嵌入式系统原理与应用教学大纲与实现大纲.docxVIP

《嵌入式系统原理与应用》教学大纲一、课程基本信息课程代码4054143课程类别基础课○专业课○专业基础课○专业选修课● 公共选修课○中文名称嵌入式系统原理与应用面向对象计算机科学与技术专业开课单位计算机教研室总学时51(理论: 41 实验实习: 10)学 分3先修课程计算机组成原理、微机原理与汇编语言后续课程操作系统二、课程性质、地位和任务嵌入式系统原理与应用是计算机科学技术专业的一门专业课，讲述嵌入式系统的基本理论、原理。本课程是一门既与硬件关系紧密，又与嵌入式操作系统、嵌入式软件关系十分紧密课程。它围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统，讲述嵌入式系统的概念，软、硬件组成，开发过程以及嵌入式应用程序开发设计方法。本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。三、课程基本要求通过对基于ARM嵌入式芯片的系统的基本组织结构与工作原理的学习，使学生对计算机系统的硬件部分有一个全面的了解，对嵌入式软件的开发过程有一个清楚的认识，通过对嵌入式操作系统的工作原理的学习，使学生对嵌入式操作系统有一个清晰的认识，提高学生在嵌入式软件设计设计能力及解决实际问题的动手能力，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。四、课程内容第一章 嵌入式系统导论教学内容：1.1嵌入式系统概述1.2嵌入式系统的实时性与可靠性1.3嵌入式系统的应用领域和发展趋势 教学要求：掌握嵌入式系统的特点、与通用计算机系统的区别、影响嵌入式系统实时性和可靠性的主要因素、了解嵌入式系统的发展趋势教学重点：嵌入式系统的特点、与通用计算机系统的区别、影响嵌入式系统实时性和可靠性的主要因素教学难点：影响嵌入式系统实时性和可靠性的主要因素教学方法：课堂讲授为主，布置部分作业，在讲解时多举一些嵌入式系统的应用实例，使学生对嵌入式系统有更好的认识与理解。第二章 嵌入式硬件系统教学内容：2.1嵌入式微处理器概述2.2嵌入式微处理器内核原理和指令系统教学要求：掌握嵌入式系统的硬件的基本组成、了解嵌入式微处理器的基本组成和运行模式、基本了解ARM芯片的指令系统教学重点：嵌入式系统的基本组成、CISC与RISC指令系统的对比、嵌入式微处理器的特点、嵌入式微处理器的体系结构、嵌入式微处理器的分类、AMBA总线、PCI总线、ARM指令系统教学难点：嵌入式微处理器的体系结构、ARM指令系统教学方法：课堂讲授为主，结合课堂练习为辅，布置部分作业。第三章嵌入式软件系统教学内容：3.1嵌入式软件系统概述、分类、体系结构3.2嵌入式操作系统简介3.3嵌入式软件开发工具教学要求：了解嵌入式软件系统的体系结构、分类和运行流程、掌握嵌入式操作系统的功能和特点、基本掌握嵌入式软件开发工具的特点和软件开发的过程、了解嵌入式软件开发工具的发展趋势。教学重点：软件同传统的工业相比的独特性质、嵌入式软件的特点、嵌入式软件的分类、嵌入式软件体系结构、嵌入式软件运行流程、嵌入式操作系统的分类、嵌入式操作系统的体系结构、嵌入式操作系统的组成、内核的功能、嵌入式操作系统的发展趋势教学难点：嵌入式软件体系结构、嵌入式操作系统的体系结构、嵌入式操作系统的组成、内核的功能教学方法：课堂讲授为主，结合课堂练习为辅，布置部分作业。第四章嵌入式实时内核基础教学内容：4.1嵌入式实时内核的关键设计问题4.2嵌入式实时内核的主要功能4.3嵌入式实时内核的重要性能指标教学要求：掌握嵌入式实时内核的实时性、可移植性、可剪裁可配置性、可靠性的具体含义和影响因素、了解实时内核的任务管理、中断管理、时间管理、共享资源的互斥管理、同步与通信管理、内存管理、IO管理、出错管理、用户扩展管理和电源管理的主要内容、掌握嵌入式实时内核的重要性能指标教学重点：实时性、可移植性、可剪裁可配置性、可靠性、应用编程接口、任务管理、中断管理、时间管理、共享资源的互斥管理、同步与通信管理、内存管理、IO管理、出错管理、用户扩展管理、电源管理、中断时序图、中断延迟时间、内核最大关中断时间、中断响应时间、中断恢复时间、非屏蔽中断、中断处理时间、任务上下文切换时间、任务响应时间、系统调用的执行时间教学难点：实时性、任务管理、中断管理、时间管理、共享资源的互斥管理、同步与通信管理、内存管理、IO管理、出错管理、用户扩展管理、电源管理、中断时序图教学方法：课堂讲授为主，结合课堂提问为辅，布置部分作业。第五章任务管理与调度教学内容：5.1任务管理与调度概述5.2任务的概念、任务管理、任务调度5.3优先级反转、多处理器调度教学要求：掌握任务的定义、任务的三种基本状态转变、掌握在嵌入式系统中各种调度算法的具体思想、掌握优先级反转解决机制，时序图和多处理器调度算法。教学重点：任务管理与调度概述、任务的概念、特性、内容、参数、任务管理、任务控制块、任务切