嵌入式課程設計精選(九篇)
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第1篇：嵌入式課程設計范文
關鍵詞：嵌入式系統；課程群；網絡教學平臺
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）11-0099-02
Abstract： According to the courses of embedded system have the characteristics of strong correlation of core curriculum， more knowledge， higher practice requirements and less class hours， the embedded system course group network assisted teaching platform was Designed. It helps students to straighten out the curriculum knowledge system and integrate curriculum teaching resources. And it can achieve the extension of classroom teaching from the learning of basic knowledge to the training of the basic skills. The platform gives full play to the interactive function of the network to achieve the interaction between teachers and students， and makes up for the lack of classroom teaching.
Key words： Embedded System； Course group； Network teaching platform
在現代教育技術發展的大背景下，計算機網絡輔助教學已經成為傳統教學的有力補充。然而，早期計算機網絡輔助教學只針對某一門課程，而近幾年網絡教學平臺開始關注課程群的建設[1-2]。
近年來，隨著物聯網技術的推廣以及各類消費電子產品的快速發展，社會急需具有嵌入式系統開發能力的專業技術人才。為此，很多高校開設了嵌入式系統課程群，并從不同角度積極開展課程群建設[3-7]，以提高嵌入式系統課程群的教學效果，但嵌入式系統課程群網絡輔助教學平臺尚不多見。
江蘇科技大學電子信息學院順應社會發展需求，在電子信息工程專業中設立嵌入式系統方向，開設多門嵌入式系統核心課程形成課程群，培養學生的嵌入式系統應用開發能力，但我校嵌入式系統核心課程基本為32學時，學生在有限的學時內難以充分掌握相關知識和技能。為提高我校嵌入式系統方向的培養成效，幫助學生認識課程群知識體系，更好地掌握嵌入式系統基礎知識和基本技能，本文設計了一個適合我校嵌入式系統課程群的網絡輔助教學平臺，在提供嵌入式系統課程群相關教學資料的基礎上，充分發揮網絡的互聯互通優勢，隨時實現師生之間、學生之間的互動交流，與課堂教學相輔相成。
1 輔助教學平臺總體結構設計
本文所設計的嵌入式系統課程群網絡教學平臺結構如圖1所示，分為前臺和后臺管理兩大部分，其中前臺面向學生，具體體現為網站欄目，分為五大欄目：嵌入式概述、理論教學、實踐教學、自我測試和互動平臺，每個欄目再細分若干子欄目。后臺管理實現對后臺數據庫的管理，包括用戶庫的管理、資料庫的管理、互動平臺涉及的動態數據庫管理等。本文主要考慮前臺功能的設計。
為充分發揮本教學平臺資源共享、及時互動的功能，采用Php技術和Mysql數據庫技術相結合進行系統設計。
2 網絡輔助教學平臺功能設計
（1）嵌入式概述
通過概述，讓學生了解什么是嵌入式系統，并且對相關核心課程的內容及相互之間的關系有所了解。
① 認識嵌入式：利用身邊的實例，如手機、空調、網絡機頂盒等，讓學生對嵌入式系統有個初步的認識。
② 課程群簡介：由于嵌入式系統課程群涉及的課程比較多，其中包含若干電子信息工程專業的基礎課程，為此，本欄目主要向學生介紹我校嵌入式系統課程群核心課程的主要內容及相互關系，具體包括《單片機原理及應用》、《嵌入式系統基礎》、《DSP原理及應用》、《FPGA系統設計》、《嵌入式軟件開發基礎》、《嵌入式操作系統》、《嵌入式系統應用》等課程，幫助學生從整體上了解嵌入式系統課程群。
（2）理論教學
提供我校嵌入式系統課程群核心課程的理論教學相關要求和教學資料，分為三個子欄目。
① 教學大綱：提供各門核心課程的教學大綱，讓學生通過教學大綱的閱讀深入了解不同課程的教學目標、教學內容和要求，為學生的自主學習提供引導。
② 教學課件：提供各門課程課件的在線學習和下載，便于學生預習和復習，讓學生課堂上有更多的時間聽教師的講解，避免因忙于抄課件而跟不上教師的節奏。由于擔任同一門課教學的教師可能不止一位，而每位教師都有自己的特色，因此，本欄目盡可能多的提供不同任課教師的課件。
此外，為了便于教師不斷完善課件，在每一門課程的課件下方提供留言交流，學生可以對課件的內容和演示形式進行評價，并且提供建議。
③ 教學視頻：提供嵌入式系統課程群各門核心課程教學視頻的在線學習和下載，包括本校教師的教學視頻和外校教師的教學視頻，學生可以自主選擇需要鞏固學習的內容，通過教學視頻進一步延伸課堂講授教學。
（3）實踐教學
嵌入式系統課程具有較強的實踐性，強調培養學生的動手能力，因此如何引導學生掌握基本操作技能對于后續的深入學習以及實際的項目開發具有極其重要的作用。但從目前的情況看，由于實踐課時少，難以保證每個學生都得到充分的訓練。本欄目主要從三個子欄目入手為學生的實踐操作提供預習、復習和訓練的機會。
① 實踐大綱：提供各門核心課程課內實驗的實驗大綱或者課程設計大綱，讓學生通過大綱了解不同課程實踐操作所要掌握的基本技能。
② 實踐指導：提供各門核心課程課內實驗的指導書或者課程設計指導書，為學生的實踐操作提供必要的理論和技術指導，幫助學生掌握必要的操作步驟和方法。學生可以根據自己的具體情況，對實踐指導提出建議。
③ 實踐視頻：提供各門核心課程課內實驗的演示教學視頻或者課程設計演示教學視頻，幫助學生進一步學習實踐操作的步驟和方法。
（4）自我測試
① 理論題庫：提供各門核心課程相關基礎知識和基礎理論的試題以及參考答案，供學生自我測試。
② 實踐練習：在完成基本實踐操作的基礎上，為鞏固學生的動手能力，各門課程分別提供更加深入的實踐操作練習，并提供必要的指導，如實踐的步驟、實施流程等。同時，針對一些動手能力較強的學生，則以項目的形式給出具有綜合性質的具體實踐要求，由學生獨立完成，幫助學生整合各門課程的基本技能。
（5）互動平臺
主要實現師生之間、學生之間相互的學習交流，包括三個子欄目，均采用實名制。
① 資料交流：教學平臺中提供的資料主要來自于教師，但教師提供的資料畢竟是有限的，學生在學習過程中可能會獲得其他學校的教學資料、與嵌入式系統相關的培訓資料等，學生都可以提交到系統中，供教師和學生使用。為規范管理，所有提交的資料都要經過網站管理員的審核才能成功。
② 在線答疑：采用即時通訊的方式實現在線答疑，由老師提前在線答疑時間公告，學生在指定時間內登錄即可與老師進行即時交流。
③ 交流討論：以BBS的形式對課程學習及項目開發中存在的問題進行討論，每門核心課程作為一個板塊，以及實踐板塊和項目開發板塊，其中課程板塊主要對相應課程的學習中存在的問題進行交流討論；實踐板塊對實踐過程遇到的疑問進行交流討論；而項目開發板塊則主要提供給學有余力的同學以及參加實際項目開發的同學。在討論中，可以由一位用戶（學生或者老師）發起話題，其他用戶（老師或者學生）都可以給出自己的看法，充分體現百家爭鳴的學習氛圍。
3 結束語
本文初步建立了江蘇科技大學嵌入式系統課程群網絡輔助教學平臺，并在學校內部試用，取得了一定的效果，尤其解決了師生之間的互動問題，但遠遠沒有達到預期目標。如何進一步優化網絡輔助教學平臺結構和管理模式、整合嵌入式系統課程群教學資源，以充分發揮網絡輔助教學平臺的作用還有待于深入研究。
參考文獻：
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第2篇：嵌入式課程設計范文
關鍵詞： ARM嵌入式系統； 教學輔助系統； 教學實踐； 自主學習能力
中圖分類號：TP368；G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）03-40-04
Abstract： This paper introduces a teaching assistant system for ARM embedded system course based on ARM LPC2148 MCU. The system hardware design includes the minimum system， the serial communication and program download interface circuits， the matrix-keyboard and the independent keys used as the interrupt input， and the character LCD and dot-matrix LCD interface. The software design includes the standard project template of ARM embedded system， complete Proteus circuit schematic and the application package for the related hardware modules. Proved by the teaching practice， the teaching assistant system plays a good supporting role in the classroom teaching of embedded system courses， and in the experiment and practice training of embedded system courses， and in the students' extracurricular scientific researching. It also effectively helps students learning to master the technology of embedded system， and helps to the students' autonomous learning ability and engineering quality training.
Key words： ARM embedded system； teaching assistant system； teaching practice； autonomous learning ability
0 引言
S著嵌入式軟件技術的發展，高校對嵌入式系統應用型人才的培養日益重視[1-5]。國內很多高校在電子類、儀器類、計算機類等專業都開設了嵌入式系統課程。其課程特點：①軟硬件技術相結合，專業性、綜合性強；②嵌入式系統是將計算機技術、半導體技術、電子技術與各個行業的具體應用相結合，實用性強。③門檻高，要求學生具有相應的專業基礎素質及自主學習能力。其教學大綱要求通過課程學習，學生能夠掌握基本的嵌入式系統設計、開發和調試方法。但是在實際教學中往往發現“學生理論學習理解困難，實驗過程與理論知識融合困難以及課程綜合設計能力差”等問題，而且目前的實驗裝置普遍追求功能強大，實驗內容廣，配置高檔等指標，使得裝置的軟硬件復雜，忽視了學生的實際情況，學生很難在課時內實現對裝置的理解掌握以及達到課程的教學目的要求。
根據我校的實際情況，考慮學生學習的個體差異，本著簡單易懂，實用方便原則，緊密結合課堂教學內容，細分教學例程，研發設計了ARM嵌入式系統課程教學輔助系統，學生和教師每人一套。該系統作為嵌入式系統課程基礎階段的輔助教學裝置，既可以在理論課堂上幫助教師很好地展現授課內容，又可以在實驗和課程設計等實踐教學環節中作為便攜的實用開發工具，幫助學生切實地掌握ARM嵌入式系統的開發技術，提高學生的工程實踐動手能力。
1 教學輔助系統設計
1.1 硬件設計
如圖1所示，該教學輔助系統以經典的ARM7 LPC2148/38 MCU為學習對象，分為核心板和擴展板兩部分，配有串口通信/ISP下載控制接口，USB接口等常用接口，擴展有矩陣鍵盤，可以用作中斷輸入的獨立按鍵，字符/點陣LCD顯示接口等輸入/輸出人機界面接口。系統基本功能齊全，所有引腳及電源均有引出，體積小，攜帶方便，便于學生自主擴展應用。
1.1.1 ARM處理器
系統MCU采用ARM7系的一款經典產品ARM LPC2148/38 MCU作為系統的核心CPU。其引腳少，功能模塊較為齊全，配有512KB的高速Flash存儲器和32KB的RAM，具有豐富的外設資源。它還含有向量中斷控制器，可配置中斷優先級和向量地址，片內Boot裝載程序可以實現ISP/IAP編程，具有空閑和掉電兩種低功耗模式，并且可通過外部中斷喚醒[6]。ARM LPC2138/48 MCU工作原理簡單且具有強大的處理和控制功能，同時在proteus仿真軟件和keill編程軟件中均支持該MCU，因此特別適合用于ARM嵌入式系統課程基礎階段的教學與學習。
1.1.2 串口通信接口及ISP電路
串口通信使用的是LPC2148/38 MCU的串口0。LPC2148/38 MCU的串口0是其主要組成部分之一，不僅可以用于學習與PC機的串行通訊，配以相應的ISP電路后，PC機借助編程軟件還可以將應用程序直接下載到MCU中，從而降低了教輔系統的使用要求，方便了實踐教學的需要。
1.1.3 USB接口及電源
為了使用方便，教輔系統直接利用PC機USB接口為其供電，無需額外配接電源。同時LPC2148 MCU自備有USB2.0從控制器，配以相應的接口電路后，可以方便地進行關于USB的相關教學，有效地提高了系統功能資源的利用率。
1.1.4 輸入/輸出及引腳擴展
為了提高教輔系統的通用性、實用性和擴展性，同時兼顧教學案例的需要，在系統擴展板中設計了顯示接口、鍵盤輸入端口、A/D采集及調節電位器、LED及蜂鳴器輸出以及相應的電源輸入輸出端口。在系統擴展板中將MCU的P1端口用于字符LCD（LM1602）與點陣LCD（QC12864）共用輸出，配合矩陣鍵盤輸入端口，以及AD采集及兩個電位器分別設計有相應的教學案例，有效地降低了學生的使用難度，提高了學生對嵌入式系統技術的直觀理解。在擴展板上還通過插針引出了對應的全部引腳和電源，極大地方便了學生對其他應用硬件電路的設計，這也對教輔系統實現進一步的應用開發使用提供了便捷。
1.2 軟件設計
軟件設計工作主要體現在開發環境搭建、驅動開發，應用開發及SDK程序的移植等方面。
1.2.1 開發環境搭建
該教輔系統的軟件開發環境搭建主要是Proteus仿真軟件，Keill開發軟件，Flash Magic編程下載軟件安裝，以及項目工程的建立與配置，程序文件的新建與添加，工程的編譯與鏈接，電路原理圖的繪制，程序下載與仿真運行，程序糾錯等。這是學習嵌入式系統不可繞開的基礎環節，學生在實際學習過程中容易出錯，導致學習的自信心受挫。根據這一特點，除了在課程學習資料中細分教學例程講解、對關鍵步驟進行詳細注解外，還在教學過程中要求學生跟著教師逐步操作學習，而且寫出書面總結作業，確保學生在嵌入式系統學習中能順利邁出這第一步。
1.2.2 例程開發
例程開發是幫助學生更好地進入嵌入式系統技術學習的有效方式，既是理論課堂授課的范例教學，也是實踐教學的應用例程。因此，例程設計至關重要，它不僅是對課程教學內容的驗證，也能使學生加深和鞏固對嵌入式系統技術的認識，是合理組織教學內容、設計教學例案、幫助引導學生自主學習提高實踐創新能力的主要方式。例程開發設計按照單元模塊知識架構以及系統開發應用的連續性，遵循“從基礎開始，由簡而難，從小模塊到大系統，應用與原理并存”的原則，設計了教學基礎例程與教學綜合例程。基于ARM嵌入式教輔系統設計的教學基礎應用例程有10個，涉及了對系統的基本認識、驗證以及基本使用等工程應用實踐的各個方面，如表1所示。
教學綜合例程主要是將ARM LPC2148硬件資源、教學案例及其他應用所涉及內容的驅動程序，應用程序集合在一起，供學生閱讀和參考，方便學生在練習中模仿和借鑒，幫助學生逐步過渡到獨立自主應用開發階段。同時，通過綜合教輔案例，為學生建立嵌入式系統開發的規范與好的應用習慣打下基礎。基于ARM嵌入式教輔系統設計了近30余道綜合訓練題目，學生可在綜合實驗和課程設計環節自主選擇訓練，進度快的學生也可在此基礎上進一步發揮，提高嵌入式產品開發和設計能力。
2 教學應用
ARM嵌入式系統相較于其他單片機應用技術等專業基礎課程教學而言，ARM芯片資源豐富，實際應用廣泛，具有綜合性、實踐性強的特點，學生不容易理解和掌握。因此在教學中要以應用為主，強調體系結構及實用的設計開發技術等工程實踐概念，基于教輔系統配以相應的例程項目及實踐，結合項目驅動式教學模式[7-8]，在課堂教學、實驗教學以及課程設計實踐環節中進行項目分解講授，直觀、實用，引導學生自主學習，由淺入深，由易到難，由基礎到綜合，切實讓學生從硬件到軟件，再從軟件到硬件實現對嵌入式系統技術的完整認識。
2.1 課堂教學應用
在課堂教學中，以應用為主，借助教輔系統，幫助學生了解嵌入式系統的特點，理解嵌入式系統的基本構成（微處理器、存儲器、外設驅動和I/O接口、電源管理、硬件調試等）；認識嵌入式操作系統，知道操作系統內核，能夠對內核進行移植、修改和裁減；掌握某一種嵌入式操作系統，能夠構建嵌入式軟件的開發環境，編寫一些基本的嵌入式設備的驅動程序等。同時，在傳統教學模式的基礎上，重新調整學時分配，部分引入翻轉課堂教學模式，以例程教學和項目開發驅動教學內容的更新，課堂教學更多的輔以實際范例演示講解和回答學生在課外實踐環節中出現的問題，提高學生對嵌入式系統技術的認識和掌握程度。在Proteus仿真軟件和教輔系統的支持下，加大實際編程訓練內容，針對講授內容獨立設計立足于基本概念原理的例程，根據學生個體差異提出不同的任務要求，至少要求學生能跟著教師操作演示，在訓練過程中再學習和升華講授的知識。
2.2 課程實驗應用
嵌入式系統是一個綜合性、實踐性強的軟硬件設計開發平臺，實驗教學是重要環節，實驗教學是嵌入式系統課堂教W的重要延伸。在實驗教學中以教輔系統為載體設計實驗內容，配合課堂教學，能更好地幫助學生建立對嵌入式系統的完整認識。實驗教學除了設計有基礎的ARM嵌入式教學內容，如應用開發入門實驗、基礎接口和顯示實驗，還有提高的ARM嵌入式教學內容，如音頻、麥克風、SD卡、觸摸屏等擴展接口實驗，UART驅動與應用、LCD驅動及應用、USB接口、PWM驅動及應用等等，基本滿足目前嵌入式系統初級階段的教學需求。經過實際教學應用證明：借助該教輔系統進行實驗教學，學生能有效地認識掌握嵌入式系統實驗裝置的開發環境及軟硬件設計方法，理解對應的教學內容與教學目標，提高了學習主動性和實踐動手能力。
2.3 課程設計應用
在課程設計教學環節，以教輔系統為支撐設計了近30組綜合訓練內容，如電子日歷制作、音樂播放器、直流電機調速、正弦波示波器、條碼掃描顯示等，供學生自主選擇。由于該系統不僅提供了LPC2148/38的所有硬件資源，還提供了有關輸入/輸出的SDK，大大節省了ARM基礎軟硬件平臺搭建的時間，使學生將主要精力和時間放在應用開發上，課程設計的效果和質量明顯得以提高，而且學生還可在此教輔系統基礎上自行研發應用項目，參與各級課外科研競賽活動，效果良好。學生借助于該教輔系統進行綜合應用學習，可掌握和鞏固嵌入式系統應用技術的基本原理，掌握了32位ARM單片機和嵌入式操作系統應用的基本技術，能夠完成一些簡單的項目研發，他們走出校園能盡快適應相應的工作崗位。
3 結束語
該教輔系統已經在我校測控專業兩屆學生的教學中投入使用。該教輔系統將課堂教學、課程實驗、課程設計教學環節無縫連接在一起，并可直接應用于其他課外實踐的開發應用中，使得嵌入式系統課程的教學體系具有更好的系統性、實用性和連續性，基本解決了嵌入式系統課程難教、難學、難懂的系列問題。同時該教輔系統也使得嵌入式系統課程的課堂教學更加具體形象化，互動性更好，實驗教學內容更加豐富，學生設計制作參與性更強，明顯改善了學生以往對理論知識學習的茫然和不明確性，以及對實驗裝置的畏難情緒，提高了對理論學習和實驗的興趣，培養和鍛煉了自主學習能力和工程實踐能力。
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第3篇：嵌入式課程設計范文
【關鍵詞】計算機專業；嵌入式系統設計與應用；教學實踐改革
在IEEE 計算機協會2004 年6 月的Comput ing Curricula Computer Engineering Repor t， Ironman Dr af t 報告中把嵌入式系統課程列為計算機工程學科的領域之一， 把軟硬件協同設計列為高層次的選修課程。美國科羅拉多州立大學“嵌入式系統認證”課程目錄包括實時嵌入式系統導論、嵌入式系統設計和嵌入式系統工程訓練課程。美國華盛頓大學嵌入式系統課程名稱是嵌入式系統設計導論， 它基本包括了前面三門課程的內容。2006 年6 月，我國教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會在“高等學校計算機科學與技術本科專業規范（ 試行） ”中也將嵌入式系統列為計算機工程專業方向的核心課程。
嵌入式系統產品需要設計者具有較強的綜合理論知識和動手能力，是一門綜合性強、知識覆蓋面大的課程，既涉及數字電子技術、模擬電子技術、微機原理與應用等硬件知識，又涉及操作系統、應用程序等軟件知識，其過程極其復雜、繁瑣，對于計算機專業本科生而言，開始學的時候往往是一頭霧水，不知所云，無從下手。因此，迫切需要在高校建立一個新的、基于先進嵌入式工程培養的、基于ARM技術和多任務操作系統的嵌入式系統教學課程體系， 從根本上解決嵌入式技術發展對人才的需求[1]。
由于高等教育提出朝著“寬口徑、厚基礎、重能力”的方向發展，培養適應能力強、發展潛力大的復合型人才是高等教育追求的目標。為了提高學生對外部變化的適應和反應能力，拓寬學生的基礎知識，夯實學生的理論基礎，提高學生的動手能力、自主設計和創新能力，以增強學生在未來社會發展中的后勁，各個高校都在加大課程重組和整合的力度，修改教學計劃，構建多元化學習評價體系，優化課程建設方案，以達到提高學生綜合素質，提升教學質量強化優勢學科和打造學科品牌的目的。
實踐教學是實現“做中學”模式下人才培養目標的一個重要環節，實踐教學的實施要遵循以下幾個原則：
（1）從簡單、實用入手，激發學生興趣與愛好。注重培養學生的學習愿望和需求，生動地向學生介紹本課程的性質與設置目的。加深學生對學習本課程必要性的認識，激發學生的學習需要和學習興趣，培養學生的好奇心和求知欲，引導學生喜歡學習這門功課。大大增加教學信息量，提高學習效率。改變傳統的“填鴨式”教學，實施啟發式教學。比如采用對比教學法：有些教學內容可以采用對比教學法，增強學生對知識的感受強度。
（2）入門程序要直觀、易懂、容易操作；使學生很快掌握軟件的編輯、編譯、鏈接、調試、移植等過程；掌握軟件工程項目的概念。
（3）安排實用性強的實驗項目，比如LCD顯示、觸摸屏、鍵盤等內容，并讓內容與手機關聯起來，使學生明白手機是如何工作的，從而激發他們學習的動力。同時實施實例化教學方法，就是以實際產品（或者半成品）為主要研究對象，強調從實際出發，采用自上而下或者自下而上的方式對方案進行設計測試，并在過程中對傳統模式下的理論知識進行與時俱進的淬煉，努力使學生學習了一個例子，就掌握一方面實例的設計方法，學會嵌入式系統的設計理念和技術。以實例化教學模式進行教學活動，涉及信息量大、知識點價值高、貼近實際應用，具有較好的應用價值和前景。在學期課程結束進行評價測試時，實例化教學模式下的學生成績和其他評測結果也好于傳統模式下的結果。
（4）編寫基于“做中學”理念的實驗教學大綱、實驗指導書，增加創新性實驗項目，構建科學合理的實踐教學體系。創新性實驗項目的設計，要緊密結合科研、產品與社會應用實踐，引入現代科學技術和教學改革新成果，積極開發綜合性、設計型、研究型等有利于學生創新能力培養的實驗項目，減少驗證性、演示性實驗的比重，要圍繞讓學生自己以市場的需要為導向，從問題的提出，到問題的分析、解決和實施等幾個過程來展開。同時要緊跟時代的熱點需求，以智能家電、iPad、PDA、GPS 導航等社會熱點產品為CDIO的工程項目，使得學生進一步了解了嵌入式系統的系統組成、開發過程及應用領域。
（5）網絡教學模式的積極引入。制作課程的相關網站，通過編寫教學課件、制作題庫，為學生提供網絡學習環境。網站已包括教學資源、網上教學、習題解答、疑難解答、最新留言、子程序庫、教學體會、教學交流、學生心得等幾個板塊。通過和學生在課下互動，加深學生對課上知識點的印象和理解，有效地提高了學生的主觀學習能動性。并且通過網站建設也與其他高校及相關行業人士進行專業交流。
（6）積極引導學生參加各種大賽及創新性試驗計劃。組織參加課外科技活動小組的學生參加國內外各種相關的科技性設計大賽，根據學生完成實際項目的情況和大賽獲獎情況，判斷教學改革的成效，對根據結果對教學方案進行調整。
（7）重新建立科學的考評體系。建立以理論考核與實驗考核相結合的模式，以實驗考核為主；在實驗考核中又以綜合設計性實驗的成績為主，通過觀察學生所完成的實驗內容、質量、正確性等，著重考核學生的實驗技能和科學作風，考核學生的設計方法和創新能力以及是否滿足實驗指標要求，期終考試則著重考核學生對原理的掌握。
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第4篇：嵌入式課程設計范文
關鍵詞：嵌入式系統設計；培養；人才；模式
中圖分類號：G64 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913（2007）02-0075-03
培養應用型人才是我校的辦學目標，本人結合與“嵌入式系統設計”有關的教學作了一些探索與嘗試，收到了較好的效果。在此，就我的認識簡述如下。
1教學指導思想
在人們的習慣意識中，總是將專業教學與學生科技活動看成是兩個歸屬不同的部門，毫不相關的工作。但在高等教育全面改革的今天，教學實踐環節搞得怎樣？如何拓展教學實踐的新途徑，已經成為衡量一個學校教學水平的主要因素之一。筆者開展與“嵌入式系統設計”有關的教學活動的指導思想就是將學生科技活動與專業教學有機地結合起來，提出將學生科技活動融入教學實踐環節的新思路，探索了一條培養應用型人才的新模式。通過一系列學生科技活動的開展，對學生的創新意識、實踐能力的提高和綜合素質的培養非常有利，它對學生的影響是積極、長遠的。
2開設與“嵌入式系統設計”有關課程的必要性
嵌入式計算機和控制技術的發展可追溯到20世紀60年代初，航天工業從那時起已開始使用實時控制計算機進行航天飛行器的測控和導航。隨著半導體和微處理器技術的發展，到了20世紀80年代，大量4位、8位和16位微處理器開始應用于各種設備中，如飛行器、艦船、汽車、電話、電視機、微波爐、照相機甚至玩具，嵌入式實時操作系統開始應用。進入后PC時代，4位、8位和16位微處理器逐步讓位于32位嵌入式芯片，嵌入式計算機的應用更加廣泛。它將廣泛應用于消費電子、有線和移動通信、汽車、醫療、工業控制、航空航天及國防等領域的民用和軍用電子設備。形式多樣的嵌入式計算機正努力把Internet連接到人們生活的各個角落，其消費量將以億計，逐步形成一個充滿商機的巨大產業。
隨著嵌入式應用復雜度的提高，嵌入式軟件的規模也發生了指數型增長。軟件的實現從某種意義上說決定了產品的功能，已成為新產品成功與否的關鍵因素，是未來市場競爭力的重要體現。由于嵌入式軟件呈現出一種高度細分的市場格局，國外產品進入也很難壟斷整個市場，這為我國的軟件產業提供了一個難得的發展機遇。
目前市場急需專業化的嵌入式軟件人才，為適應這種需求，國內高校大多已開設和嵌入式系統設計有關的各種課程。在這種背景下我們從2004年秋季開始陸續為通信系本科三年級的學生開設了“微機應用系統”，為信研一年級的學生開設了“嵌入式系統設計”的課程。
3 選擇合適的教學試驗平臺
嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積和功耗嚴格要求的專用計算機系統。為了使學生能夠在較短的時間內對嵌入式系統的設計方法有個清晰的認識，應選擇一種合適的教學試驗平臺。我們選購的是美國Altera公司的嵌入式系統教學與科研試驗平臺。
Altera公司在可編程系統級芯片(SOPC)領域中處于前沿和領先的地位，其2003年度的年收入高達8.272億美元，其產品向全世界近14,000家客戶提供超值的可編程解決方案。 Altera大學計劃為全球范圍內的大專院校提供先進的開發軟件、可編程邏輯器件、開發工具以及完整的設計套件,有效地補充了現有的數字邏輯設計教學。它所提供的軟件和硬件平臺適合于各種設計課程的使用，包括入門級的邏輯設計和高級的計算構架。NiosⅡ處理器能從外設和存儲器接口庫中進行選擇，將處理器、外設、存儲器和I/O接口集成在單片FPGA中，定制自己設計的系統，并且對各種設備的實現提供了強大的支持平臺；SOPC Builder系統開發工具可以自動生成組件以及聯接組件的總線，所有軟件開發任務編輯、構建、程序調試都能夠在(IDE)下完成，從而簡化了開發過程，降低了系統成本、復雜性以及功耗，并且通過移植到Altera的結構化ASIC中，實現低成本、大批量產品。
該公司開發的有關嵌入式系統教學與科研平臺操作簡單，硬件和軟件資源比較好，適合教學要求。
4 培養應用型人才
嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業的具體應用相結合的產物。這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統。結合嵌入式系統的特點，在教學過程中，對嵌入式系統涉及的硬件部分和軟件部分作了分析比較，確立了以教學實驗板為物理基礎，以軟件應用設計開發為主的指導思想,引導學生結合所學課程，作相關市場調研，提出課題，還組織學生參加相關的大學生科技活動和競賽，激發學生的學習熱情和潛在能力。
（1）面對不同的授課對象
作為“微機應用系統”和“嵌入式系統設計”兩門課程的主講教師，筆者面對不同的對象，從學習的客觀規律出發，采用分層次、個性化引導的方法最大限度地引導、鼓勵學生熱愛學習、努力鉆研，盡可能作到因材施教。
“微機應用系統”課內安排56學時，其中只有8學時是實驗；“嵌入式系統設計”課內安排32學時。實驗學時遠遠不夠，不足以讓學生掌握這門課程的開發方法，為了解決這個問題，一方面我積極與實驗室的老師協調，為學生盡可能地開放實驗室；另一方面針對基礎好、感興趣的同學進行引導。由于學生選課的時間不能與實驗室開放的時間相吻合，我結合學生自身有計算機的資源優勢，把開發板借給學生，讓他們回去搭建實驗環境。
我們的研究生來自不同的學科、不同的專業，在計算機應用方面的水平參差不齊，有的基礎相對好些，而有個別學生甚至連微機原理之類的課程都沒有學過。針對這種情況，我課上只能假設所有選修這門課程的同學都具有微機原理的基礎，都會使用C語言編寫程序，課后再針對不同的學生作不同的指導。由于每個學生自身精力投入的不同，課程結束后每個人達到的水平是不同的。
我力圖使學生通過對課程的學習掌握嵌入式系統的開發方法，培養其解決實際問題的能力。由于這是一門軟、硬件結合，且實踐性很強的課程，對學生的基礎知識要求相對其他的課程要多些。有一部分學生想學好，但苦于基礎太差，我本著學生的認知規律，由簡單到復雜，循序漸進加以引導；針對有開發潛力的同學，我帶他們去參觀相關的應用設備展覽，啟發他們的思路，給他們講解如何用所學的專業知識解決實際生活問題。這樣做雖然很辛苦，但收到了很好的效果，一學期結束后，同學們從最初的不懂科研，到自己能夠提出課題，我感到由衷的欣慰。
(2)培養應用型人才
為了促進學生在校期間工程實踐素質的培養，提高學生的動手能力和軟硬件設計的綜合能力，消除大學生就業過程中理論脫離實際的尷尬場面，進一步緩解嵌入式行業人才的緊缺現狀，在教學過程中我始終堅持方法、能力和品質的培養，積極鼓勵、引導有能力的同學結合課程提出課題，參加有關競賽，從而使優秀的人才脫穎而出。
2005春季第一次為通信02A-12班開設“微機應用系統”課程，2005年6月我指導學生參加中國軟件行業協會嵌入式系統分會與北京博創科技發展有限公司聯合舉辦的“博創杯”嵌入式系統應用設計優秀作品評選活動并獲得優秀獎1項。參賽的三名同學有幸進入中國軟件行業協會嵌入式系統分會建立的人才檔案庫，協會將向全國各地會員單位和IT企業為他們推薦工作，對獲獎作品項目由中國軟件行業協會嵌入式系統分會協助轉讓技術成果，促進推廣應用。
(3)經驗總結
通信02A-12的五位同學，結合“微機應用系統”課程的學習，不畏困難、積極進取，結合當今科技發展的最新成果，經過充分調研提出極具應用價值的課題，參加了“2005年度NiosⅡ處理器嵌入式設計大賽”。經過2005年3月到5月的努力，兩隊同學入圍了亞太賽區前80名并進入決賽階段。這一活動大大地激發了同學們的創新精神。盡管美國Altera公司為入圍的每隊選手提供了免費的開發板，但入圍并不等于最終作品的完成，五位同學中有四名報考研究生，一名同學報考國家公務員，后來由于學生自身精力投入不足，最終作品沒有在規定的時間內完成。
這件事情使我陷入了深深的思索。由于我校在校本科學生不能免試讀研究生，學生既要兼顧考研又要做好科研課題是沒有時間保障的，而不考研的同學基礎相對要差。通過與其他兄弟院校的老師溝通交流，我認為針對我校的特殊情況，可以走研究生與本科生相結合的路子，這方面的工作還有待今后更進一步完善。
5 展望
我校與美國Altera公司在通信實驗中心于2006年5月18日掛牌成立了“北方工業大學―ALTERA公司EDA/SOPC聯合實驗室與培訓中心”。該中心的成立為我們以后培養應用創新型人才提供了更好的平臺。
參考文獻：
[1] 袁桂萍，王公安，王桂玲. 現代教育技術與素質教育[J].職業教育研究，2004,（4）：85.
[2] 郭書軍. 嵌入式處理器原理及應用――Nios系統設計和C語言編程[M].北京：清華大學出版社,2004.
[3] 王宜懷, 劉曉升. 嵌入式應用技術基礎教程[M]. 北京：清華大學出版社,2005.
第5篇：嵌入式課程設計范文
關鍵詞：嵌入式系統；人才培養；課程體系
0、引言
嵌入式技術是21世紀最有活力和生命力的新技術之一，近年來已逐漸成為IT行業的核心方向。我們有理由相信在未來20年內，全球將進入嵌入式時代和移動互聯網時代。特別是最近幾年，隨著嵌入式軟硬件技術的迅猛發展，嵌入式產品已經迅速滲入各個行業，生活中隨處可見嵌入式技術的產品及應用，例如智能家電、智能手機、各類導航設備、數碼相機、高清電視、視頻監控等。智能機器人、醫療儀器、航空航天等領域同樣離不開嵌入式系統。嵌入式系統產品開發已經成為當前最有發展前途的行業之一。
1、嵌入式系統人才需求狀況
嵌入式系統是指在產品或設備內部以微控制器為核心，實現數字化和智能化功能的軟件系統。嵌入式系統的意義在于對設備進行智能控制，實現其創新價值。嵌入式系統人才行業需求分布如表1所示。
目前，我國嵌入式系統人才培養的特點有以下幾個方面。
1）人才儲備不足。嵌入式系統產業的蓬勃發展帶動了社會工業化和信息化的快速發展，對經濟增長起到積極地促進作用。生產嵌入式系統產品和設備的企業也不斷增加，相關人才的需求量也隨之增加。但是學校和社會教育培訓機構對嵌入式系統人才的培養機制和規模還不夠完善，造成了人才奇缺的狀況。
2）專業基礎門檻高。從事嵌入式系統開發的人員必須具備一定的系統領域專業基礎，要掌握軟件的底層開發技術和硬件工作原理。所以在進行嵌入式系統學習之前，首先要熟悉軟硬件的基礎知識。
3）技術人員就業面廣。嵌入式系統的相關產業分布較廣，不同的行業又有不同的軟硬件側重點。例如，通信工程、電子工程方向的嵌入式系統開發人員主要從事硬件設計工作，嵌入式操作系統、內核剪裁程序和驅動開發相關的嵌入式系統開發人員主要從事軟件設計與實現工作。所以嵌入式系統人才培養的就業面很廣，要根據實際情況進行定向培養。
2、嵌入式系統人才培養模式
培養合格的嵌入式系統人才，是一項科學的系統工程。經過多年的理論研究和教學改革，我們探索出一套符合嵌入式系統人才培養要求的培養體系，具體內容包括教學方法改革、課程體系改革、教學環境建設、師資隊伍建設、校企聯合辦學等。
1）教學方法改革。我們采用基于建構主義教學理論的任務驅動式教學方法作為嵌入式系統課程的基本教學方法。任務驅動式教學法的核心思想就是以學生為中心展開課程，把任務作為主線，教師作為向導，引導和調動學生的主觀能動性。在課程展開過程中設置一系列能夠體現綜合設計能力的教學任務，學生通過完成這些任務來掌握課內外知識，同時養成獨立思考和實踐創新的良好習慣。
2）課程體系改革。嵌入式系統課程體系的最大特點就是突出實踐環節，因為嵌入式系統人才的培養是面向工程的。學生只有在校內外完成足夠的實踐內容才能真正掌握嵌入式系統開發的能力。嵌入式系統專業中幾乎所有的專業課程都有實驗環節，重要的課程還專門設置了課程設計環節，由學生組成小型團隊完成與課程相關的項目。
3）教學環境建設。為了更好地展開教學，學校投入專項資金建設了嵌入式實驗室，購買了實驗教學設備。以此為契機，計算機科學與信息工程學院設置了眾多大、中、小型實驗室，并配以不同的等級。對于大型A級實驗室，主要供全院學生進行專業基礎課程實驗使用；對于中型B級實驗室，主要功能為專業方向課的課程設計實驗場所；對于小型的C級實驗室，主要供學生組建的小型項目研發小組使用。不同的實驗室有不同的管理辦法，這一措施有力地保障了學生對實驗教學的不同需求，對促進教學起到了非常積極的作用。
4）師資隊伍建設。建立一支熟練掌握嵌入式專業技術的師資隊伍是提高教學質量的關鍵因素之一。學校采用“雙師型”教師隊伍建設的方法，選派教師和研究人員到企業實地考察、學習和工作，參與企業的產品開發和項目建設。經過一段時間的鍛煉后，教師的專業技能得到了更新或提升，并且明確了企業用人的原則，真正實現“努力做到企業需要什么，我們的教師就精通什么，我們的學生就會什么。”
5）校企聯合辦學。為了讓教學更加貼近工程應用實際，學校定期邀請企業精英來學校開展技術講座。通過介紹行業動態和前沿技術的發展現狀，讓學生了解就業形勢和技術學習的方向。另外學校還和國內外知名嵌入式系統開發企業簽訂聯合培養協議，企業派遣專業人員到校內進行課程輔導，學校派遣教師和學生到企業頂崗實習。
3、嵌入式系統人才培養實踐
3.1 教學體系改革
嵌入式系統專業在依托校內辦學優勢和當地嵌入式技術產業資源優勢的基礎上，響應學校應用型人才培養改革的號召，分階段地實施嵌入式系統教學體系改革。嵌入式系統專業教學體系改革示意圖如圖1所示。
準備階段，我們建立了嵌入式系統專業教研室和相關教師隊伍，組織教師進行理論研究和培訓，同時結合學校應用型人才培養的要求制定嵌入式系統人才培養方案；合作階段，利用校企合作平臺的優勢，建設一批校內外實習基地，同時為嵌入式系統專業教學配備軟硬件教學環境；實踐階段，采用任務驅動教學法展開面向實踐與創新的職業技能培養課程，同時利用校內外的企業合作資源進行定向培養；拓展階段，在完成教學目標的同時，要敏銳捕捉企事業單位的人才需求信息，以組織就業指導和企業見面會的形式來拓展教學理念。最后還要不斷完善人才培養體系，把建設過程中的寶貴經驗應用到其他專業的教學中去。
3.2 課程體系改革
在明確教學體系的基礎上，哈爾濱師范大學對嵌入式系統專業的課程體系也作了較大修改，如表2所示。
課程體系中主要包括以下5類課程。
1）公共基礎課：是本科生必修的基礎課程，如高等數學、外語、體育、計算機基礎等。
2）專業基礎課程：計算機相關專業人才學習的基礎課程，包括c語言程序設計、模擬電子技術、數字電子技術、電子線路CAD、單片機原理及應用、數據結構、面向對象程序設計、微機原理與接口技術、軟件工程導論、JAVA程序設計等。
3）專業方向課程：該類課程主要培養學生成為合格的嵌入式系統工程設計人才，主要課程有嵌入式程序設計基礎、嵌入式系統體系與結構、嵌入式操作系統、嵌入式軟件設計、嵌入式系統設計與開發、嵌入式Linux驅動開發、WinCE操作系統開發基礎等。
4）課程設計：為培養學生掌握嵌入式系統專業相關課程而開設的課程設計，包括c語言課程設計、數據結構課程設計、CAD課程設計、數據結構課程設計、JAVA課程設計、嵌入式程序設計課程設計、WinCE操作系統課程設計等。
5）企業實踐：主要包括專家講座、工程實踐、企業實習、畢業設計等。這些課程不同于校內課程，需要依托校企合作平成。這類課程直接面向就業，對學生的職業技能和就業去向有較大影響。
3.3 校企合作建設
學校根據嵌入式系統專業培養模式的要求，結合學校和企業聯合培養學生的實踐探索，積極建設資源共享、技術交流、就業定向培養等聯合培養體系。學校聘請企業精英到校內任教或輔導，同時還派學生到企業參加技術培訓和產品開發工作。哈爾濱師范大學的“數字電路”課程就是和當地電子科技企業合作開設的，任課教師是對方資深開發工程師，完成該門課程學習的學生可以簽署專業人才就業協議，優先被企業錄用。這種合作形式充分利用了學校和企業的資源優勢。學生通過努力學習可以獲得就業機會，這也激發了其主動學習的積極性，可謂一舉兩得。學校嵌入式軟件系統培養模式具體內容還包括：
1）建立校企合作培養聯盟。學校和當地嵌入式行業協會、知名企業共建“嵌入式技術人才培養校企聯盟”，學校和企業按照行業規定和相關政策的要求，提供必要的教學資源，建立嵌入式系統技術人才儲備基地。校企聯盟的任務就是完善教育培訓機制，建立“嵌入式應用技術”、“嵌入式產品運維服務”等專業領域的課程群和培訓體系，把企業的理念引入學校，用行業標準規范教學體系。
2）在校內組建以學生為主體的嵌入式技術研究團隊，成立“學生創新團隊”和“學生工作室”等團體，定期舉辦技能大賽和技術交流論壇。這些團體的骨干人員可以優先和企業簽訂就業意向協議，為學生提前就業和企業人才儲備做準備。
3）嵌入式系統專業的課程除了包含基礎知識、專業知識等內容外，還設置了與職業素質培養相關的課程，培養學生的團隊意識、交流技巧以及職業精神，提高學生的綜合就業能力。
第6篇：嵌入式課程設計范文
關鍵詞：獨立學院嵌入式課程設置課程改革優化
中圖分類號：G423.04
引言
以我校（武漢長江工商學院）為例，電子信息工程專業主要培養能在信息通信、電子技術、智能控制、計算機與網絡等領域和行政部門從事各類電子設備和信息系統的科學研究、產品設計、工藝制造、應用開發和技術管理的應用型工程技術人才，因此，我們以培養應用型人才為目標制定了培養方案。
課程設置現狀
在我們的培養方案中，除了專業基礎課程（C語言程序設計、電路分析、電工基礎、數字電路、模擬電路）外，有兩條主線：嵌入式方向與信號處理方向。其它方向如微電子、射頻、無線電等方向，考慮到我們學生的基礎以及培養方案總課時的要求，最終選擇了嵌入式與信號處理兩個方向，當然，隨著社會的不斷發展，以后的培養方案可能會考慮微電子等較新的方向。
之所以選擇嵌入式硬件方向為我們的一條主線是因為嵌入式系統是當前很熱門而且很有發展前景并且對于學生而言也是比較好就業的應用領域之一。嵌入式系統在智能化家居、家電，汽車電子、醫療、交通等各個方面都有應用，我們的生活已經離不開嵌入式系統。嵌入式系統是軟硬結合的技術，我們以硬件設計為主設置了我們的課程如下：
表1：嵌入式方向的課程設置
圍繞ARM嵌入式技術這門課，還有微機原理、單片機、EDA、DSP等課程及相關實驗。
學習了微機原理和單片機這兩門課后再學習嵌入式，學生更容易入門，因為嵌入式本身是從單片機發展而來，并且在微機原理與單片機這兩門課程中，我們以匯編指令為主，主要是考慮到做嵌入式系統除了了解ARM處理器工作原理和接口技術還要了解ARM的匯編指令系統。
考慮到嵌入式開發的發展方向與相關領域，我們還設置了EDA技術與DSP技術兩門課。數字圖像壓縮技術是嵌入式的應用領域之一，主要是掌握MPEG編解碼算法和技術和DSP技術，另外，為追求更高速的信號處理速度，現在一些速度要求較高場合，有不少公司是將一些DSP算法用硬件來實現，這就涉及到HDL數字電路設計技術及其FPGA/IP核實現技術。這也是我們將EDA技術與DSP技術這兩門課作為這個方向的專業課程的原因。
課程改革思路
首先是微機原理與單片機這兩門課，目前我們開設《微機原理與接口技術》理論課54課時，實驗課18課時，《單片機原理及其應用》理論課54課時，實驗課18課時，課程設計36課時。微機原理課程主要是幫助學生理解一款微型計算機的工作原理、結構、匯編語言編程及其接口電路，為以后的進一步學習不同的CPU以及計算機應用打下基礎。目前我們的教學還是以8086/8088作為微機原理主講芯片，其難度較大，與實驗教學和學生在課外的實際應用（如參加電子設計系列競賽、制作小作品、畢業論文、課程設計等）脫節，教學效果不理想。
隨著半導體技術的進步，處理器從單核時代進步到了多核時代，并且將來處理核的數目將會越來越多。隨著多核技術的發展，可能不久的將來大多數的軟件開發都將以多核芯片為基礎硬件平臺，隨之而來的是編程語言、數據結構、算法理論、軟件工程等都將隨著多核的出現而進行修訂，對我們專業而言，要考慮的主要是計算機硬件方向的課程設置要進行調整以適應多核時代的到來。經過調研與研討，我們決定將上述兩門課整合優化為《單片機原理與接口技術》54課時及《多核架構與編程技術》54課時。前瞻性的將多核架構及編程技術引入到獨立學院電子信息工程本科培養方案中，將培養方案中的專業基礎知識進行綜合與升華，幫助學生，順應市場格局變化，接受新技術新理念，建立系統、完整的專業基礎理論體系，培養學生綜合應用能力與創新型思維，提高動手實踐能力，開拓學生的專業學術視野。使我們的學生能順應時代的變化，在硬件、軟件方面能夠更好地了解多核思想及編程技術，以適應高新技術的飛速發展的需要。
其次是EDA技術與數字電路的整合。目前我們開設《EDA技術》理論課34課時，實驗課18課時，課程設計18課時，《數字電路》理論課54課時，實驗課18課時，課程設計36課時。這兩門課在實驗和課程設計的內容上有一定的重復。我們可以將這兩門課整合成一門課《數字電路與VHDL》，理論課72，實驗課18，課程設計36課時，改變原有的教學模式和教學內容，建立新的實驗體系，讓學生感受2種不同的設計方法，擺脫傳統的人工設計方法與思維模式，提高學生的創新意識與競爭能力，適應市場的需要。
最后是ARM嵌入式技術，目前我們以ARM7進行理論教學，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成開發環境進行實驗，理論課36學時，實驗課18學時，只能滿足低端教學任務。在最初制定教學計劃，大部分ARM系統都是基于ARM7處理器，但是隨著更多應用在嵌入式系統中的實現，嵌入式系統設計向著更高級、更復雜的方向發展，現在基于ARM9處理器的產品越來越多，我們的教學要與時俱進，教學內容也要進行升級為以ARM9進行教學。從ARM體系結構的教學內容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教學上沒有任何區別。并且學生們面對的編程模型和架構基礎也保持一致。
總結
本校電子信息工程專業實行3+1培養模式，所有課程安排在大一到大三完成，大四學生全部參加實習，現有培養方案中，專業基礎課排在第三、四學期，專業課基本壓縮在第五、六學期，比如上面提到的微機原理安排在第五學期，單片機、EDA技術、ARM嵌入式技術安排在第六學期。通常在第六學期，一部分學生忙于考研，一部分學生忙于找工作，精力沒有全部用于學習專業知識上，但是，經過上面的整合后，我們可以將單片機以及ARM嵌入式技術提前一個學期，再將EDA技術提前兩學期，讓學生們在整個大學的學習過程中，盡早的接觸到專業課程，提高學生們的學習興趣，這不僅可以讓一部分想參加電子設計系列競賽的同學可以盡早的進行系統學習，也可以讓準備考研和找工作的同學投入更多精力學習專業知識。
參考文獻
第7篇：嵌入式課程設計范文
北京工業大學作為以培養“應用型”人才為目標的“211工程”市屬重點大學，對嵌入式系統領域的課程建設非常重視，2003年，計算機學院對專業的設置進行了相應的調整，設置了嵌入式系統專業培養方向，調整后的體系結構學科部將以嵌入式體系結構作為教學的重點，2004年在01級本科生專業選修課中開設了“嵌入式系統”課程。
嵌入式系統融合了計算機軟、硬件技術、通訊技術和半導體微電子技術，針對實際應用系統需求，將相應的計算機直接嵌入到應用系統中。嵌入式系統設計需要設計者具有較強的綜合理論知識和動手能力，是對設計者綜合能力，特別是創新能力的考查。因此，“嵌入式系統”課程是本科生前三年基礎課和專業課綜合能力的延伸。
一、課程特色
北京工業大學計算機學院“嵌入式系統”課程通過近三年的建設已經形成了一定的特色，該課程將在2004級本科生中加大到2門課程，64學時的“嵌入式系統原理與技術”和60學時的“嵌入式系統”課程設計。
1.與國際知名企業聯手，提升課程新技術含量
IT領域的新技術發展令人應接不暇，雖然大學生在校期間需要學習的都是一些基礎知識，但他們畢業走向社會后，必然要面對這些新技術，如果我們的教學內容陳舊，就會加長學生畢業后的適應周期；如果我們能夠提供給學生更多接觸這些新知識、新技術的機會，就會使學生畢業后能夠迅速地融入到社會實際中。為此，我們就要與這些國際知名的企業聯合起來，為學生提供一個接觸、學習新技術的環境，同時也能使我們的教學內容與這些新技術基本保持同步。
本課程在開設之初就得到了微軟公司、微軟亞洲研究院的大力支持，在技術上、開發工具上給予了我們大力的支持，因此，在課程內容上可以將微軟最新的技術傳授給學生，能夠縮短學生畢業后角色轉換的時間，盡快地投入到工作中。同時，本課程還得到了Intel公司在硬件實驗平臺上的支持，使得學生們可以結合硬件平臺學習嵌入式系統設計的方法和手段，了解實際工程設計的流程。
本課程涉及目前嵌入式系統最為流行的兩項新技術――Intel公司的XScale和Microsoft的Windows CE，本課程以Intel XScale應用處理機PXA255為硬件平臺，講述Windows CE操作系統定制、優化方法以及應用程序的開發手段、方法。
2.課堂教學搬到實驗室
“嵌入式系統”是一門以應用開發為主的課程，在應用開發部分要涉及到開發環境、開發工具的介紹，如果按照以往先在課堂講授，再到實驗室做實驗的教學方式，不僅使學生感覺到枯燥無味、不易掌握，而且在實驗之前還要再花費時間復習。于是，我們在去年嘗試了將課堂轉移到實驗室，主講教師邊講，學生邊做的教學方式，得到了同學們的認可，當同學們順利地定制出第一個Windows CE操作系統時，臉上露出了燦爛的笑容。
3.課程考核來于實踐
為了加強學生動手能力的培養，“嵌入式系統”課程的考核成績全部來自于實踐環節，實驗占總成績的40%，課程設計占總成績的60%。學生在完成實驗基礎上，完成指定題目的課程設計。課程設計題目每年不斷更新，學生可以根據自身掌握的程度選擇不同難度的題目，分值依據題目難易程度而定。
4.科技競賽激發學生創新精神
針對那些具有特點的學生進行重點培養，支持他們參加國內外與嵌入式系統相關的競賽，并取得了優異的成績。在2004年教育部、信息產業部舉辦的“全國大學生電子設計競賽――嵌入式系統專題邀請賽（英特爾杯）”中提交的以開發的作品“無線智能心血管監測診斷系統”首次參賽即獲得了全國三等獎。在“2005年微軟嵌入式系統全球大學生挑戰賽”，入圍全球前30名，并參加了在美國西雅圖微軟總部舉行的總決賽，獲得“優勝獎”。由于在“微軟嵌入式系統全球大學生挑戰賽”中提交的作品“運動個人助理”得到了專家評委的一致好評，被微軟公司推薦參加了IEEE（國際電子、電氣工程師協會）舉辦的“第六屆計算機學會國際設計大賽（CSIDC）”。該項賽事是國際計算機界大學生的頂級賽事，我校代表隊經過激烈的角逐最終進入了在美國首都華盛頓舉行的全球前10名（TOPTEN）總決賽，并獲得優勝獎，這是中國大陸代表隊首次進入該項國際計算機界頂級賽事的全球前10名總決賽，為國爭了光。
學生們還參加了Altera公司舉辦的“Nios軟核心嵌入式處理器設計大賽”，在2004年獲得了優勝獎，2005年獲得了“三 等獎”。
這些成績表明北京工業大學計算機學院在國內外嵌入式系統教學方面，已具有比較明顯的優勢，這些成績的取得同時也促進了其他學生對“嵌入式系統”課程的濃厚興趣。
5.具有實踐經驗的教師參與教學
從事嵌入式系統理論課程及實踐教學任務的教師總計8人，其中：具有正高職稱1人，副高職稱3人，中級職稱4人，形成了老、中、青教學梯隊。具有博士學位的3人，具有碩士學位的3人，知識結構合理。
在這支隊伍中，多名教師從事過工業控制產品的開發工作，對于嵌入式系統這門強調與應用緊密結合的課程，他們可以將工程設計的理念傳授給學生，可以更好地指導學生們的實踐。
二、實施辦法
1.教學科研并重，加強師資隊伍的建設
“嵌入式系統”是一門強調工程實踐的課程，因此，就要求教師要參與到相關科研項目中，從項目中積累經驗，以達到更好地指導學生實踐環節的效果，目前，課程組參與的科研項目主要涉及到醫療儀器、數字社區和汽車電子等領域。
2.不斷更新教學內容
嵌入式領域的技術更新換代的速度十分迅猛，以微軟公司的Windows CE操作系統為例，基本上每2年推出一個新版本，2004年課程開設之初使用的Windows CE 4.2，2005年推出了Windows CE 5.0；明年將推出Windows CE 6.0，因此，要求我們教師要不斷跟蹤新技術，更新教學內容。
3.加強競賽基地建設
由于我們在前兩年的學生嵌入式系統科技競賽中取得了比較優異的成績，學校在今年的北京市政府專款建設項目中投資近60萬元，建立了“嵌入式系統科技競賽訓練基地”。通過搭建一個學生參加科技競賽、訓練的基礎平臺，形成一個傳、幫、帶的梯隊、達到“以點帶面”的良性循環效果，增加學生學習理論課程的興趣，加強學生創新能力的培養，力爭在國內、國際比賽中再創佳績，培養出社會急需的計算機“應用型”人才。
第8篇：嵌入式課程設計范文
摘要：本文介紹了北京航空航天大學嵌入式系統課程的教學理念、教學內容和教學方法，以及項目實驗的管理過程和方法。
關鍵詞：嵌入式系統；項目實驗；教學改革
中國分類號：G642
文獻標識碼：B
1課程內容簡介
嵌入式系統設計課程的特點是涉及知識面廣、綜合性強、實踐性強，并且學科發展迅速，這些特點就決定了它必然是一個技術密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統，因而學習難度較大，難以形成一個簡單明確的知識體系。為了解決這一問題，我們本著“面向市場需求、定位人才培養”的原則，在課件設計上采取統一的知識體系結構，即涵蓋“基礎知識+基本技能+項目實踐+技術講座”四大模塊，突出注重工程能力和創新能力的培養。
通過課程學習和實驗，學生應熟悉一種典型的微處理器體系結構，掌握一套主流的開發工具和一種嵌入式操作系統，熟練使用一門開發語言，從而使得學生具備嵌入式系統軟、硬件開發設計的基本能力。
本課程設計為：本科48學時(理論24學時，實驗課24學時)，2學分；研究生54學時(理論課30學時，實驗課24學時)，3學分。為了配合該課程的教學需要，我們自主編寫了《嵌入式系統設計實驗教程》。
本課程是本碩一體化課程，如果優秀本科生在本科學習期間完成了研究生的課程，則在研究生期間可以免修該課程。本科生的理論教學內容包括：
嵌入式計算技術的基本概念
系統結構設計和描述
嵌入式實時操作系統
嵌入式微處理器和嵌入式計算平臺
嵌入式系統設計實例
分布嵌入式系統(擴展內容)
專用接口和硬件加速器(擴展內容)
高可靠性嵌入式系統(擴展內容)
研究生的理論教學內容包括：
嵌入式系統概述
嵌入式硬件基礎
ARM微處理器體系結構
ARM指令集
基于ARM的嵌入式I/O接口設計
嵌入式操作系統概述
嵌入式Linux內核分析與移植
嵌入式Linux驅動程序開發
嵌入式系統設計與分析
嵌入式系統設計實例分析
通過理論課的學習，使學生掌握嵌入式系統的基本理論和嵌入式系統的開發過程和方法，以及基于ARM9的教學實驗平臺組成、嵌入式Linux 和WinCE操作系統的開發原理，為下一步的實驗課程打下基礎。
我院嵌入式系統課程實驗依托北京航空航天大學國家級實驗中心的嵌入式系統實驗室，該實驗室得到了美國Intel、Microsoft、Altera、Mentor Graphics公司、英國ARM公司和芬蘭Nokia等公司的支持和贊助。實驗室設備先進，軟硬件功能齊全，實驗理念和技術水平與國際接軌，為學生提供了一個綜合設計與開發的實驗場所。
本科生的實驗課包括基本實驗和綜合設計實驗。基本實驗分別提供了Windows CE和Linux兩種操作系統下的4個實驗。綜合設計實驗主要培養學生綜合設計能力和創新意識，由學生獨立提出、設計并實現。
本科生綜合設計實驗要求學生設計并實現一個嵌入式系統，鼓勵學生提出原創性的內容，同時結合實驗平臺的特點提供以下備選方向：
虛擬儀器(Virtual Instrument)
POS機
游戲機(Game Machine)
ATM機
網絡打印機
研究生課程實驗課也分為兩個部分：專題實驗和項目實驗。專題實驗共有6次，每次4個學時，共24個學時，專題實驗內容包括：
實驗一：熟悉教學實驗平臺及其開發環境，編寫運行一個簡單的ARM匯編程序
實驗二：嵌入式Linux串口通信程序設計
實驗三：嵌入式Linux內核分析、裁減、移植和燒寫
實驗四：嵌入式Linux圖形程序設計
實驗五：觸摸屏驅動程序設計
實驗六：LED驅動程序設計
在專題實驗中，學生自由組合為三人一組，每次實驗又分為驗證性實驗、修改性實驗和設計性實驗三個層次。硬件平臺采用Intel公司提供的EIA嵌入式計算機開發平臺和北京博創公司提供的UP-NETARM2410S實驗平臺。
項目實驗可以單人完成，也可以分組合作完成，設計為20個學時。項目實驗被安排在開放實驗室，學生可以自由安排實驗時間。項目實驗的題目由教師推薦和學生自選相結合。
在教學模式上，我們采用“責任教授＋主講教師+實驗輔導教師”的教師團隊，目前該團隊的所有教師都有博士學位。教學方式采用“理論講授實驗指導動手實踐”。在教學過程中“點面結合”，以某種平臺為重點，兼顧其他系統的特征。授課老師既是主講老師，又是實驗指導老師。采用“理論講授實驗指導動手實踐”的教學方式。另外，學院還聘請了國內外行業專家定期為學生介紹相關領域的前沿技術和工程實踐經驗。
2項目實驗的管理過程
針對相應的理論教學內容，本課程給本科生和研究生設計了若干套專題實驗和項目實驗。針對項目實驗，對學生進行“項目式”的實施管理，對于實驗中的每個指定環節進行統一的檢查，確認達到每個階段的鍛煉目的。在此過程中，并非所有實驗小組都能取得實驗資格，需要根據其對選定方向所做的調查和準備工作情況來進行評估，合格者方可獲得實驗資格。為便于上述評估，實驗小組應按順序提供下列實驗文檔，格式符合相應軟件工程文檔的規范。
(1) 實驗項目申請書(Project Proposal)
實驗項目申請書應該是一份描述實驗計劃的報告，說明實驗者選擇的實驗方向，為何選擇該方向，感興趣的地方何在，可行性如何。該申請需要答辯通過由任課老師及助教組成的評審團的審查。該報告中應該包括如下組成部分：
實驗動機(Motivation for the project)
設計目標(Description of what it does)
技術路線(Description of how you plan to do it in brief.)
需要的支持(Help needed)
概要步驟(Possible steps in brief.)
(2) 實驗計劃
在實驗者上述的實驗申請獲得批準后，應該完成實驗項目計劃書(Experiment/Project Plan)。
實驗項目計劃書應該包括：
項目需求(Requirements)
系統結構(Architecture)
測試方案(Testing)
實驗時間(Time estimates)
可能的檢查點(Checkpoint)
其中，檢查點是指實驗中的階段性成果出現時的實驗狀態。
(3) 實驗的仿真驗證
因為并不是所有的實驗內容都可以并且需要真的完成目標系統的真實功能，所以實驗者應進行實驗的仿真驗證，即通過在EIA平臺上以仿真系統的形式來驗證實驗計劃中提出的系統結構。該仿真系統應該包括與目標系統對應的軟件和硬件，能夠完成目標系統的基本功能，并最終作為本實驗的演示系統。
(4) 課程設計實驗報告(The Final Report)
完成實驗后，實驗者應提供關于
實驗的課程設計實驗報告(The Final Report)，該報告同樣必須通過最終的答辯，獲得評審團的評價，以便結合實際演示給出實驗成績。具體內容應該包括：
實驗環境介紹(Environment)
準備情況(Preparation)
設計流程(Design Process)
難度分析和評估(Difficulty)
實驗結論(Conclusion)
經驗體會(Experience)
以2007年春季課程本科生第四次實驗為例，共60名本科三年級學生參加并完成實驗，實驗中分為12組，每組5人，實驗設備除EIA一套外，每個實驗者有獨立使用的聯網微機一臺。參加實驗的同學分為12組進行實驗，其中11組在課程內完成實驗，完整提交了上述所有要求的文檔，符合每個檢查點的要求。另有一組參加同年度微軟嵌入式設計大賽，未能參加所有實驗，原擬給予通過的成績，考慮實際情況，該小組在競賽中入圍全球前32名，最終給予該小組優秀成績。
4結束語
幾年來的教學實踐表明，新的教學實驗模式實現了教與學的有機結合，理論教學和實踐環節的高度統一，改變了學生的知識結構，培養了學生的創新意識，提高了學生的綜合設計和工程實踐能力。問卷調查結果表明，對教學內容和教學方法，有90％的學生“十分滿意”；有86％的同學在以后的工作中從本課程中獲益。
另外，學生積極參加校內外各種競賽，屢創佳績。我院最近幾屆本科生和研究生在國內外嵌入式相關比賽中先后獲得了全國大學生“課外科技競賽挑戰杯”一等獎、法國“全球智能卡設計大賽”第二名、法國“全球GSM和Java卡開發大賽”第一名、“諾基亞智能應用移動挑戰賽”金獎等眾多獎項，這也從另外一個側面顯示了教學效果。
參考文獻
[1] 柳翔. 嵌入式軟件工程人才培養的探索與實踐[J]. 研究生教育,2005,(5).
第9篇：嵌入式課程設計范文
關鍵詞：高校教育；Linux操作系統；課程教學
中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 12-0000-01
Application Analysis Based on Linux Operating System Teaching Design
Sun Zhanhua
(Shenyang Ligong University,Shenyang100168,China)
Abstract:To train students in software development and design capability of embedded Linux system,and to achieve different levels of the students,experiment is divided into three categories:the elementary knowledge,basic skill sand integrated application on the basis of analyzing some key experiment contents.And the corresponding experimental content is given.The results prove that the experimentation has significance to the embedded system teaching.
Keywords:Universities education;Linux operating system;Course
teaching
嵌入式Linux的開發和研究是操作系統領域中的一個熱點，目前已經開發成功的嵌入式系統中，大約有一半使用的是Linux，而在ARM平臺上運行嵌入式Linux則更是開發嵌入式設備的主流。然而，除了國內外比較知名的高校外，大部分普通高校實驗室的嵌入式實驗教學系統基本上是基于8位CPU的單片機，這些系統的技術已經十分成熟且實驗內容大多停留在單一的驗證性實驗，因此只能提供基礎知識的教學而不能涵蓋基礎、綜合、提高創新3個層次，也不能培養出市場對嵌入式系統需求的學生。
一、嵌入式Linux系統開發實驗課程分析
嵌入式Linux課程設計具有很強的滲透性，與其他專業課程相比，嵌入式Linux課程設計具有獨特的特點。該課程對學生的專業知識有較高的要求，課程具有交叉性，并且對學生的動手能力和系統思考解決問題的能力要求較高。通過實驗，學生能夠掌握嵌入式Linux系統程序設計方面的基本概念和技能，嵌入式軟件設計的一般方法和流程，以及基本的實時控制方法、嵌入式網絡編程、嵌入式文件系統操作、I／O控制等知識；通過綜合實驗的學習和模擬，使學生能夠達到實際開發能力的目的。
二、嵌入式Linux系統開發實驗教學設計
嵌入式系統開發課程涉及操作系統分析和應用軟件編程等知識，學生需要能夠理解嵌入式實時操作系統的工作原理、掌握基本的開發流程和開發工具的使用方法。在實驗的設計上既有簡單的基礎實驗也有復雜的綜合實驗，每部分的實驗環節充分體現了“分層次、分階段”的教學思想。本文將實驗分為三部分：基礎性實驗、基本技能性實驗和綜合應用性實驗。不同層次的實驗項目分布在不同的實踐教學環節當中，所起到的作用和性質各有不同。
（一）基礎性實驗
目的是讓學生了解嵌入式軟件和硬件的一般開發環境與流程；熟悉實驗開發工具，掌握實驗開發工具的操作方法及使用，熟悉軟件編程環境，為更進一步實驗做準備。首先，嵌入式應用程序交叉開發環境的建立。本實驗介紹了一般的嵌入式開發流程，以及開發環境中的軟件和硬件的安裝與調試。目的是讓學生了解嵌入式交叉編譯的相關知識，以及能夠搭建嵌入式Linux系統的開發環境。其次，開發基本的嵌入式應用程序實例。通過嵌入式應用程序Make file與Hello world實驗，使學生熟悉Linux開發環境，了解基本的嵌入式開發的基本過程，以及Make file的基本內容，掌握基本的程序設計方法與流程，建立起任務的概念，為后續的應用程序的設計打基礎。
（二）基本技能性實驗
通過構建嵌入式Linux系統以及內核定制、系統引導、文件系統、接口設計、驅動程序開發、圖形界面設計、以及通信應用等實驗，學生可以更清楚深刻地理解嵌入式Linux系統的相關術語，體會嵌入式Linux系統的組成要素，提高操作的人性化水平、完成功能完善的應用系統。目的是讓學生掌握嵌入式系統特有的編程機制和提供的各種編程接口，使之具備基本的嵌入式程序開發技能。
嵌入式Linux內核、引導系統和文件系統實驗通過構建嵌入式Linux系統以及內核定制等實驗，學生可以更清楚深刻地理解嵌入式Linux系統的相關術語、體會嵌入式Linux系統的組成要素。目的是讓學生了解Linux內核的結構、具有編譯Linux內核的能力，以及了解一個操作系統的構造。
（三）綜合應用性實驗
此階段實驗目的在于運用基礎技能部分所學，進行綜合應用，獨立完成項目開發。由于是綜合實驗，因此在第二階段即給出題目，要求學生在整個實驗階段進行構思與準備，最后連接代碼。大多數無線點菜系統都是一套基于掌上電腦和802.11b無線局域網技術的實用型系統。從功能上來說，嵌入式開發板端即客戶端，包括開臺點菜模塊和藍牙數據傳輸模塊；PC機端即服務器端，包括菜單管理模塊、消費結賬模塊和藍牙數據傳輸模塊。客戶端和服務器端的藍牙傳輸模塊都是通過后臺線程實現的，而其他模塊都是通過與Qt圖形界面的交互實現的。整個點菜系統的通信結構為一個微微網，服務器端位于該微微網的中心節點，利用BTPROTORFCOMM協議與其他的點菜端進行通信。
三、結語
嵌入式Linux系統是一門實踐性很強的學科，本文列出多個實驗及綜合設計環節，構成了一個完整的實驗教學體系，目的是讓學生由淺入深，循序漸進地去學習、了解和掌握嵌入式Linux系統開發流程，對學生的嵌入式Linux系統設計和研發能力培養起到了積極作用。
參考文獻：
