嵌入式系统原理与设计-李宗伯-嵌入式系统教案文档格式.doc
《嵌入式系统原理与设计-李宗伯-嵌入式系统教案文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式系统原理与设计-李宗伯-嵌入式系统教案文档格式.doc（33页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
《嵌入式系统原理、设计与应用》、《嵌入式系统——体系结构、编程与设计》
教学
目的
任务
嵌入式系统作为计算机应用的一个重要分支，其突出的地位和广阔的应用市场，使其成为计算机应用研究的一个重要分支，它涉及到计算机专业软硬件方面的诸多知识，因此，本课程的地位重要，在了解该领域发展动态、掌握领域专业技术、培养学生动手能力等方面都具有重要的作用。
《嵌入式系统》是计算机硬件专业学生的一门专业限选课，着重对嵌入式系统设计方法和嵌入式系统设计能力的培养，是培养学生硬件设计能力的关键课程。
内容
课时
分配
章
内容
学时数
1
嵌入式系统定义、特征、分类等基本情况介绍
2
嵌入式系统设计方法及实例分析
3
嵌入式处理器以及ARM处理器介绍
10
存储器概述、时序及接口
6
5
总线介绍
I/O接口
12
7
嵌入式操作系统
8
嵌入式系统可靠性、低功耗设计
演讲课
习题课
实验课
教研室意见
教研室主任签名
年 月 日
教案续页
授课时间
第1周第1节
课次
授课方式
理论课■ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□
安排
2学时
授课题目（教学章、节或主题）：
第一章嵌入式系统概述
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
掌握嵌入式系统的定义、体系结构；
熟悉嵌入式系统的特点；
了解嵌入式系统的发展历史、应用、发展趋势和实现。
教学重点及难点：
重点：
嵌入式系统的定义、体系结构和特点
难点：
无
教 学 基 本 内 容
教学手段
及时间设计
1、嵌入式系统的定义
2、嵌入式系统的特点
3、嵌入式系统的分类
4、嵌入式系统的发展历史、应用、发展趋势和实现
多媒体讲解
第1节课讲定义、特点、分类
第2节讲发展历史、应用、发展趋势和实现
作业、习题、思考题：
什么是嵌入式系统？
嵌入式系统有什么特点？
课后小结：
熟悉嵌入式系统的特点
第1周第2节
第二章第一节嵌入式系统设计方法学
掌握嵌入式系统的传统设计方法；
熟悉嵌入式系统的形式化设计方法；
了解嵌入式系统的系统级设计方法。
嵌入式系统的传统设计方法
1、嵌入式系统的传统设计方法
2、嵌入式系统的系统级设计方法
3、嵌入式系统的形式化设计方法
第1节课讲设计方法学、传统设计方法
第2节讲系统级设计方法、形式化设计方法
熟悉嵌入式系统的形式化设计方法
第1周第3节
第二章第二节嵌入式系统设计流程
掌握需求分析、规格说明、体系结构设计；
熟悉构件设计、系统调试、测试；
了解GPS导航仪实例分析。
需求分析、规格说明、体系结构设计
如何划分设计过程
1、设计流程
2、GPS导航仪实例分析
第1节课讲设计流程
第2节讲GPS导航仪实例分析
撰写你所熟悉的嵌入式系统（例：
MP3播放器，IC卡电表、水表、气表等）的需求分析和规格说明，并完成体系结构设计。
熟悉构件设计、系统调试、测试
第2周第1节
第三章第一节嵌入式处理器
掌握嵌入式处理器的特点、分类；
熟悉典型嵌入式处理器；
了解嵌入式处理器的发展趋势和选择原则。
嵌入式处理器的特点、分类
如何分类
1、嵌入式处理器的特点
2、嵌入式处理器的分类
3、嵌入式处理器的发展趋势
4、嵌入式处理器的选择原则
第1节课讲特点、分类
第2节讲分类、发展趋势、选择原则
嵌入式处理器分为那三类？
其各自的特点是什么？
熟悉典型嵌入式处理器
第2周第2节
第三章第二节ARM处理器
掌握ARM处理器的系列情况；
熟悉ARM处理器的应用领域、特点；
了解ARM处理器的应用选型。
ARM处理器的系列情况
1、ARM处理器的应用领域
2、ARM处理器的特点
3、ARM处理器的系列情况
4、ARM处理器的应用选型
第1节课讲应用领域、特点、系列情况
第2节讲系列情况、应用选型
熟悉ARM处理器的应用领域、特点
第2周第3节
第三章第三节ARM处理器
掌握ARM处理器的数据类型、工作状态、工作模式、寄存器组织；
熟悉边界对齐、大小端格式。
寄存器组织
边界对齐、工作模式
1、数据类型、工作状态、工作模式
2、寄存器组织
第1节课讲数据类型、工作状态、工作模式
第2节讲寄存器组织
什么是边界对齐？
什么是大小端格式？
ARM处理器有哪几种工作状态？
其各自特点是什么？
ARM处理器有哪几种工作模式？
熟悉边界对齐、大小端格式
第3周第1节
第三章第四节ARM处理器
掌握程序状态寄存器、异常向量表和异常程序设计；
熟悉Thumb状态下的寄存器组织；
了解ARM处理器的异常处理机制。
程序状态寄存器、异常向量表和异常程序设计
异常程序设计
1、Thumb状态下的寄存器组织
2、程序状态寄存器
3、ARM处理器的异常状态
第1节课讲Thumb状态下的寄存器组织、程序状态寄存器
第2节讲ARM处理器的异常状态
具体描述ARM处理器的各种异常。
熟悉Thumb状态下的寄存器组织
第3周第2节
第三章第五节ARM指令系统
掌握寻址方式、ARM指令集中的基本指令，以及各指令的应用场合及方法；
熟悉一般ARM指令以及伪指令；
了解Thumb指令。
寻址方式、ARM指令集中的基本指令
指令类型的区分
1、寻址方式
2、ARM指令集
3、Thumb指令集
第1节课讲寻址方式、ARM指令集
第2节讲ARM指令集、Thumb指令集
掌握寻址方式、ARM指令集中的基本指令；
熟悉一般ARM指令以及伪指令
第3周第3节
9
第四章存储器系统
掌握存储器的组织；
熟悉常用存储器的特点、分类以及性能指标；
了解S3C44B0x的存储器分配。
存储器的组织
1、半导体存储器及性能指标
2、常用存储器
3、存储器的组织
第1节课讲半导体存储器及性能指标、常用存储器
第2节讲存储器的组织
熟悉常用存储器的特点、分类以及性能指标
第4周第1节
掌握标准电平、建立、保持时间、存储器时序分析；
熟悉SRAM硬件接口设计和时序分析；
了解存储器时序的基本概念。
标准电平、建立、保持时间、存储器时序分析
存储器时序分析、SRAM时序分析
1、存储器时序分析
2、SRAM接口
第1节课讲存储器时序分析
第2节讲SRAM接口
熟悉SRAM硬件接口设计和时序分析
第4周第2节
11
掌握Flash读硬件接口设计和时序分析；
熟悉处理器访存接口；
了解DRAM接口和Flash写时序分析。
Flash读硬件接口设计和时序分析
接口电平匹配和接口时序分析
1、DRAM接口
2、Flash接口
3、处理器访存接口
第1节课讲DRAM接口
第2节讲Flash接口、处理器访存接口
1、S3C44B0x与Flash芯片SST39VF160的接口设计（只考虑读操作，时钟频率为50MHz）
2、（选做题）S3C44B0x与SDRAM芯片HY57V641620HG（L）T的接口设计（时钟频率为50MHz）
熟悉处理器访存接口
第4周第3节
第五章第一节总线技术概述
掌握总线的定义、组成、功能、时序协议、分类；
熟悉总线的仲裁方式、连接方式；
了解总线标准。
定义、组成、功能、时序协议、分类
时序协议
1、总线的定义、组成、功能、时序协议、分类
2、总线的仲裁方式、连接方式
3、总线标准
第1节课讲定义、组成、功能、时序协议、仲裁方式
第2节讲分类、连接方式、总线标准
无。
熟悉总线的仲裁方式、连接方式
第5周第1节
13
第五章第二节PCI总线
掌握PCI总线的总线信号和总线事务；
熟悉PCI总线的基本情况和体系结构。
总线信号和总线事务
总线事务的时序分析
1、概述
2、体系结构
3、总线信号
4、总线事务
第1节课讲概述、体系结构
第2节讲总线信号、总线事务
熟悉PCI总线的基本情况和体系结构
第5周第2节
14
第五章第三节RS232C/RS485
掌握RS232C双机互联；
熟悉RS232C的基本情况、RS485的特点及组网方式；
了解RS485应用情况。
RS232C双机互联
1、RS232C通信接口
2、RS485总线
第1节课讲RS232C通信接口
第2节讲RS485总线
画出RS232C用于双机互连的连线示意图；
然后写出其利用硬件握手进行发送和接收数据的工作过程（任选一对硬件握手线）。
熟悉RS232C的基本情况、RS485的特点及组网方式
第5周第3节
15
第五章第四节USB总线
掌握传输、事务和包以及它们的关系；
熟悉端点、管道和帧；
了解USB的基本情况、机械电气特性。
传输、事务、包和端点
理解传输、事务、包和端点
1、USB基本情况
2、机械电气特性
3、传输、事务和包
4、端点、管道和帧
第1节课讲USB基本情况、机械电气特性、传输、事务和包
第2节讲端点、管道和帧
熟悉端点、管道和帧
第6周第1节
16
理论课■ 讨论课□ 实验课□ 习题课■ 其他□
第五章第五节USB总线
掌握传输协议；
熟悉USB描述符、结构化请求；
了解USB的等时传输。
传输协议、USB描述符、结构化请求
理解传输协议、USB描述符、结构化请求
1、传输协议
2、结构化请求
第1节课讲传输协议
第2节讲结构化请求
分析USB批量传输流程图，请根据该图用文字叙述其工作过程（包括每一个分支并说明分支出现的原因）。
熟悉USB描述符、结构化请求
第6周第2节
17
第六章第一节I/O接口电路概述
掌握I/O接口电路的数据传送方式；
熟悉I/O接口电路的基本组成、编址方式；
了解DMA周期挪用方式、交替访问方式。
I/O接口电路的程序中断方式
DMA传送方式
1、I/O接口电路的基本组成
2、I/O接口电路的编址方式
3、I/O接口电路的数据传送方式
第1节课讲基本组成、编址方式
第2节讲数据传送方式
熟悉I/O接口电路的基本组成、编址方式。
第6周第3节
18
第六章第二节中断控制器及DMA控制器
掌握S3C44B0x的中断源、向量表、寄存器；
熟悉DMAC的寄存器、中断控制器的基本情况；
了解DMAC的基本情况。
中断源、向量表、寄存器
中断向量表入口地址的理解
1、中断控制器
2、DMA控制器
第1节课讲中断控制器
第2节讲DMA控制器
熟悉DMAC的寄存器、中断控制器的基本情况。
第7周第1节
19
第六章第三节GPIO接口
掌握S3C44B0x的GPIO外接键盘和LED设计；
熟悉GPIO接口的基本构成，S3C44B0x的GPIO寄存器。
GPIO外接键盘和LED设计
键盘去抖动、LED限流
2、S3C44B0x的GPIO接口
3、GPIO应用
第1节课讲概述、GPIO接口
第2节讲GPIO应用
第7周第2节
20
第六章第四节中断控制器及DMA控制器
掌握S3C44B0x的寄存器和编程；
熟悉定时器的基本工作原理、S3C44B0x的定时器基本操作；
了解S3C44B0x的定时器内部结构。
定时器的编程
S3C44B0x的定时器基本操作
2、S3C44B0x的定时器
第1节课讲概述、定时器
第2节讲定时器
采用定时器定时中断方式设计跑马灯（8个LED）控制系统（LED部分硬件电路及接口程序），要求不能与书上相同。
熟悉定时器的基本工作原理、S3C44B0x的定时器基本操作。
第7周第3节
21
第六章第五节UART接口
掌握S3C44B0x的UART内部结构、寄存器；
熟悉串口通信的基本原理。
UART内部结构、寄存器
2、工作原理
3、UART的内部结构
第1节课讲概述、工作原理
第2节讲UART的内部结构
第8周第1节
22
第六章第六节UART接口
掌握UART接口的部件编程；
熟悉UART接口的硬件设计；
了解JTAG接口。
UART接口的部件编程和硬件设计
UART接口的部件编程
1、UART接口的部件编程和硬件设计
2、JTAG接口
第1节课讲UART接口的部件编程和硬件设计
第2节讲JTAG接口
1、采用UART设计一个串行发送程序（DMA方式），要求发送字符串“0~9a~zA~Z”。
2、（选做）用Protel画出UART接口（RS232）电路原理图。
熟悉UART接口的硬件设计。
第8周第2节
23
第七章第一节嵌入式操作系统
掌握嵌入式操作系统的定义、必要性；
熟悉嵌入式操作系统的优缺点、构成等
升级会员 