课程代号：080904605                                              课程密级：
嵌入式系统设计技术
执笔人：徐欣
英文名称：Embedded Systems Design
学时：36学时学分：2学分
开课学期：秋季
开课单位：电子科学与工程学院
教学方式：多媒体课件讲授与课外辅导相结合
嵌入式系统开发是什么考核方式：Project论文、交流演示各占50%
预修课程：微机原理、C语言程序设计
课程的地位、作用和任务：
嵌入式系统被定义为以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用系统，嵌入式系统设计技术已成为后PC时代最热门的研究领域之一。通过本课程的学习可以深刻理解嵌入式系统的概念和基本要素；掌握嵌入式系统软硬件设计的基本方法；跟踪嵌入式系统最新设计理念；实践嵌入式系统项目开发基本流程；为深入开展嵌入式系统相关科研项目研究奠定良好的基础。
课程内容和要求：
第一章嵌入式系统概述
嵌入式系统的概念和基本要素；嵌入式系统设计学科研究的主要内容；嵌入式系统设计学科的地位和重要性；嵌入式系统设计学科的发展现状与发展趋势；需要注意的行业标准与相关学科
第二章嵌入式处理器
嵌入式处理器的基本特征；分类介绍嵌入式处理的特点与应用：微控制器（MCU）、微处理器（MPU）、数字信号处理器（DSP）、片上系统（SOC）、可编程片上系统（SOPC）；典型的嵌入式处理器硬件系统设计
第三章嵌入式软件开发语言
嵌入式软件的基本特征；从计算机软件到嵌入式软件开发的过渡；面向处理器的汇编语言；嵌入式C/C++编程；具有平台无关特性的Java语言；嵌入式统一建模语言（UML）；嵌入式开发语言在不同设计场合和不同设计层次中的应用
第四章实时操作系统
实时操作系统（RTOS）的基本概念；RTOS在嵌入式系统设计中作用和地位；介绍几种适合于不同应用领域的RTOS：ucOS/II（MCU）、Virtuso（DSP）、Linux（MPU）；以VxWorks为例重点介绍RTOS的原理与应用；演示ucOS/II在C2000 系列DSP平台上的移植与应用
第五章嵌入式Internet技术
嵌入式Internet的基本概念；地球电子皮肤的概念阐述与实现；TCP/IP协议族及其在嵌入式系统中的实现；HTTP、FTP、PPP实现与应用实例
第六章嵌入式软件开发流程和集成开发环境
嵌入式软件开发基本流程；集成开发环境的基本构成要素；GNU组织与资源介绍；面向处理器
的集成开发环境；面向实时操作系统的集成开发环境；UML集成开发环境；开发工具的组织与选择
第七章可编程逻辑器件
可编程逻辑器件的定义与分类；可编程逻辑器件在嵌入式系统设计中的地位与作用；可编程逻辑器件的发展现状与发展趋势；重点介绍Xilinx可编程逻辑器件：CPLD、FPGA、Platform FPGA 原理和应用；Xilinx可编程逻辑器件硬件系统设计
第八章硬件设计描述语言
可编程逻辑器件与硬件描述语言；VHDL和Verilog HDL语法与基本电路设计；HDL仿真工具的基本使用方法；Handel-C语言语法与程序设计；基于C语言的FPGA设计工具DK1；信号处理算法的FPGA实现
第九章可编程逻辑器件开发流程与集成开发环境
可编程逻辑器件基本开发流程；集成开发环境的基本构成要素；百万门级FPGA开发工具Foundation ISE的使用；系统级开发调试工具：System Generator、Modular Design和Chip Scope ILA；开发工具的组织与选择
第十章智力产权复用与IP Core开发
可编程逻辑器件与智力产权（IP）；基于IP Core的嵌入式系统设计理念；IP Core的开发流程；IP Core的使用方法：Core Generator；智力产权保护与传播工具：IP Capture
第十一章基于FPGA的嵌入式系统设计
微处理器IP Core的基本特征；可编程片上系统（SOPC）的实现；Pico Blaze、Micro Blaze和PowerPC405微处理器IP Core介绍；基于微处理器IP Core的软件开发；软硬件协同设计与仿真技术
第十二章嵌入式系统项目开发
嵌入式系统项目开发一般流程；小组项目开发过程；文档规范与质量控制；嵌入式系统硬件设计参考；嵌入式系统软件设计参考；一个基于FPGA和DSP的嵌入式系统项目开发实例
实践能力要求：
以课程内容为指导，开展形式多样的Project设计，题目自选，Project内容在导师或任课教师指导下进行，提交比较完整的设计方案作为Project论文，以多媒体课件的形式完成Project交流。
教学安排：
课堂讲授：24学时研讨：12学时实验上机：根据Project需求和学生兴趣安排
主要教材和参考资料：
1．王学龙. 嵌入式Linux系统设计与应用. 清华大学出版社，2001年
2．邵贝贝. UC/OS-II－源代码公开的实时嵌入式操作系统. 中国电力出版社，2001
3．孔祥营，柏桂枝. 嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发环境Tornado. 中国电力出版，2002

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