spContent=本课程是2007年的国家精品课程,2013年四川省精品资源共享课,2017年四川省精品在线开放课程,课程团队由电子科技大学长期从事嵌入式基础软件研究开发及产业化的核心人员组成,主要从事嵌入式系统、嵌入式安全、金融科技领域的研究,在嵌入式系统的产业化应用方面具有重要影响力。
本课程是2007年的国家精品课程,2013年四川省精品资源共享课,2017年四川省精品在线开放课程,课程团队由电子科技大学长期从事嵌入式基础软件研究开发及产业化的核心人员组成,主要从事嵌入式系统、嵌入式安全、金融科技领域的研究,在嵌入式系统的产业化应用方面具有重要影响力。
—— 课程团队
课程概述
本课程是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程,属必修学科专业课。它以嵌入式微处理器及嵌入式实时操作系统为重点讲授嵌入式系统相关的知识,培养学生基本的嵌入式系统程序设计与开发的能力,为学生进一步学习和实践嵌入式系统相关知识打下基础。课程配套有深度有内容的实验实践活动,由浅入深,实用性强,具有较强的产业开发背景,加深学生对理论知识的理解和掌握,提高嵌入式系统相关工程软件的开发能力。
嵌入式微处理器方面,我们详细解读了ARM处理器的编程模型并配合基于Keil4的相关实验。嵌入式实时操作系统方面,我们以uC/OS-II为例,分析了其在任务管理、同步和通信以及中断、时间、内存方面的设计思路和代码,能够让学生系统性地快速掌握嵌入式系统的核心原理,具备基本的嵌入式系统软件开发能力。
注意:课程中还大量穿插了嵌入式领域的业界动态。但由于市场的瞬息万变,某些情况已发生改变。尽管课程组已尽量的进行了补充和更新,但疏漏之处再所难免,请各位学员谅解。
课程大纲
嵌入式系统导论
1.1 什么是嵌入式系统
1.2 嵌入式系统的发展历程
1.3 嵌入式系统的特点
1.4 嵌入式系统分类
1.5 应用领域和发展趋势
嵌入式硬件系统(第一部分)
2.1.1 嵌入式硬件系统的基本构成
2.1.2 嵌入式微处理器的发展和特点
2.1.3 主流的嵌入式微处理器
2.1.4 嵌入式系统总线
2.1.5 嵌入式系统存储体系
嵌入式硬件系统(第二部分)
2.2.1 ARM处理器核心概述
2.2.2.1 ARM编程模型1 - 内存空间和数据
2.2.2.2 ARM编程模型2 - 状态模式和寄存器
2.2.2.3 ARM编程模型3 - 指令集
2.2.2.4 ARM编程模型4 - 中断与异常
2.2.2.5 ARM编程模型5 -外部IO
ARM汇编程序设计
3.1 ARM汇编程序格式
3.2 ARM汇编程序设计
3.3 ARM汇编与C混合编程
ARM微处理器编程基础和接口实验
1.ARM微处理器编程基础实验
2.ARM设备接口实验
嵌入式软件系统
4.1 嵌入式软件系统概述
4.2 嵌入式操作系统
4.3 嵌入式软件开发工具
任务管理与调度
5.1 任务概述
5.2 任务管理
5.3 任务调度机制
5.4 优先级反转
同步互斥和通信
6.1 概述及信号量
6.2 邮箱和消息队列
6.3 事件机制
6.4 异步信号和管道
中断时间和内存管理
7.1 中断管理
7.2 时间管理
7.3 内存管理
嵌入式操作系统实验
1. 任务管理实验
2. 优先级反转实验
3. 信号量实验
4. 消息队列实验
5. 内存管理实验
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预备知识
本课程的前续课程是计算机组成原理、数据结构、计算机操作系统、高级语言程序设计等。如果缺少一些基础,就需要在遇到相关内容时适当自学。
证书要求
考核评级:总评成绩在60—79分为合格,80及以上为优秀。
注意:目前已不再发放免费证书。成绩合格后需在证书申请阶段完成申请方可获得收费证书,证书为100元每份。
参考资料
1)罗蕾、李允、陈丽蓉、桂盛霖.嵌入式系统及应用.电子工业出版社,2016.(主教材)
2)ARM Limited. ARM Architecture Reference manual.
3)Jean J.Labrosse. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版). 北京航空航天大学出版社.及uC/OS-II ebook
4)Wayne Wolf. 嵌入式计算系统设计原理. 孙玉芳, 梁彬 罗保国 等译. 机械工业出版社, 2002