Transcript 清华大学嵌入式课程建设
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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
陶 品 博士
[email protected]
2003年9月4日
Slide 2
Slide 3
课程建设基础
清华大学计算机系原有课程设置
o
o
o
o
o
o
o
o
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
……
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C语言程序设计
汇编语言程序设计
数据结构
计算机组成原理
数字逻辑电路
电子技术基础
操作系统
VLSI设计导论
微型计算机技术
计算机系统结构
Slide 5
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。
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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
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C语言程序设计
汇编语言程序设计
数据结构
计算机组成原理
数字逻辑电路
电子技术基础
操作系统
VLSI设计导论
微型计算机技术
计算机系统结构
嵌入式系统
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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）
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Slide 12
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
Slide 13
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
Slide 14
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
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教学大纲
1.
2.
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
3.
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
4.
开发工具与调试技术
仿真器、开发工具、调试技术、系统优化
5.
嵌入式应用
工业控制、路由器、 PDA、机顶盒
Slide 16
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
Slide 17
教学大纲——硬件环境
2.
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
3.
嵌入式系统中的存储技术
1.
（ EIA / ARM / PPC / MIPS / …… ）
（ROM、E(E)PROM、FLASH、SRAM、DRAM）
4.
5.
6.
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
Slide 18
教学大纲——软件平台
1.
2.
3.
4.
5.
6.
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
Slide 19
教学大纲——开发工具
1.
2.
3.
4.
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
Slide 20
教学大纲——嵌入式应用
1.
2.
3.
4.
工业控制器
路由器（网关）
无线多媒体终端
机顶盒
Slide 21
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)
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嵌入式实验室
Slide 25
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
Slide 26
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，开展
嵌入式设计竞赛。
丰富课程内容，开设研
究生讨论课。
开展嵌入式水平认证，
为社会输送合格人才。
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嵌入式研发
家庭网关/多媒体处理
飞行器/机器人控制
高端路由器/网络处理
普适计算设备
嵌入式软件仿真
……
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谢 谢 ！
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
[email protected]
2003年9月4日
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课程建设基础
清华大学计算机系原有课程设置
o
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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
……
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C语言程序设计
汇编语言程序设计
数据结构
计算机组成原理
数字逻辑电路
电子技术基础
操作系统
VLSI设计导论
微型计算机技术
计算机系统结构
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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。
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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
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C语言程序设计
汇编语言程序设计
数据结构
计算机组成原理
数字逻辑电路
电子技术基础
操作系统
VLSI设计导论
微型计算机技术
计算机系统结构
嵌入式系统
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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）
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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
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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
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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
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教学大纲
1.
2.
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
3.
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
4.
开发工具与调试技术
仿真器、开发工具、调试技术、系统优化
5.
嵌入式应用
工业控制、路由器、 PDA、机顶盒
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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
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教学大纲——硬件环境
2.
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
3.
嵌入式系统中的存储技术
1.
（ EIA / ARM / PPC / MIPS / …… ）
（ROM、E(E)PROM、FLASH、SRAM、DRAM）
4.
5.
6.
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
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教学大纲——软件平台
1.
2.
3.
4.
5.
6.
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
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教学大纲——开发工具
1.
2.
3.
4.
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
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教学大纲——嵌入式应用
1.
2.
3.
4.
工业控制器
路由器（网关）
无线多媒体终端
机顶盒
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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)
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嵌入式实验室
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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
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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，开展
嵌入式设计竞赛。
丰富课程内容，开设研
究生讨论课。
开展嵌入式水平认证，
为社会输送合格人才。
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嵌入式研发
家庭网关/多媒体处理
飞行器/机器人控制
高端路由器/网络处理
普适计算设备
嵌入式软件仿真
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谢 谢 ！