《嵌入式硬件设计》课程教学大纲.doc

《嵌入式硬件设计》课程教学大纲 课程编号：B012** 适用专业：电子信息工程 总 学 时：40学时（其中理论教学40，实验8） 一、课程的性质与目的 1.课程性质：研究和开发嵌入式系统及其产品,逐渐成为当前热点之一本课程是嵌入式的课程通过本课程的学习要求学生能够能根据项目管理和工程技术的实际要求，按照系统总体设计规格硬件，对嵌入式系统硬件设备和程序进行优化和集成测试编写系统开发规格说明书等相应的文档计算机科学基础1．数制及转换二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制及其相互转换2．数据的表示数的机内表示（原码、反码、补码、移码，定点和浮点，精度和溢出）　　　　字符、汉字、声音、图像的编码方式校验方法和校验码（奇偶验码、海明校验码、循环校验码）3．算术和逻辑运算计算机中的二进制数运算方法逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简4．计算机系统结构和重要部件的基本工作原理CPU和存储器的组成、性能、基本工作原理常用I/O设备、通信设备的性能，以及基本工作原理I/O接口的功能、类型和特点虚拟存储存储基本工作原理，多级存储体系嵌入式系统硬件知识1．数字电路和逻辑电路基础组合电路和时序电路总线电路与电平转换电路可编程逻辑器件2．嵌入式微处理器基础嵌入式微处理器体系结构冯.诺伊曼结构与哈佛结CISC与RISC流水线技术信息存储的字节顺序（大端存储法和小端存储法）嵌入式系统处理器的结构和类型常用32位处理器的体系结构特点常用DSP处理器的体系结构特点多核处理器的体系结构特点异常同步异常异步异常可屏蔽中断不可屏蔽中断中断优先级、中断嵌套3．嵌入式系统的存储体系存储器系统存储器系统的层次结构高速缓存内存管理单元ROM的种类与选型Flash Memory的种类与选型RAM的种类与选型常见外存的种类磁盘、光盘、CF、SD4．嵌入式系统I/O接口定时器和计数器基本原理与结构GPIO、PWM接口基本原理与结构A/D、D/A接口基本原理与结构键盘、显示、触摸屏接口基本与结构嵌入式系统音频接口5．嵌入系统通信及网络接口PCI、USB、串口、红外、并口、SPI、IIC、PCMCIA的基本原理与结构以太网、CAN、WLAN、蓝牙、1394的基本原理与结构　　6嵌入式系统电源分类及电源原理　　7电子电路设计电子电路设计基础知识PCB设计基础知识电子电路测试基础知识嵌入式系统硬件设计1．嵌入式系统硬件基本结构嵌入式微处理结构与应用异常及中断处理技术DMA技术多处理系统多处理器系统特点多处理器系统构建技术总线架构内存种类及架构数字电路和逻辑电路　　　　　2．输入/输出接口设计输入/输出接口接口信号电平转换接口驱动电路设计输入/输出接口应用技术外围设备串口通信并口通信模拟接口通信接口设备通信标准和协议数据传输方式3．外围设备接口应用技术外围存储设备存储卡，记忆棒，IC卡，MMC卡，SD卡DVD ，CD-R ，CD-RW），外围输入/输出设备键盘，鼠标，触摸屏液晶板、LED、7段数码管、蜂鸣器电源设计技术4．可靠性与安全性设计技术错误检测与隔离技术冗余设计系统恢复设计诊断技术常用安全标准抗干扰设计电磁兼容设计系统加密嵌入式系统开发技术1．系统开发环境开发工具文本编辑器汇编、编译和连接程序 ICE和ICE监控器配置管理工具逆工程工具平台操作系统分布式开发环境开发环境创建方法及评估开发工作分析开发环境的建立维护、管理使用开发环境的方法开发环境的评测　　2实时系统的分析技术实时系统的分析技术结构化分析方法面向对象分析方法实时系统的设计技术结构化分析方法面向对象分析方法　　3硬件设计环境硬件描述语言硬件开发设计过程硬件描述语言的种类与特点仿真技术逻辑仿真方法逻辑仿真工具大规模集成电路系统的开发方法ASIC开发方法FPGA设计方法IP）　　4协同设计软硬件任务工和切调设计评审　　5嵌入式系统低功耗设计技术：低功耗系统模型结构低功耗的硬件设计技术低功耗的软件设计技术　　6分布式嵌入系统设计分布式系统设计原理分布式系统的通信技术分布式系统设计应用 （五）嵌入式系统应用1．嵌入式系统在控制领域中的应用　2．嵌入式系统在手持设备中的应用　3．嵌入式系统在模式识别中的应用 三、实践教学内容与要求 序号 实验项目 实验要求 实验类别 学时 所在实验室 1 基本的硬件设计??? 基础 2 嵌入式与DSP实验室 2 添加外设 基础 2 嵌入式与DSP实验室 3 添加定制外设 基础 2 嵌入式与DSP实验室 4 编写基本软件程序 基础 2 嵌入式与DSP实验室 四、学时分配 序号 教学内容 讲课 实验 1 计算机科学基础 8 2 2 嵌入式系统硬件知识 8 2 3 嵌入式系统硬件设计 12 2 4 嵌入式系统开发技术 8 2 5 嵌入式系统应用 4