嵌入式竞赛培训课程
一、开课目的
本课程专门针对英特尔杯大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛开设的课程。该竞赛是全国大学生电子设计竞赛的一部分，是面向优秀学生发挥潜能的一项重要赛事。此项竞赛对培养大学生实际工作能力，创新意识和团队精神十分有利，促动了学科的发展，促进了课程体系和教学内容的改革，体现了对学生实践能力的检验和培养。本课程主要讲述嵌入式系统的相关开发知识。
二、开课时间、地点
16周-19周，周二、周四晚上，地点A207教室
三、课程性质
素质公选课，16课时，1个学分
四、授课对象
对嵌入式电子设计竞赛有兴趣的全校大二、三、四年级学生。
五、选课方法
现场报名，名单统一提交到教务处确认。
六、教学内容与学时分配（16学时）
教 学 内 容 与 时 间 安 排 表
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序号 |
内 容 |
总课时 |
理论课时 |
实践课时 |
授课老师 |
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一 |
嵌入式系统应用 |
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2 |
0 |
廖勇 |
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二 |
嵌入式实时系统特性 |
2 |
2 |
0 |
廖勇 |
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三 |
嵌入式硬件系统 |
2 |
2 |
0 |
廖勇 |
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四 |
嵌入式软件系统 |
2 |
2 |
0 |
廖勇 |
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五 |
ARM处理器体系结构 |
2 |
2 |
0 |
黄克军 |
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六 |
ARM的指令系统与寻址方式 |
2 |
2 |
0 |
黄克军 |
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七 |
ARM汇编语言设计 |
2 |
2 |
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黄克军 |
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八 |
ARM处理器的C语言程序设计 |
2 |
2 |
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黄克军 |
（一） 嵌入式系统应用（2学时）
1．主要内容
采用不同的应用实例（一个简单控制系统、ABS系统、汽车电子系统、微波炉、佳能数码相机、无线传感器网络（Smart Dust、Mica2 Mote）、无线传感器应用（楼宇健康状态监控、库存管理、火灾监控、生物栖息状态监控、桥梁健康状态监控）、航空电子系统、火星探测器、普适计算）介绍嵌入式系统的应用情况。
2．基本要求
让学生了解：无所不在的嵌入式应用，嵌入式系统的基本概念几个重要概念，如无所不在性、实时性、可靠性等。
（二） 嵌入式实时系统特性（2学时）
1．主要内容
引导学生扩展后PC时代的计算机概念，理解和认识广义计算机。讲述后PC时代的嵌入式系统，无处不在的嵌入式系统,嵌入式系统的定义,嵌入式系统的发展历程,嵌入式系统的特点和特殊要求。
2．基本要求
让学生掌握嵌入式系统与实时系统的辩证关系，嵌入式实时系统的重要特性。
（三） 嵌入式硬件系统（2学时）
1．主要内容
先给大家展示一套嵌入式评估板（ADI BLACKFIN-561）；再分别讲述嵌入式硬件系统的组成、特点，分别从处理器、总线、存储、外设接口等方面进行介绍；RISC处理器的设计原理与特点（短周期时间、单周期执行时间、简单固定格式的指令系统、不采用微码技术、高效的流水线操作（流水线技术和超标量技术的基本原理以及二者之间的区别）、延迟转移）。
2．基本要求
让学生掌握：嵌入式微处理器的分类，主流的嵌入式微处理器，微程序（微码）技术，嵌入式微处理器的发展；嵌入式硬件的组成、特点、与通用处理器的异同。
（四）嵌入式软件系统（2学时）
1．主要内容
介绍嵌入式软件系统交叉开发方式、目标机与宿主机，嵌入式软件运行流程以及每一步骤所完成的工作，并以ERTOS VxWORKS为例，分析嵌入式软件系统从启动到应用程序开始运行整个过程的执行情况，这些过程分别由哪些函数或者模块执行，彼此之间的关系如何？
2．基本要求
让学生了解：主流嵌入式操作系统；嵌入式软件的运行过程；嵌入式操作系统的基本概念。
（五）ARM处理器体系结构（2学时）
教学内容：
1、片上系统（System on Chip，SoC）与嵌入式处理器
2、ARM体系结构概述
3、ARM的2种状态和7种模式
4、ARM的模式无关寄存器、模式相关寄存器和专用寄存器的组织
5、ARM指令集和Thumb指令集概述
6、基于ARM体系结构的嵌入式处理器
（六）ARM的指令系统与寻址方式（2学时）
教学内容：
1、指令的寻址方式
2、条件指令
3、指令对CPSR标志位的影响
4、寄存器之间的数据传送指令及算术、逻辑运算指令
5、寄存器与存储器之间数据传送指令
6、程序跳转指令
7、Thumb指令集简介
（七）ARM汇编语言设计（2学时）
教学内容：
1、汇编、汇编器和汇编语言程序的基本概念
2、ARM汇编语言中的符号
3、ARM的伪指令、宏
4、汇编语句格式
5、ARM汇编语言中的表达式及运算符
（八）ARM处理器的C语言程序设计（2学时）
教学内容：
1、ARM汇编语言程序设计
2、ARM程序的框架结构
3、C语言程序对汇编程序的调用
4、ARM与C语言混合程序设计