理、逻辑实现、设计方法及其相互集成组成完成系统的技术。（六）先修课程：电子电路、C语言程序设计、微机原理与接口技术、linux程序设计。（七）学时、学分数：48学时3学分，其中理论学时32，实验学时16。（八）教学方式及设施要求：课堂教授与实验相结
3、合；教学设施硬件要求计算机和嵌入式实验箱，软件要求RedHat 9.0。（九）考核方式与要求：本课程为考查课，采用考试与平时作业及实践表现相结合的评价方式，每学期根据学生情况酌情考核，其中考试成绩最少占50%，作业等其他成绩最多占50%。二、课程内容、基本要求与学时分配（一）课时分配表章节次数章 节 名 称学时数总学时理论实验其他1嵌入式系统基础22002嵌入式程序设计基础64203嵌入式Linux开发环境的搭建42204嵌入式Linux文件I/O编程106405嵌入式Linux多任务编程86206嵌入式Linux网络编程106407嵌入式Linux设备驱动编程64208Qt图形编程2200合
4、计4832160（二）各章节基本内容及要求第一章嵌入式系统基础教学目的：介绍嵌入式系统的定义、特点和基本结构，并介绍嵌入式系统的典型应用领域以及其发展的概括和趋势。基本要求：对嵌入式系统有整体认识，并了解嵌入式系统的应用和发展趋势。大体了解各种嵌入式系统的设计原则、开发流程和调试方法。重点与难点：嵌入式系统的特点教学时数：2学时教学内容：1.1嵌入式系统概述1.2ARM处理器硬件开发平台1.3嵌入式软件开发流程考核要求：嵌入式系统定义，嵌入式与通用PC系统的区别。思考题（作业）：嵌入式系统基本概念、嵌入式微处理器、嵌入式操作系统、嵌入式技术发展现状及趋势。第2章嵌入式程序设计基础教学目的：介绍
5、Vim、Gcc、Gdb、Makefile等工具软件的使用，可以利用其进行基本的嵌入式软件设计。掌握在Linux下用C语言进行程序设计的基本方法，有关嵌入式LINUX C程序可移植性问题，能够编写简单的Linux C程序。基本要求：对典型的嵌入式软件开发有一个比较直观的认识，并熟悉嵌入式系统软件开发的相关工具。熟悉C语言中的内存分配管理问题。重点与难点：Vim、Gcc、Gdb、Makefile工具软件的使用。教学时数：6学时教学内容：2.1编辑器Vim编辑器Gcc调试器Gdb 2.2 make工程管理器2.3 autotools2.4 C语言中的内存分配，程序可移植性考虑2.5 C和汇编的接口考
6、核要求： 变量的内存管理分配，vim等工具软件的基本用法。思考题（作业）：编写简单C程序并在linux系统中用相应工具调试并运行。第3章嵌入式Linux开发环境的搭建教学目的：了解交叉开发的概念，掌握实验设备硬件连接与软件设置。基本要求：了解Bootloader的作用，了解内核的编译方法，根文件系统的构建方法，掌握主机交叉开发环境配置方法。了解交叉开发的基本概念；熟悉嵌入式实验箱的结构；PC机与实验箱的连接；相关软件的配置与使用。重点与难点：交叉开发、minicom使用。教学时数：4学时教学内容：3.1构建嵌入式Linux开发环境3.2 Bootloader3.3 Linux内核与移植3.4嵌
7、入式文件系统构建考核要求： 掌握交叉开发环境的具体实现步骤。思考题（作业）：如何在宿主机上搭建交叉开发环境。第4章嵌入式Linux C文件I/O编程教学目的：了解嵌入式I/O编程的实现方法，了解串行口的基本原理，掌握Linux下串口程序设计基本方法。基本要求：掌握系统调用及用户编程接口的概念和作用，熟悉Linux文件I/O系统的相关概念。熟悉基本的文件操作函数，熟悉嵌入式Linux串口操作方法。了解串口基本结构和通信原理；能够编写简单的串口通信程序。重点与难点：串口编程结构、串口相关系统调用。教学时数：10学时教学内容：4.1 Linux系统调用及用户编程接口4.2 Linux文件I/O系统概
8、述4.3底层文件I/O操作4.4嵌入式Linux串口应用编程考核要求：linux文件I/O的基本概念，串口通信的实现。思考题（作业）：编写简单的串口通信程序。第5章嵌入式Linux 多任务编程教学目的：熟悉Linux下多任务操作编程方法。基本要求：掌握进程，任务，线程等概念及其特点，掌握进程间的通信机制，了解管道通信的控制方法。重点与难点：Linux下进程间的常用通信机制。教学时数：8学时教学内容：5.1 Linux下多任务概述5.2进程控制编程5.3进程间通信5.4多线程编程考核要求：进程、任务和线程的概念，管道通信机制。思考题（作业）：编写一个简单的进程间通信程序。第6章嵌入式Linux
9、网络编程教学目的：熟悉并掌握网络编程基础知识，熟悉boa服务器在嵌入式设备上的移植过程。基本要求：掌握TCP/IP四层模型的特点，掌握Linux下常用的网络通信方法Soket。了解boa服务器；掌握boa服务器的移植；能够编写简单的测试程序。重点与难点：boa服务器移植，SOCKET通信机制。教学时数：10学时教学内容：6.1 TCP/IP概述6.2网络编程基本知识6.3网络高级编程6.4 Web服务器，boa服务器在ARM系统上的移植考核要求：TCP与UDP的区别，网络通信机制。思考题（作业）：编写一个基于SOKET的网络通信程序。第7章嵌入式Linux 设备驱动编程教学目的：熟悉嵌入式Li
10、nux常用字符设备驱动的开发。基本要求：掌握设备驱动的基本概念，驱动程序的作用，常用的字符设备驱动编程方法。重点与难点：驱动设备分类，字符驱动设备编程开发方法。教学时数：6学时教学内容：7.1设备驱动编程基础7.2字符设备驱动编程7.3 GPIO驱动程序实例7.4按键驱动程序实例第8章Qt图形编程教学目的：了解QT/EMBEDDED进行GUI设计的基本方法。基本要求：了解GUI的一般架构，嵌入式GUI的底层支撑和高级函数库，了解Qt/Embedded开发环境的创建和使用。重点与难点：Qt/Embedded，MiniGUI。教学时数：2学时教学内容：8.1嵌入式GUI简介8.2 Qt/Embed
11、ded开发入门考核要求：GUI的一般架构。思考题（作业）：编写一个简单的GUI程序。三、参考教材及资料：1.嵌入式LINUX应用开发教程人民邮电出版社 作者：赵苍明 穆煜，2009年2.嵌入式Linux应用开发完全手册，韦东山编著，人民邮电出版社，2008年3.UP-NETARM2410-S嵌入式系统实验指导书，博创科技编著 4.嵌入式系统导论，探矽工作室，中国铁道出版社，2005年5.嵌入式软件开发技术，陈翌，国防工业出版社，2003年6.ARM嵌入式系统基础教程，周立功，北京航空航天大学出版社，2005年执笔人：吴殿红教研室主任：马震系主任：谭业武计算机科学技术系（部）计算机硬件技术教研室
12、2012年3月18日制订教学大纲参考书目资料一览序号名 称类别作者出版社或刊物名称出版或刊发时间页码1嵌入式LINUX应用开发教程教材赵苍明 穆煜人民邮电出版社2009年3292嵌入式Linux应用开发完全手册教材韦东山人民邮电出版社2008年5793嵌入式系统导论教材探矽工作室中国铁道出版社20054644嵌入式软件开发技术教材陈翌国防工业出版社20032665ARM嵌入式系统基础教程教材周立功北京航空航天大学出版社20054526嵌入式系统技术基础教材张茹 孙松林 于晓刚北京邮电大学出版社20062417An Embedded Software Primer教材David E. SimonAddison-Wesley1999296