《嵌入式原理与应用》教案.docx

xxx学校 《嵌入式原理与应用》 教 案 xxx ～xxx 学年度第 x 学期 主 讲 教 师 教师单位 课程性质 计划学时及学分 主 教 材 授 课 班 级  第一讲 嵌入式系统概述（ 1课时） 一、课程教学目标 了解嵌入式系统的基本概念； 掌握嵌入式系统的特点； 掌握嵌入式系统的组成； 了解嵌入式系统的应用领域。 二、内容要点 讲解嵌入式系统的定义，包括IEEE关于嵌入式系统的定义，嵌入式系统的常见定义以及嵌入式系统的广义定义。 举例说明嵌入式系统的特点。 学习嵌入式系统的组成，包括硬件和软件。 三、教学过程 以隐藏在汽车中的各种嵌入式系统为例讲解嵌入式系统的基本概念 结合事例讲解嵌入式系统的特点 特点 事例 是专用的计算机系统，用于特定的任务 公司里面考勤使用的人脸识别机 嵌入式系统运行资源有限 STM32F101T4的内部集成的随机访问存储器为4KB，快闪存储器为16KB，CPU主频只有36MHz。 嵌入式系统往往极其关注成本 对于手机生产厂家来说，如果每部手机节约1元人民币，就意味着全年节约数亿元人民币的成本 嵌入式系统大都有功耗要求 智能手机和iPad 嵌入式系统有实时性的要求 汽车上的行车电脑 运行环境差异较大 运行在冰天雪地的南北极的嵌入式系统 可靠性要求高 嵌入式系统往往要长期在无人值守的情况下运行 嵌入式产品具有较长的生命周期 冰箱、洗衣机 嵌入式系统的目标代码通常是固化在非易失性存储器中 嵌入式系统的功能是相对固定的，目标代码通常是固化在非易失性存储器芯片中，通常不允许用户随意更改其内部核心软件 嵌入式系统需要专用开发工具和方法进行设计 需要专门的开发工具 从通用计算机入手，讲解嵌入式系统与通用计算机在硬件上的不同，重点讲解嵌入式硬件抽象层HAL 结合事例讲解嵌入式系统的应用领域 特点 事例 工业控制 数字机床 网络通信设备 移动终端设备 消费类电子产品 智能手机 航空航天 旅行者1号无人 空间探测器 军事国防领域 导弹控制 小结 主要介绍了嵌入式系统的基本概念、嵌入式系统的特点、嵌入式系统的组成和嵌入式系统的应用领域。学习本课堂内容，可使学生建立嵌入式系统的基本概念，了解嵌入式系统的特点和广泛用途，激发学习兴趣，为后续章节的学习打下基础。  第二讲 嵌入式系统基础知识（ 1课时） 一、课程教学目标 了解常用的嵌入式处理器； 了解嵌入式系统中常用的存储器； 理解不同嵌入式处理器之间的差异，能根据应用需求选择合适的嵌入式处理器； 了解常见的嵌入式操作系统； 了解常用的嵌入式图形系统； 掌握嵌入式系统开发的流程和模式。 二、内容要点 嵌入式硬件系统，包括嵌入式处理器、存储器、输入/输出接口和其他外部设备 嵌入式软件系统 嵌入式系统的开发流程和模式 三、教学过程 详细介绍嵌入式处理器的处理器指令集CISC和RISC 以CPU五级流水线为例讲解CISC与RISC的数据通道——指令取指（IF）、译码（ID）、执行、访存、写回。并举例：两个8位的数相加的CISC和RISC各自执行情况 罗列介绍CISC和RISC各项对比指标 介绍CISC和RISC的发展趋势 详细介绍嵌入式处理器的存储结构：冯.诺依曼结构和哈佛结构 结合图片介绍常见嵌入式处理器，包括嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统，并介绍它们各自特点 结合图片介绍常用的存储器类型 主存和外存的概念和选择因素 常用的存储器类型：随机存储器、只读存储器、混合存储器 NOR Flash与NAND Flash 常用的外部存储器：DOC、CF卡、SD卡、TF卡 介绍常用的外围接口：片内外设、外部外设 介绍嵌入式软件系统：嵌入式操作系统、嵌入式图形系统 介绍嵌入式系统的开发流程和模式 嵌入式系统的开发流程：需求分析、体系结构设计、软硬件协同设计、系统集成、系统测试 嵌入式系统的开发模式，即“宿主机/目标机”的开发模式 小结 本讲首先介绍了嵌入式系统中常用的嵌入式处理器和存储器的特点及应用场景，然后列举了典型的嵌入式系统操作系统和图形系统，最后讲解了嵌入式系统的开发流程、工具软件和调试方法。通过本章的学习，学生能够掌握嵌入式系统的硬件组成，了解常用的嵌入式系统软件，理解嵌入式系统的开发和调试方法，从系统的视角了解嵌入式系统开发涉及到的各个环节。  第三讲 ARM处理器基础（ 1课时） 一、课程教学目标 了解ARM体系结构的发展过程； 掌握主要ARM体系结构； 了解ARM体系结构的扩展； 了解常见ARM处理器的架构和特点。 二、内容要点 ARM相关知识 ARM家族-基于指令集体系结构（ISA）的分类 ARM产品线 ARM处理器 ARM处理器命名规则 三、教学过程 介绍ARM相关知识 介绍ARM公司的前身和今世 ARM模式：