清華大學(xué)嵌入式課程建設(shè)

1、清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系 “嵌入式技術(shù)與系統(tǒng)” 課程建設(shè)情況,陶 品 博士taopin@tsinghua.edu.cn2003年9月4日,課程建設(shè)基礎(chǔ),清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系原有課程設(shè)置C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)數(shù)字邏輯電路計(jì)算機(jī)組成原理微計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)……,,計(jì)算機(jī)組成原理,操作系統(tǒng),VLSI設(shè)計(jì)導(dǎo)論,數(shù)字邏輯電路,C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),匯

2、編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),電子技術(shù)基礎(chǔ),微型計(jì)算機(jī)技術(shù),,,,,,,,,,現(xiàn)有教學(xué)方案存在的問(wèn)題,學(xué)生的硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件集成能力不足，因此素質(zhì)不夠全面。缺少對(duì)本科專業(yè)知識(shí)的一次集成與實(shí)際運(yùn)用。沒(méi)能及時(shí)跟蹤嵌入式技術(shù)的迅猛發(fā)展，未能適應(yīng)正在變化的人才市場(chǎng)需求。,美國(guó)知名大學(xué)課程建設(shè)情況,University of Colorado ——Embedded System DesignBerkel

3、ey 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 ——Microcompu

4、ter Project UIUC CS ——Embedded Systems Architecture、Real-Time Systems Washington University ——Software for Embedded Systems、Embedded System Design、Special Topics in Embedded SystemsMore…… Germany, India, Australi

5、a,計(jì)算機(jī)組成原理,操作系統(tǒng),VLSI設(shè)計(jì)導(dǎo)論,數(shù)字邏輯電路,C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),嵌入式系統(tǒng),電子技術(shù)基礎(chǔ),微型計(jì)算機(jī)技術(shù),,,,,,,,,,,,教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),軟件技術(shù)實(shí)驗(yàn)室數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)室微計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)室……→（嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室）,嵌入式系統(tǒng)課程建設(shè),系領(lǐng)導(dǎo)重視、主動(dòng)掛帥開(kāi)設(shè)課程、建立實(shí)驗(yàn)室納入新修訂的培養(yǎng)計(jì)劃面向信息學(xué)院全體學(xué)生面向社會(huì)開(kāi)

6、展培訓(xùn)規(guī)模大(可容納200人)門類齊全(EIA、ARM...)教學(xué)與科研相結(jié)合,課程概況,課程名稱“嵌入式技術(shù)與系統(tǒng)”計(jì)算機(jī)系本科生限選課第四學(xué)年 第一學(xué)期每屆約 170 名學(xué)生3 學(xué)分32 教學(xué)學(xué)時(shí),教學(xué)目標(biāo),讓學(xué)生了解一個(gè)完整嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程與工作機(jī)理通過(guò)實(shí)際動(dòng)手操作來(lái)學(xué)習(xí)硬件的體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)軟件的原理可以針對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分和同學(xué)感興趣的地方進(jìn)行深入的研發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,教學(xué)大綱,嵌入式系統(tǒng)概述硬件環(huán)

7、境 微處理器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、I/O外設(shè)、電源系統(tǒng)、無(wú)線技術(shù)軟件環(huán)境 啟動(dòng)過(guò)程、嵌入式操作系統(tǒng)、匯編和C語(yǔ)言、驅(qū)動(dòng)、GUI庫(kù)開(kāi)發(fā)工具與調(diào)試技術(shù) 仿真器、開(kāi)發(fā)工具、調(diào)試技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化嵌入式應(yīng)用 工業(yè)控制、路由器、 PDA、機(jī)頂盒,教學(xué)大綱——概述,介紹嵌入式系統(tǒng)的基本概念和框架嵌入式系統(tǒng)的定義 與 國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用需求 與 設(shè)計(jì)目標(biāo)嵌入式系統(tǒng)中的技術(shù)難點(diǎn),教學(xué)大綱——硬件環(huán)境,以 EIA

8、 為例給出一個(gè)典型嵌入式硬件環(huán)境討論各種流行嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)（ EIA / ARM / PPC / MIPS / …… ）嵌入式系統(tǒng)中的存儲(chǔ)技術(shù)（ROM、E(E)PROM、FLASH、SRAM、DRAM） 典型外圍設(shè)備、總線介紹有線 / 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)電源系統(tǒng)與功耗管理,教學(xué)大綱——軟件平臺(tái),系統(tǒng)的啟動(dòng)與初始化嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)方法嵌入式系統(tǒng)中的圖形庫(kù)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

9、互聯(lián),教學(xué)大綱——開(kāi)發(fā)工具,仿真器、JTAG以及模擬器開(kāi)發(fā)工具介紹與示例嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法嵌入式系統(tǒng)中的代碼優(yōu)化,教學(xué)大綱——嵌入式應(yīng)用,工業(yè)控制器 路由器（網(wǎng)關(guān)） 無(wú)線多媒體終端機(jī)頂盒,EIA 教學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備——了解EIA的整體框架—— 學(xué)習(xí)EIA的硬件啟動(dòng)過(guò)程—— 熟悉EIA開(kāi)發(fā)工具的使用EIA 教學(xué)實(shí)驗(yàn)—— 基于ACSFL庫(kù)實(shí)現(xiàn)硬件自檢—— 用EIA控制外圍器件(USB)—— 基于EIA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)(WebS

10、erver/Video),教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),嵌入式實(shí)驗(yàn)室,嵌入式課程建設(shè)進(jìn)展,非正式的實(shí)驗(yàn)與教學(xué)工作已有計(jì)劃的展開(kāi)“嵌入式系統(tǒng)”已列入教學(xué)計(jì)劃，2004年將正式授課《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用》將于年底出版嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室已落實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備已得到 Intel EIA 和其他公司的大力贊助,嵌入式課程發(fā)展規(guī)劃,將嵌入式課程建設(shè)為清華大學(xué)的精品課程。增加實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)同學(xué)的動(dòng)手能力。課內(nèi)課外相結(jié)合，開(kāi)展 嵌入式設(shè)計(jì)競(jìng)賽。豐富課程內(nèi)容