《嵌入式系统原理和应用》教学大纲
1 / 9 《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 3054053 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: 42 实验实习: 9) 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 《嵌入式系统原理和应用》教学大纲
2 / 9 1.3嵌入式系统的应用领域和发展趋势
教学目的：
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：
三级嵌入式系统开发技术-3
(总分：100.00，做题时间：90分钟)
一、综合题(总题数：4，分数：100.00)
1.以下不完整的程序完成的功能是取内存单元0x38000000的值(无符号数)，如果该值超过0x80000000，则循环累加队列中的所有元素(由Array2指示)，直到遇到结束标志0xAA55为止，结果放在R4，R0指向队列头，使用命令LDR R1，[R0，#2]!来装载，累加结束转到NEXT2；否则把一个含64个带符号的16位数据组成的队列(由Array1指示)求平方和放到R5中。试填写ARM汇编程序片段中的空白，完善该程序。
AREA MyExCode,CODE,READONLY
ENTRY
CODE32 ;32位ARM模式代码
Addr1 ______0x38000000 ; 定义Addr1地址为0x38000000
Data1 EQU 0x80000000
START LDR R1,=Addr1 ;将内存地址装入寄存器R1中
______ ; 取内存数据到R0中
CMP R0，#0x80000000
______ ; 超过0x80000000转向GOING1
MOV R7,#64 ;64个带符号数据，数据个数
LDR R0,=Array1 ;取数据队列首地址
MOV R5,#0 ;平方和初始化为0
NEXT1 ______ ; 取16位的数(半字)到R1且R0←R0+2
MUL R6,R1,R1 ;求数据平方放R6中
______ ; 求平方和放R5中
______ ; 数据个数减1
BNE______ ; 64个数据未处理完则继续
GOING1 MOV R4,#0 ;累加和初始化为0
______ ; 取待累加的数据首地址到R0
LOOPM LDR R1,[R0,#2]! ;取待累加的数据放R1中，地址自动更新，R0=R0+2
基于嵌入式处理器的研究
摘 要：嵌入式系统主要应用在一些特定的专用设备上，通常情况下这些设备的硬件资源非常有限，如处理器、存储器等，而且对成本非常敏感，有时还对实时响应要求很高。嵌入式微处理器的基础是通用计算机的CPU，是嵌入式的核心。在应用中，嵌入式微处理器具有体积小、质量轻、成本低、可靠性等优点。了解嵌入式处理器的特点、发展前景、评估方法、选择方法，对嵌入式开发有极其重要的意义。
关键词：嵌入式系统；嵌入式处理器；嵌入式处理器评估标准
1 嵌入式处理器的特点和分类
从硬件方面来看，嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器。嵌入式处理器的种类非常多，完全不同的体系结构就有几十种，其相关品种数量已经超过千种。无论哪种嵌入式处理器，都有一些共同的特点：①对实时操作系统具有很强的支持能力；②能够实现多任务，有较短的中断响应时间；③具有功能强大的存储区保护功能；④低功耗。
嵌入式处理器一般可以分为4类：嵌入式微控制器（Microcontroller Unit, MCU）、嵌入式微处理器（Microprocessor Unit，MPU）、嵌入式DSP处理器（Digital Signal Processor，DSP）和嵌入式片上系统（System on chip，SOC）。
2 嵌入式处理器发展趋势
2.1 高度集成化的SOC趋势
ARM公司是一家IP供应商，核心业务是IP核以及相关工具的开发和设计。半导体商通过购买ARM公司的IP授权来生产自己的微处理器芯片。由此，处理器内核来自ARM公司，各芯片厂商结合自己已有的技术优势以及芯片的市场定位等因素使芯片生产更优化，从而生产出一大批高度集成、各具特色的SOC芯片。例如Intel公司的X Scale系列集成了LCD控制器、音频编/解码器，定位于智能PDA市场;Atmel公司的AT91系列片内集成了大容量的Flash和RAM、高精度A/D转换器及大量可编程I/O端口，适合于工业控制领域。
嵌入式八股文200页
第一章 嵌入式的基本概念与发展趋势
1.1 嵌入式的定义及特点
嵌入式系统是以微型计算机技术为基础，集成在其他产品中，实现特定功能的计算机系统。它具有体积小、功耗低、成本低、性能高等特点。
1.2 嵌入式系统的应用领域
嵌入式系统广泛应用于消费电子、通信、汽车、医疗、工业控制等领域。例如，智能手机、智能家居、车载导航系统等都是嵌入式系统的应用。
1.3 嵌入式系统的发展趋势
随着科技的进步和人们对智能化产品的需求不断增加，嵌入式系统的发展呈现以下趋势：
1.3.1 多核处理器的应用
为提高系统性能和处理能力，嵌入式系统逐渐采用多核处理器，实现并行计算和任务分配。
1.3.2 网络连接能力的增强
嵌入式系统通过网络连接，实现与云端数据的交互和远程控制，满足人们对智能化、互联网化的需求。
1.3.3 人工智能的集成
随着人工智能技术的发展，嵌入式系统逐渐集成人工智能算法和模型，实现智能感知和决策能力。
第二章 嵌入式系统的硬件设计与开发
2.1 嵌入式系统的硬件组成
嵌入式系统的硬件包括处理器、存储器、外设等。处理器负责计算和控制，存储器用于存储数据和程序，外设用于与外部设备进行交互。
2.2 嵌入式系统的硬件设计流程
嵌入式系统的硬件设计流程包括需求分析、系统设计、电路设计、PCB设计、原型制作等步骤，确保系统满足功能和性能要求。
2.3 嵌入式系统的开发工具与环境
嵌入式系统的开发工具包括编译器、调试器、仿真器等，用于开发和调试嵌入式软件和硬件。
第三章 嵌入式系统的软件设计与开发
3.1 嵌入式系统的软件架构
嵌入式系统的软件架构包括操作系统、驱动程序、应用程序等。操作系统负责管理系统资源和调度任务，驱动程序用于控制外设，应用程序实现系统功能。
3.2 嵌入式系统的软件开发流程
嵌入式系统的软件开发流程包括需求分析、系统设计、编码、测试、调试等步骤，确保软件的正确性和稳定性。
