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时间:2018-11-11
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1、《嵌入式系统及应用》教学大纲课程编号:06083017适用专业:计算机科学与技术学时数:40+16学分:2.5开课学期:第7学期先修课程:计算机操作系统、数据结构、计算机组成原理、高级语言程序设计执笔者:罗蕾、桂盛霖编写日期:2013一、课程性质和目标授课对象:本科课程类别:专业核心课教学目标:本课程是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程,属必修学科专业课。它的前续课程是计算机组成原理、数据结构、计算机操作系统、高级语言程序设计等,为学生进一步学习和实践嵌入式系统相关知识打下基础。课程目标:本课程将理论与实践结合起来,以嵌入式硬件的核心嵌入式微处理器
2、及嵌入式软件的核心嵌入式实时操作系统为重点,以应用为目的,从硬件、软件、系统开发过程、环境、工具及方法等方面,对嵌入式系统进行系统性的讲解,能够让学生系统性地掌握嵌入式系统的原理,具备基本的嵌入式系统软件开发能力。配合实验课程的实践活动,加深学生对理论知识的理解和掌握,并具备实际开发的能力和经验。二、课程内容安排和要求(一)教学内容、要求及教学方法本课程共56学时,其中:课堂讲授40学时,上机16学时。第1章嵌入式系统导论 (4学时,多媒体课件结合板书面授)1.主要内容:嵌入式系统基本概念及特点,嵌入式系统分类,嵌入式系统发展历程,嵌入式系统的应用领域
3、及嵌入式系统的发展趋势2.应达到的要求:了解:嵌入式系统的发展历程、应用领域,以及发展趋势。理解:嵌入式系统的分类、嵌入式系统组成掌握:嵌入式系统的相关基本概念及特点、嵌入式系统的软件分类;第2章嵌入式硬件系统 (14学时,多媒体课件结合板书面授)1.主要内容:嵌入式硬件的组成、特点、与通用处理器的异同;嵌入式微处理器的分类,主流的嵌入式微处理器(ARM/MIPS/PPC/SH等),嵌入式微处理器的发展;总线:片内总线,片外并行总线,片外串行总线;存储系统:组成、主存、外存、典型电子盘;ARM处理器介绍:体系结构、编程模式、指令集、异常处理、ARMV4
4、T架构的指令体系(数据处理指令、加载存储指令、分支指令、状态寄存器访问指令、协处理器指令、异常处理指令)、Thumb指令集、ARM汇编语言程序设计(ARM程序的框架结构、C语言程序对汇编程序的调用、ARM与C语言混合程序设计)2.应达到的要求:本章是全课重点之一,要求通过本章学习,建立起嵌入式硬件系统的概念。了解:嵌入式硬件的组成、特点、与通用处理器的异同;嵌入式微处理器的分类,主流的嵌入式微处理器,嵌入式微处理器的发展,ARMV5,V6及Thumb指令集与V4T版本指令集的差异;理解:片外串行总线,存储系统组成及电子盘,ARM指令集;掌握:ARM处理
5、器体系结构、编程模式、异常处理机制;掌握片内总线AMBA、并行总线PCI、NandFlash与NorFlash的特点;让学生掌握用ARM汇编语言进行程序设计,C语言程序设计,以及用ARM汇编和C语言进行混合程序设计。第3章嵌入式软件系统 (2学时,多媒体课件结合板书面授)1.主要内容:嵌入式软件系统的特点、分类及体系结构,嵌入式软件系统的运行流程,嵌入式操作系统的定义、分类、体系结构,嵌入式操作系统与通用操作系统的差别2.应达到的要求:了解:嵌入式软件的分类、发展演变;理解:嵌入式软件系统的体系结构、特点、与通用软件的区别、嵌入式操作系统的体系结构;掌
6、握:嵌入式软件系统的运行流程、嵌入式操作系统与通用操作系统的差别;第4章时间管理 (2学时,多媒体课件结合板书面授)1.主要内容:嵌入式内核时间管理的硬件基础,时钟种类、嵌入式内核时间管理的原理及相关功能调用。2.应达到的要求:了解:嵌入式内核时间管理的硬件基础掌握:嵌入式内核时间管理的原理及相关功能的使用方法。第5章任务管理与调度 (6学时,多媒体课件结合板书面授)1.主要内容:任务的基本概念、任务的组成部分、特点,任务的状态及其迁移;任务的优先级,嵌入式实时内核的典型调度策略及算法、优先级位图;优先级反转及其解决策略:优先级继承/优先级天花板;实时
7、内核任务管理的主要功能、提供的系统调用。2.应达到的要求:本章是全课重点之一,要求通过本章学习,掌握嵌入式内核的任务管理。了解:实时调度分类,其他调度算法的主要内容理解:嵌入式实时内核的典型调度策略及算法掌握:任务的基本概念、任务的组成部分、特点、任务的状态及其迁移、任务的优先级,任务管理主要功能;优先级位图及其编程实现方法;优先级反转的基本原理、优先级继承与优先级天花板策略的区别、优缺点;任务管理功能的使用;。第6章中断管理 (2学时,多媒体课件结合板书面授)1.主要内容:中断的分类,嵌入式实时内核的中断管理机制,典型中断处理过程及注意事项、中断相关
8、时间指标,中断与时间管理联系及相关功能调用。2.应达到的要求:本章是全课重点之一,要求通过本章
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