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清华大学计算机系嵌入式技术与系统课程建设情况
清华大学计算机系 “嵌入式技术与系统” 课程建设情况 陶 品 博士 taopin@tsinghua.edu.cn 2003年9月4日 课程建设基础 清华大学计算机系原有课程设置 C语言、汇编语言程序设计 数据结构 操作系统 数字逻辑电路 计算机组成原理 微计算机技术 计算机系统结构 …… 现有教学方案存在的问题 学生的硬件设计、系统软件集成能力不足,因此素质不够全面。 缺少对本科专业知识的一次集成与实际运用。 没能及时跟踪嵌入式技术的迅猛发展,未能适应正在变化的人才市场需求。 美国知名大学课程建设情况 University?of?Colorado ——Embedded System Design Berkeley EECS department ——Embedded System Design: Models, Validation, and Synthesis CMU ECE ——Introduction to Embedded Systems、Real-Time Computer Control Systems Design、Distributed Embedded Systems MIT CS ——Microcomputer Project UIUC CS ——Embedded Systems Architecture、Real-Time Systems Washington University ——Software for Embedded Systems、Embedded System Design、Special Topics in Embedded Systems More…… Germany, India, Australia 教学基础设施建设 软件技术实验室 数字逻辑实验室 计算机组成原理实验室 微计算机技术实验室 接口技术实验室 ……→(嵌入式系统实验室) 嵌入式系统课程建设 系领导重视、主动挂帅 开设课程、建立实验室 纳入新修订的培养计划 面向信息学院全体学生 面向社会开展培训 规模大(可容纳200人) 门类齐全(EIA、ARM...) 教学与科研相结合 课程概况 课程名称“嵌入式技术与系统” 计算机系本科生限选课 第四学年 第一学期 每届约 170 名学生 3 学分 32 教学学时 教学目标 让学生了解一个完整嵌入式系统的设计流程与工作机理 通过实际动手操作来学习硬件的体系结构和系统软件的原理 可以针对系统的关键部分和同学感兴趣的地方进行深入的研发 培养学生的综合能力 教学大纲 嵌入式系统概述 硬件环境 微处理器、存储系统、I/O外设、电源系统、无线技术 软件环境 启动过程、嵌入式操作系统、汇编和C语言、驱动、GUI库 开发工具与调试技术 仿真器、开发工具、调试技术、系统优化 嵌入式应用 工业控制、路由器、 PDA、机顶盒 教学大纲——概述 介绍嵌入式系统的基本概念和框架 嵌入式系统的定义 与 国内外发展趋势 嵌入式系统的应用需求 与 设计目标 嵌入式系统中的技术难点 教学大纲——硬件环境 以 EIA 为例给出一个典型嵌入式硬件环境 讨论各种流行嵌入式微处理器的体系结构( EIA / ARM / PPC / MIPS / …… ) 嵌入式系统中的存储技术(ROM、E(E)PROM、FLASH、SRAM、DRAM) 典型外围设备、总线介绍 有线 / 无线网络互联 电源系统与功耗管理 教学大纲——软件平台 系统的启动与初始化 嵌入式操作系统 嵌入式系统设计中的汇编语言与C语言 驱动程序设计方法 嵌入式系统中的图形库 嵌入式系统网络互联 教学大纲——开发工具 仿真器、JTAG以及模拟器 开发工具介绍与示例 嵌入式系统调试方法 嵌入式系统中的代码优化 教学大纲——嵌入式应用 工业控制器 路由器(网关) 无线多媒体终端 机顶盒 教学实验设计 EIA 教学实验准备——了解EIA的整体框架—— 学习EIA的硬件启动过程—— 熟悉EIA开发工具的使用 EIA 教学实验—— 基于ACSFL库实现硬件自检—— 用EIA控制外围器件(USB)—— 基于EIA的系统设计(WebServer/Video) 嵌入式实验室 嵌入式课程建设进展 非正式的实验与教学工作已有计划的展开 “嵌入式系统”已列入教学计划,2004年将正式授课 《嵌入式系统原理与应用》将于年底出版 嵌入式系统教学实验室已落实 实验设备已得到 Intel EIA 和其他公司的大力赞助 嵌入式课程发展规划 将嵌入式课程建设为清华大学的精品课程。 增加实验,加强同学的动手能力。 课内课外相结合,开
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