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1、嵌入式系统简介课程教学大纲一、课程概况二、课程简介课程中文名称嵌入式系统简介课程英文名称Introduction of Embedded System课程编号19151312课程类别口公共必修课 口公选课 口院级限选课 口学科基础课 口专业基础课 口专业限选课专业任选课总学时24讲授学时24实验学时0总学分1. 5开课单位理学院开课系(室)物理与光电科学系授课对象电子科学与技术专业本科生先修课程模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、单片机应用技术本门课程为电子科学与技术专业的专业任选课,通过本课程的学习,使学生获取有关嵌 入式系统及系统开发等各方面的基础知识。了解嵌入式系统的发展趋势,初
2、步掌握嵌入式系 统的硬件设计和软件开发的方法。三、课程性质本课程是电子科学与技术专业的专业任选课,在实践教学体系中起着重要的作用,是培 养本专业学生实践动手能力和创新应用能力的一门重要课程。四、课程教学总体目标为适应广东海洋大学培养“三能”人才的宗旨,本课程的结构、内容、方法等面向实践、 面向应用、面向就业。通过本课程的教学,使学生初步掌握嵌入式系统的开发技术,了解嵌 入式操作系统的内核,系统移植方法,简单驱动程序的编制,熟悉嵌入式应用系统的开发过 程、初步掌握嵌入式系统的硬件设计和软件开发的方法。培养既具备一定理论知识又有较强 应用能力、创新能力的嵌入式应用开发人才。五、理论教学内容及要求第
3、一章嵌入式系统概述【教学目标】(1) 了解嵌入式系统的发展过程及应用领域。(2)理解嵌入式系统的特点。(3)掌握嵌入式系统的定义、组成、【学时分配】2学时。【授课方式】理论讲授L5学时,讨论0.5学时。【授课内容】第1章嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的发展史.1.1.1 嵌入式系统发展的4个阶段嵌入式系统的发展趋势1.2嵌入式系统的定义、组成与特点1.2.1 嵌入式系统的定义1.2.2 嵌入式系统的组成1.2.3 嵌入式系统的特征【教学重点和难点】(1)重点:嵌入式系统的特点。(2)难点:嵌入式系统的定义、组成【授课方法与手段】(1)教学方法:采用讲授式教学方法,兼有课堂讨论及课堂提问。(2
4、)教学手段:采用多媒体、视频相结合的方式使学生对抽象的内容有一定感性认识,运 用网络教学,指导学生了解与本门课程教学相关的主要网站。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读3篇论文,以下文献仅供参考,教师在教学中可进行调 整。(1)史小明.嵌入式系统关键技术分析与开发应用JL 电子技术与软件工程,2015.(06).(2陈丽芳.基于单片机的嵌入式系统开发JL电子测试,2015, ( 06).(3)黎明.嵌入式智能家居系统的总体设计与实现J.信息系统工程,2015, ( 06).2、作业与思考题布置1道作业题,以下仅供参考,教师在教学中可进行调整。(1)简述嵌入式系统的应用领域。第二章
5、 嵌入式系统硬件基础【教学目标】(1) 了解:嵌入式处理器的特征、分类、发展趋势。(2)理解:嵌入式处理器的选型方法和存储器。(3)掌握:嵌入式处理器的的结构和指令集。【学时分配】2学时。【授课方式】讲授2学时。【授课内容】第2章嵌入式系统硬件基础1.1 嵌入式处理器1.1. 1嵌入式处理器的基本特征1.2. 2嵌入式处理器的分类2.1. 3典型嵌入式处理器2.2. 4嵌入式处理器的发展趋势2.3. 5嵌入式处理器的选型方法2. 2 ARM处理器2. 2. 1ARM处理器系列2. 2. 2Cortex A8 处理器2.2.3 ARM公司的NEoN技术2. 2. 4ARM+协处理器架构2.2.5
6、 ARM处理器的结构2. 2. 6ARM的指令集2. 2. 7ARM汇编程序设计基础2.3 存储器2. 3. 1SDRAM3. 3. 2DDR4. 3. 3DDR25. 3. 4DDR36. 3. 5Nor Flash7. 3. 6Nand Flash8. 3. 7 Nor Flash 与 Nand Flash 的区别【教学重点和难点】(1)重点:嵌入式系统的存储结构。(2)难点:ARM处理器的结构和指令集。【授课方法与手段】(1)教学方法:采用讲授式教学方法,兼有课堂讨论及课堂提问。(2)教学手段:PPT课件教学。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读1篇论文,以下文献仅供参考,
7、教师在教学中可进行调整。(1)沈非一嵌入式实时系统中动态内存管理算法的设计与实现J.计算机与现代化, 2015 (07)2、作业与思考题布置1道作业题,以下仅供参考,教师在教学中可进行调整。(1) ARM处理器系列有哪些第三章 嵌入式Linux系统开发环境【教学目标】(1) 了解:Shell命令和脚本编程。(2)理解:交叉编译工具链及交叉调试器。(3)掌握:主机开发环境的搭建。【学时分配】8学时。【授课方式】讲授7学时,讨论1学时。【授课内容】第3章 嵌入式Linux系统开发环境9. 1 bash常用Shell命令3. 1. 1 常用Shell命令4. 1.2 git版本控制3.2 Shell
8、脚本编程3.2.1 执行Shell脚本的方式3.2.2 Shell特殊字符3.2.3 Shell 变量3.2.4 使用整数3.2.5 2. 5分支语句3.2.6 2. 6test测试语句3.2.7 2.7循环控制语句3. 3 GNLy 编译器 GCC3. 3.1预处理阶段3. 3. 2编译阶段3. 3. 3汇编阶段3. 3. 4链接阶段3.3.5 GCC的编译选项4GNU 调试器:GDB3.5GNIJ Makefile3. 5. 1 GNIJ Make4. 5.2Makefile 语法规则5. 5. 3Makerile文件中变量的应用6 交叉编译工具链及交叉调试器3.6. 1 交叉编译的基础知
9、识3.6.2 交叉编译器的生成步骤3. 6. 3 远端调试3. 7主机开发环境的搭建【教学重点和难点】(1)重点:编译器和调试器的使用(2)难点:主机开发环境的搭建【授课方法与手段】(1)教学方法:采用PPT课件和软件实际操作结合的教学方法,。(2)教学手段:教学和实际操作结合。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读2篇论文,以下文献仅供参考,教师在教学中可进行调整。(1)徐斌.当前嵌入式LINUX分析与应用J.电子制作,2015 (03).(2)张波. Linux中大规模嵌入式研发关键技术分析J.电子制作,2015 (04)2、作业与思考题布置1道作业题,以下仅供参考,教师在教学
10、中可进行调整。(1)叙述主机开发环境的搭建过程。第四章 嵌入式Linux系统的Bootloader【教学目标】(1) 了解:Bootloader的基本概念、种类和启动过程。(2)理解:uBoot的命令解析器。(3)掌握:uBoot的环境变量与常用命令。【学时分配】4学时。【授课方式】讲授3. 5学时,实际操作0.5学时。【授课内容】第4章 嵌入式Linux系统的Bootloader4. 1Bootloader的基本概念2Bootloader 的种类4. 3uBoot的2种操作模式4uBoot的启动过程4. 4. 1 Bootloade的存储位置4. 4. 2u一Boot向Linux内核传递参数
11、5uBoot的命令解析器4. 5.1旧的、简单的命令行分析器4. 5.2hlish Shell4. 5. 3命令解析器的具体实现6怎样给uBoot添加命令4. 7uBoot的环境变量与常用命令4. 7. 1uBoot的环境变量4. 7. 2uBoot的常用命令8 uBoot引导Linux内核参数设置【教学重点和难点】(1)重点:UBoot的启动过程。(2)难点:uBoot的环境变量与常用命令。【授课方法与手段】(1)教学方法:采用PPT课件、实际操作结合的教学方法。(2)教学手段:教学和实际操作结合。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读2篇论文,以下文献仅供参考,教师在教学中可进
12、行调整。(1)王亚刚.嵌入式Bootloader机制的分析与移植J.计算机工程,2010(03).(2)路青起等.嵌入式Linux系统移植J.国外电子测量技术.2014, (12)2、作业与思考题布置1道作业题,以下仅供参考,教师在教学中可进行调整。(1)叙述UBoot的启动过程。第五章Linux内核.【教学目标】(1) 了解:Linux内核的功能、特点。(2)理解:Linux内核配置过程。(3)掌握:Linux内核模块的构建与调试。【学时分配】4学时。【授课方式】讲授3. 5学时,讨论0.5学时。【授课内容】第5章 Linux内核.5. 1 Linux内核简介5. 1. 1Linux内核的功
13、能5. 1. 2Linux内核的特点2Linux内核配置过程5. 2. 1Linux内核配置的菜单生成工具5. 2. 2Kconfig 语法3Linux内核编译4. 4Linux内核模块4.1.1 外部内核模块的构建4.1.2 Linux内核模块的调试【教学重点和难点】(1)重点:Linux内核配置过程。(2)难点:Linux内核模块的构建与调试。【授课方法与手段】(1)教学方法:采用PPT课件讲授、实际操作结合的教学方法。(2)教学手段:教学和实际操作结合。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读2篇论文,以下文献仅供参考,教师在教学中可进行调整。(1)张明华.Linux内核在AR
14、M9处理器上的移植J.电子制作,2015-08(2)杨蒙.基于Linux操作系统的裁剪平台研究J.通讯世界,2015(6).2、作业与思考题布置1道作业题,以下仅供参考,教师在教学中可进行调整。(1)应用Linux内核配置的菜单生成工具对Linux内核进行配置。第六章 常用Linux文件系统【教学目标】(1) 了解:Linux文件系统。(2)理解:Linux文件系统。(3)掌握:根文件系统、ext2文件系统、ext3文件系统。【学时分配】2学时。【授课方式】讲授L5学时,讨论0.5学时。【授课内容】第6章 常用Linux文件系统5. 1 Linux文件系统概述5.1.1 根文件系统5.1.2
15、日志文件系统5.1.3 1. 3 Ramdisk6. 2ext2文件系统6. 3ext3文件系统6. 4Reiserfs文件系统6. 5JFFS2文件系统6. 6YAFFS文件系统6.7 CRAMFS文件系统8UBIFS文件系统【教学重点和难点】(1)重点:Linux文件系统。(2)难点:根文件系统、ext2文件系统、ext3文件系统。【授课方法与手段】(1)教学方法:采用PPT课件讲授、实际操作结合的教学方法。(2)教学手段:教学和实际操作结合。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读2篇论文,以下文献仅供参考,教师在教学中可进行调整。(1)汤荣秀.嵌入式文件系统在工程机械监控器上
16、的移植JL单片机与嵌入式系统应用, 2013 (07)(2)张哲等.一种高可靠嵌入式文件系统的应用策略研究J.航空计算技术,2014 (05) 2、作业与思考题布置1道作业题,以下仅供参考,教师在教学中可进行调整。(1)列举3种常见嵌入式linux文件系统的格式。第7章Linux应用开发示例【教学目标】(1) 了解:GUI开发。(2)理解:应用程序开发过程。(3)掌握:Hello world和文件10应用程序的编译、下载与调试。【学时分配】4学时。【授课方式】讲授3. 5学时,讨论0. 5学时。【授课内容】第7章Linux应用开发示例6. 1 Hello world文件106.2 GUI开发【
17、教学重点和难点】(1)重点:应用程序的开发。(2)难点:应用程序的开发。【授课方法与手段】(1)教学方法:采用PPT课件讲授、实际操作结合的教学方法。(2)教学手段:教学和实际操作结合。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读2篇论文,以下文献仅供参考,教师在教学中可进行调整。(1)高利业等.便携式拉曼光谱仪嵌入式应用程序的设计JL计算机工程与设计, 2013(12)(2)吕鹏.基于ARM的嵌入式Linux应用程序开发J.计算机光盘软件与应用,2015 (02) 2、作业与思考题布置1道作业题,以下仅供参考,教师在教学中可进行调整。(1)在开发板上实现Hello world和文件10
18、应用程序。六、课程考核要求.课程考核依据依据课程教学总体目标,根据学生对嵌入式应用系统的基本知识、基本技能的掌握及对 嵌入式应用系统的总体设计,硬软件的设计能力、创新应用能力、实验操作、调试能力等进 行综合考核。1 .课程考核性质考查。2 .具体考核方式撰写课程论文。4、成绩评定根据嵌入式应用系统的设计方案合理性、可实施性、创新性、观点、论文的叙述与表达、 平时上课考勤、作业和课堂讨论表现综合评分,分别评定成绩为优秀、良好、中、及格和不 及格五个等级。七、教材与参考资料1、参考教材教材1温淑鸿.嵌入式Linux系统原理-基于ARM Cortex-A8处理器M.北京航空航天大 学出版社,2014.第一版.参考资料1赵宏.嵌入式系统应用教程M.人民邮电出版社,2012.第一版.2刘洪涛.嵌入式系统技术与设计国.人民邮电出版社,2012.第一版.3姜帆.嵌入式技术实用教程M.机械工业出版社,2010.第一版.4严雨.嵌入式技术基础阳.人民邮电出版社,2012.第一版.