嵌入式课程总结(精选5篇)

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嵌入式课程总结范文第1篇

北京工业大学作为以培养“应用型”人才为目标的“211工程”市属重点大学,对嵌入式系统领域的课程建设非常重视,2003年,计算机学院对专业的设置进行了相应的调整,设置了嵌入式系统专业培养方向,调整后的体系结构学科部将以嵌入式体系结构作为教学的重点,2004年在01级本科生专业选修课中开设了“嵌入式系统”课程。

嵌入式系统融合了计算机软、硬件技术、通讯技术和半导体微电子技术,针对实际应用系统需求,将相应的计算机直接嵌入到应用系统中。嵌入式系统设计需要设计者具有较强的综合理论知识和动手能力,是对设计者综合能力,特别是创新能力的考查。因此,“嵌入式系统”课程是本科生前三年基础课和专业课综合能力的延伸。

一、课程特色

北京工业大学计算机学院“嵌入式系统”课程通过近三年的建设已经形成了一定的特色,该课程将在2004级本科生中加大到2门课程,64学时的“嵌入式系统原理与技术”和60学时的“嵌入式系统”课程设计。

1.与国际知名企业联手,提升课程新技术含量

IT领域的新技术发展令人应接不暇,虽然大学生在校期间需要学习的都是一些基础知识,但他们毕业走向社会后,必然要面对这些新技术,如果我们的教学内容陈旧,就会加长学生毕业后的适应周期;如果我们能够提供给学生更多接触这些新知识、新技术的机会,就会使学生毕业后能够迅速地融入到社会实际中。为此,我们就要与这些国际知名的企业联合起来,为学生提供一个接触、学习新技术的环境,同时也能使我们的教学内容与这些新技术基本保持同步。

本课程在开设之初就得到了微软公司、微软亚洲研究院的大力支持,在技术上、开发工具上给予了我们大力的支持,因此,在课程内容上可以将微软最新的技术传授给学生,能够缩短学生毕业后角色转换的时间,尽快地投入到工作中。同时,本课程还得到了Intel公司在硬件实验平台上的支持,使得学生们可以结合硬件平台学习嵌入式系统设计的方法和手段,了解实际工程设计的流程。

本课程涉及目前嵌入式系统最为流行的两项新技术――Intel公司的XScale和Microsoft的Windows CE,本课程以Intel XScale应用处理机PXA255为硬件平台,讲述Windows CE操作系统定制、优化方法以及应用程序的开发手段、方法。

2.课堂教学搬到实验室

“嵌入式系统”是一门以应用开发为主的课程,在应用开发部分要涉及到开发环境、开发工具的介绍,如果按照以往先在课堂讲授,再到实验室做实验的教学方式,不仅使学生感觉到枯燥无味、不易掌握,而且在实验之前还要再花费时间复习。于是,我们在去年尝试了将课堂转移到实验室,主讲教师边讲,学生边做的教学方式,得到了同学们的认可,当同学们顺利地定制出第一个Windows CE操作系统时,脸上露出了灿烂的笑容。

3.课程考核来于实践

为了加强学生动手能力的培养,“嵌入式系统”课程的考核成绩全部来自于实践环节,实验占总成绩的40%,课程设计占总成绩的60%。学生在完成实验基础上,完成指定题目的课程设计。课程设计题目每年不断更新,学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目,分值依据题目难易程度而定。

4.科技竞赛激发学生创新精神

针对那些具有特点的学生进行重点培养,支持他们参加国内外与嵌入式系统相关的竞赛,并取得了优异的成绩。在2004年教育部、信息产业部举办的“全国大学生电子设计竞赛――嵌入式系统专题邀请赛(英特尔杯)”中提交的以开发的作品“无线智能心血管监测诊断系统”首次参赛即获得了全国三等奖。在“2005年微软嵌入式系统全球大学生挑战赛”,入围全球前30名,并参加了在美国西雅图微软总部举行的总决赛,获得“优胜奖”。由于在“微软嵌入式系统全球大学生挑战赛”中提交的作品“运动个人助理”得到了专家评委的一致好评,被微软公司推荐参加了IEEE(国际电子、电气工程师协会)举办的“第六届计算机学会国际设计大赛(CSIDC)”。该项赛事是国际计算机界大学生的顶级赛事,我校代表队经过激烈的角逐最终进入了在美国首都华盛顿举行的全球前10名(TOPTEN)总决赛,并获得优胜奖,这是中国大陆代表队首次进入该项国际计算机界顶级赛事的全球前10名总决赛,为国争了光。

学生们还参加了Altera公司举办的“Nios软核心嵌入式处理器设计大赛”,在2004年获得了优胜奖,2005年获得了“三 等奖”。

这些成绩表明北京工业大学计算机学院在国内外嵌入式系统教学方面,已具有比较明显的优势,这些成绩的取得同时也促进了其他学生对“嵌入式系统”课程的浓厚兴趣。

5.具有实践经验的教师参与教学

从事嵌入式系统理论课程及实践教学任务的教师总计8人,其中:具有正高职称1人,副高职称3人,中级职称4人,形成了老、中、青教学梯队。具有博士学位的3人,具有硕士学位的3人,知识结构合理。

在这支队伍中,多名教师从事过工业控制产品的开发工作,对于嵌入式系统这门强调与应用紧密结合的课程,他们可以将工程设计的理念传授给学生,可以更好地指导学生们的实践。

二、实施办法

1.教学科研并重,加强师资队伍的建设

“嵌入式系统”是一门强调工程实践的课程,因此,就要求教师要参与到相关科研项目中,从项目中积累经验,以达到更好地指导学生实践环节的效果,目前,课程组参与的科研项目主要涉及到医疗仪器、数字社区和汽车电子等领域。

2.不断更新教学内容

嵌入式领域的技术更新换代的速度十分迅猛,以微软公司的Windows CE操作系统为例,基本上每2年推出一个新版本,2004年课程开设之初使用的Windows CE 4.2,2005年推出了Windows CE 5.0;明年将推出Windows CE 6.0,因此,要求我们教师要不断跟踪新技术,更新教学内容。

3.加强竞赛基地建设

由于我们在前两年的学生嵌入式系统科技竞赛中取得了比较优异的成绩,学校在今年的北京市政府专款建设项目中投资近60万元,建立了“嵌入式系统科技竞赛训练基地”。通过搭建一个学生参加科技竞赛、训练的基础平台,形成一个传、帮、带的梯队、达到“以点带面”的良性循环效果,增加学生学习理论课程的兴趣,加强学生创新能力的培养,力争在国内、国际比赛中再创佳绩,培养出社会急需的计算机“应用型”人才。

嵌入式课程总结范文第2篇

关键词:嵌入式;ARM;SOC;FPGA

中图分类号:G64 文献标识码:B

文章编号:1672-5913(2007)17-0025-03

1 引言

随着手机、PDA、高清电视(HDTV)、机顶盒、智能家电、汽车电子、路由器、医疗仪器、航天航空设备等嵌入式系统的广泛应用,中国嵌入式系统市场预计每年将直接创造亿元的效益,因此嵌入式将成为电子信息产业新的经济增长点,嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的应用领域之一。与巨大的市场潜力和产业需求相比,我国国民教育体系下嵌入式系统的教学知识较为陈旧,缺乏实践锻炼,无法适应企业的实际需要,嵌入式人才的缺乏是阻碍我国嵌入式系统发展的首要因素。本文首先分析我国目前嵌入式专业教学的现状,阐述了嵌入式课程体系的知识结构,接下来针对应用型本科院校计算机类嵌入式方向的课程设置与教学进行了探讨,最后对该教学模式实施的实际效果进行了总结。

2 嵌入式课程设置现状分析

2.1 现状及问题

目前,我国大部分高校的嵌入式系统教学仍然停留在20世纪80年代初发展起来的以8位51单片机为核心的教学水平上。教学内容、教学方法、教学手段、教材体系不能适应嵌入式技术发展的需要。学生学完这门课程后满足不了社会对嵌入式人才的需求。究其原因,一方面是因为从事该领域的研发人员常常需要不同专业背景,例如计算机、电子、通信、自动化与控制,等。另一方面更重要的原因是我国的嵌入式教学没有跟上嵌入式技术的发展,笔者认为我国嵌入式教学存在如下问题:

(1)定位不明确,课程体系设置不合理:一个嵌入式系统不但包括硬件部分还包括软件部分。电子类、通信类、计算机类专业都可以开设嵌入式方向,但培养目标是不相同的、课程设置和侧重点也不相同,而目前有些高校只是根据技术潮流笼统地开设一门课程,远远达不到系统地学习嵌入式技术的需要。因此,高校开设置嵌入式专业时必须找准定位,结合自身的特点和优势开设课程。

(2)缺少系列教材:嵌入式技术往往和行业背景结合紧密,由于新技术日新月异,很难找到一套普遍适用的系列教材。这也给嵌入式教学带来影响。

(3)课程教学内容陈旧:嵌入式课程是一门很新的技术,目前有些高校虽然开设了这方面的课程,但是师资往往没有同步跟上,很多都是从相关专业转型而来,在短期内无法跟上新技术变革,因此出现教学内容陈旧,而且广度有限,深度不够的现象。

(4)缺少实践锻炼:嵌入式是一门实践性很强的技术。目前有些高校缺少实验设备,没有与实际工程应用密切结合的课程设计,使得高校培养的人才创新意识薄弱,实践能力不强,与实际工程应用需求严重脱节,学生发展后劲不足。

要解决以上问题,必须对嵌入式专业所需要知识结构有所了解。

2.2 嵌入式专业的知识结构

从广义上说,以单片机,FPGA/CPLD,DSP,ARM等实现的产品都可以称之为嵌入式产品,基于FPGA的SOC、SOPC、ASIC设计都和嵌入式系统密切相关,如图1所示。

嵌入式工程人员应该具备什么样的知识结构呢?嵌入式工程人员既可从事嵌入式硬件设计,也可从事嵌入式软件设计,下面结合我国对嵌入式软件人才的培养要求,我们认为工程型嵌入式软件人才应具有如下的知识与能力:

(1)硬件知识

嵌入式系统是以应用为中心、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计算机系统。因此,对于从事嵌入式软件开发的工程人员,必须清晰地掌握相关的硬件基础知识,如嵌入式微处理器、接口技术、软硬件一体化的开发工具,等。

(2)软件工程知识

嵌入式软件工程与通用软件工程具有共同之处,但又有很大的差异。因此,嵌入式软件工程人才必须首先具有软件工程技术的基本知识和工程技能,例如软件工程管理、软件质量、软件工程过程,等。同时,一个好的嵌入式开发工程师必须掌握一门开发语言、精通一种主流微处理器系统、掌握一套开发工具和一种嵌入式操作系统。

(3)行业领域知识

嵌入式系统是与特定行业应用密不可分的,嵌入式软件在移动设备、数字家电、汽车电子、数控机床、医疗电子、航天航空、工控等领域得到广泛应用。所以,嵌入式软件工程人才必须具有一定的行业领域知识,才能胜任工作。

(4)系统工程能力

由于嵌入式系统是面向某种特殊应用,所采用的硬件平台、开发工具和应用环境都有所不同,再加上市场对大多数产品要求开发周期短和成本低,我们无法为了某一种产品而从头开发。因此,如何选择合适的软硬件平台以高效地开发产品,如何有效管理开发团队中的各类人员,如应用专家、硬件工程师、软件工程师和其他相关工程人员,成为嵌入式系统产品开发的重点。这就需要嵌入式软件工程人才应具备解决工程问题的能力,自我知识学习与更新能力和良好的交流与组织协调能力。

对于嵌入式专业的教学,不可能把图1中罗列的所有技术全部学习一遍,这样做也得不偿失。一个比较好的方法是根据各个学校的特点实施嵌入式课程教学,电子类、通信类、计算机类专业都可以开设嵌入式方向,但是其侧重点和培养目标是不相同的。下面主要结合计算机类专业的嵌入式方向阐述其课程设置与教学。

3 基于ARM架构的嵌入式课程设置与教学

3.1 课程体系

嵌入式专业的特点是涉及知识面广、综合性强、实践性强,并且学科发展快,因而学习难度大。同时,它要求教师不仅具备一般的计算机系统的软硬件知识,如计算机系统结构、操作系统、计算机网络、编译原理、数字电路,等,而且需要真正从事过嵌入式系统的开发实践,才能对嵌入式系统中的实时性等抽象概念和系统调试过程有感性认识。

对于计算机应用类的学生而言,学习嵌入式系统设计重点应该放在嵌入式软件设计这一部分。如果学生掌握了一种主流嵌入式微处理器、掌握了一门开发语言、一种嵌入式操作系统、一套开发工具,就达到了系统地学习嵌入式技术的要求。

目前,在嵌入式领域中广泛应用的是ARM(Advanced RISC Machines)系列微处理器。作为世界第一大IP知识产权厂商,ARM公司本身不直接从事芯片生产,而是靠转让设计许可,由合作公司生产各具特色的芯片。可以说,ARM公司引发了嵌入式领域的一场革命,在低功耗、低成本的嵌入式应用 领域确立了市场领导地位,是目前32位市场中使用最广泛的微处理器。ARM从1991年大批量推出商业RISC内核到现在为止,已授权交付了超过20亿个ARM内核的处理器核。在全球已有将近200多个半导体公司购买了ARM核,生产自己的处理器。目前,80%以上的GSM手机、99%的CDMA手机以及将来的WCDMA、TD-SCDMA手机都采用的是基于ARM核心的处理器。ARM进入中国2年以来,已经与中兴、华虹、东南大学、上海集成电路设计中心及中芯国际签定了芯片核心技术授权协议。因此,学习以ARM为架构的嵌入式技术具有非常广阔的前景。

对于嵌入式开发语言目前主要有汇编语言、C和C++语言、Java语言,等。对于嵌入式操作系统目前主要有VxWorks、Windows CE、Linux和μC/OS-II,等,各个学校可以根据实际情况开设这些课程。集成开发工具主要有Tomado、Windows CE开发工具、ADS,等。下面结合笔者所在学校介绍其嵌入式方向的课程设置与教学情况。

计算机系嵌入式专业培养目标偏向嵌入式软件设计开发。其课程体系的设置应该体现“注重工程能力培养的嵌入式系统人才知识体系”。根据学生的接受能力,嵌入式知识的学习应体现层次性、由易到难的渐进性、注重实践性。其知识结构由基础知识、专业基础知识、专业知识这样一个层次结构组成。

基础课程阶段:主要学习理工科的一些基础课程,如高等数学,等,主要在大学一、二年级开设,这里不再赘述。

专业基础课和专业课开设方案如图2所示,图中列出其主要课程,该课程体系的目标是培养嵌入式系统软件设计师。

专业基础课阶段:如图2底部所示,主要包括模拟电子电路、数字电子电路、数据结构、C语言程序设计、Java语言程序设计、计算机组成原理、操作系统,等。主要放在大学二、三年级开设。

专业课阶段:如图2中部所示,专业课体现为三条线,主线是图中部虚线框中以ARM为架构的系列课程:第二条线属于硬件方面的选修课程,用于加强学生对嵌入式硬件方面的了解;第三条线属于软件方面的课程,用于加强学生软件方面的知识,后两条线的课程都为主线服务。下面详细介绍主线各门课程的主要知识点。

“汇编语言程序设计”课程是学习嵌入式技术的入门课程。主要介绍汇编语言程序设计的基础知识,ARM系列微处理器,基于ARM体系结构的指令系统以及汇编程序设计。本课程是学习嵌入式系统原理与接口技术、嵌入式系统设计与应用等知识的前导课程。

“嵌入式系统原理与接口”课程的教学内容应包含典型的嵌入式微处理器的工作原理、嵌入式系统的存储体系、GPIO、总线接口、网络接口,等。在嵌入式系统的教学中对特定的微处理器内部结构的知识要求淡化,对处理器接口知识的要求必须加强。该门课在教学过程中应注意“点面结合”,以某种平台为重点,兼顾其他系统的特征。

“嵌入式操作系统”课程主要介绍嵌入式系统基本知识,嵌入式系统的一个重要特征是系统存储资源有限和对实时性要求高,其用户界面与通用系统也很不一样,因此嵌入式操作系统与通用操作系统有较大的差别。在嵌入式操作系统课程中需要结合典型的嵌入式操作系统对操作系统的基本构成、工作机制、系统移植剪裁和实时任务调度等内容进行介绍。不同的学校可根据具体情况选择一到两门流行的嵌入式操作系统,如UCOSII、Linux、WinCE、Vxworks,等。

“嵌入式系统设计与应用”课程的教学内容应该包括嵌入式系统体系结构、嵌入式系统设计的基本方法、软件编程及设备接口和驱动,等。设置本课程的目的是让学生了解和掌握必要的嵌入式系统设计方法学的概念、方法和工具。

“嵌入式系统测试技术”嵌入式产品往往是软硬件结合的产物,其设计方法涉及软硬件协同设计、系统级设计、数字系统设计等多个层次。因而,嵌入式软件的测试不同于一般的软件测试,本课程的重点放在嵌入式软件测试,该课程包括了嵌入式软件测试的一般过程,内容包括结构化测试和嵌入式系统的原理、测试生命周期、重要的应用技术、基础设施、测试组织形式和测试原则。

3.2 课程教学

目前嵌入式教材存在的知识结构笼统、平台相关性问题及针对性不强等问题。我们逐步编写了嵌入式方向的系列教材,并且聘请企业的技术专家参与教材编写,让来自工作一线、拥有丰富工作经验的专家直接参与教材编写,大大增强了教材的实用价值。这些教材以ARM体系结构为主线,理论研究与实际开发紧密结合,面向应用。目前这些教材在实际教学中取得了良好的效果。

针对在校学生缺少行业背景知识这一缺点,我们在教学中大力开展了与企业的合作。首先我们研究企业需求、深入很多大中小型IT企业,作岗位调研,看看企业到底需要什么样的嵌入式人才,聘请企业专家参与课程设置与专业建设。同时,我们也研究嵌入式人才的就业问题,研究什么样的嵌入式人才好就业,在学生学习期间,直接把学生派到相关企业进行实习和毕业设计,使得培养的嵌入式人才能够适应企业的需要。

此外,注重嵌入式师资的培训,充分利用寒暑假将专业教师派到相关企业直接参与项目的开发。通过这种方式使得专业课教师能够紧跟时代的步伐,时刻引领新知识、新技术,避免了其知识的陈旧性。

4 结论

嵌入式课程总结范文第3篇

【论文摘要】介绍嵌入式系统的概念和发展状况,以及目前国内外嵌入式系统在独立学院教育的现状,根据多年的教学实践,结合目前本校开展嵌入式系统教学的教学经验,总结出适合我国独立学院开展嵌入式系统课程的教学模式。

1.引言

目前,国内开设有关嵌入式系统课程的独立学院极少,培养出的基于Linux平台上的嵌入式软件开发人员更是凤毛麟角。所以,注重应用能力培养的独立院校,特别是有计算机、电子技术等相关专业的工科独立院校,应该尽早引入嵌入式系统的教育,结合自己专业特点,大力开展嵌入式系统的教学工作。

2.嵌入式系统简介

嵌入式系统一般指非PC系统,而是指小型、专用的计算机系统。它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起,应用程序控制着系统的运作和行为;操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。

3.国内嵌入式系统教学的现状

国内教育界将嵌入式系统的教学大致分为三类:软件学院专业嵌入式教学;计算机专业嵌入式教学;电子、自动化等相关专业嵌入式教学,对于嵌入式系统的教学研讨从嵌入式课程体系的设置、嵌入式理论教学的开展、嵌入式实验教学的开展、嵌入式综合设计与学生工程实训等几方面展开。

4.嵌入式系统教学模式的探讨

综观国内外,长期以来都没有专门针对嵌入式系统专业的学科设置,从事该领域的研发人员都来自不同专业背景,例如自控、电子工程、通信工程、计算机应用等专业。由于知识结构不能完全满足嵌入式系统工程的要求,需要经过较长的再培训才能胜任嵌入式系统工程师的工作。嵌入式系统教育给传统计算机、电子信息工程教育带来了巨大的冲击和挑战,也带来了历史的发展机遇。嵌入式系统工程(ESE)是一个全新的专业,需要企业和社会的认知过程,课程体系需要经历设计、发展、完善的过程。

通过与国内其他高校的专家的探讨与学习,结合西部高校普遍存在的资金非常缺乏,实验条件的局限,以及电子信息工程专业学生的特点,我们积累和总结出关于嵌入式系统教育教学模式的一些想法,列举如下:

4.1 建立一套适合学校特点的课程体系

嵌入式课程是近几年来建立的一门新课程,有它自身的特点、规律。嵌入式的课牵扯面很广,包括研究生的课程、本科生的课程、技能课程的培训等。由于该课程与实际结合得非常紧密,容易教成短期培训,而作为一门课程要有自己的规律,不要把这个课程做成嵌入式系统教学的技能培训,要结合独立学院的自身培养目标特点制定出相应的教学计划以及实施方案。例如在我校,针对电子信息工程专业,目前师资力量等都不能满足直接建立一个嵌入式系统的专业,设想把嵌入式系统设定为电子信息工程专业本科主修方向,在低年级时开设相关的专业选修课,让有意于此方向的学生打好基础,在本科高年级进一步学习。作为电子信息工程专业,在教学中一定不能光注重应用,也要将清楚计算机本身的规律在什么地方,为什么发展嵌入式,有什么原理进行探讨,从而建立一套适合我们特点的课程体系。

4.2 课程应该分层次

嵌入式系统教学的层面应不同,有研究生、本科生高年级、重点大学、普通大学、独立学院等的分别,在授课时有所区别。在本学院推行这门课,考虑到针对的是电子信息工程专业,和其他学院的侧重点是不同的,但作为电子信息专业中的一个主修方向,在教学中应该突出原理与应用的紧密结合且能体现出理论和实践并重的特点,在教材的选定上应该包括有关嵌入式处理器、操作系统(linux或ubantu)、开发平台和应用,重点学习原理及相关应用。

4.3 主动去获得更多的支持

由于学校在技术、经验、资金等方面有很多的困难,所以应该主动寻求以获得更多的帮助,例如主动跟国内外相关公司索取资料、设备,要求一些技术支持等,积极组织教师参加全国范围的各种嵌入式系统教学研讨会、及到各知名企业进修,让教师深入了解技术发展。

4.4 可利用仿真软件、书籍内容辅助实验教学

如果让理论知识能让学生达到所见即所得是本课程教学的重点和难点,由于资金的缺乏,现成的实验板很昂贵,应采用仿真和实验相结合的方法,一部分学生在SkyEye、microwindows仿真环境下做实验,一部分学生在实验板上面做实验,在实验之后再一起互相讨论。

4.5 利用互联网进行教学交流

由于教师对嵌入式系统课程不熟悉,在教学中要自己一边学习一边讲课,应该充分利用极其丰富的网络资源,例如教学课件及背景资料都可以从网站上下载,教师和学生均可通过论坛交流。

4.6 全国高校大学生电子竞赛及行业相关竞赛

通过组织学生参加全国高校大学生电子竞赛来深入了解和学习嵌入式系统。虽现在的电子竞赛还没有直接用到嵌入式系统,但是我们必须现在开始在思想上有所改变,主要是使学生多搞创新想法,而不仅仅是产品创新。

5.结语

嵌入式系统工程是一个全新的专业,目前的关键是怎样与现有专业学科融合,以及怎样进行现有课程体系的改革和调整。我国在嵌入式系统教育方面起步较早的是北京大学软件与微电子学院的嵌入式系统系,他们已经形成了较为完善的课程体系、专业水平较高的师资队伍和与国际技术接轨的嵌入式系统工程实践环境,目前,嵌入式系统系在我院本科生达到480人。独立学院由于很多因素的制约在教育上也比较落后,但已经积极行动起来,投身到嵌入式系统教育中去,为我国嵌入式系统的发展输送更多的优秀人才。

参考文献

[1]马忠梅.嵌入式系统教学模式探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2008(11):5-37.

嵌入式课程总结范文第4篇

近年来,我国嵌入论文联盟式系统产品发展十分迅猛,中国嵌入式系统市场估计每年将直接创造千亿元的效益,所带动的相关工业产值超过万亿元,成为中国信息产业新的市场增长点。与巨大的市场潜力和产业需求相比,我国嵌入式系统工程人才培养相对落后,并进而影响到了该产业的快速发展。我院是计算机学院,但是为顺应时代要求,特开设了《嵌入式软件开发》课程作为专业限选课程,此课程的设置主要目的是通过这门课程让学生了解一些硬件方面的知识,熟悉嵌入式软件开发的流程,为以后的就业多一些选择,通过这门课程让学生全面了解计算机行业硬件和软件内容,增加学生知识的广度和深度,从而提高学生的综合素质,提升学生在市场的竞争力。

1 专业建设

目前,嵌入式技术是当前社会较为流行和热门的技术之一,硬件的发展已经到了一个程度,现在嵌入式产品的含金量主要取决于嵌入式软件的研发,所以嵌入式方向的人才需求又主要体现在对嵌入式软件开发人员的需求。职业院校能否在这个竞争激烈的社会中有立足之地,就必须有紧迫感和危机意识,抓住机遇进行专业建设和课程改革,提升办学能力,使职业院校在高等院校中也能独树一帜。

课程建设既要注重知识体系的完整性、前沿性和发展趋势,更要注意学校内部不同学科之间在内容和方法上的相互支撑与渗透,形成学校内部整体课程建设的优势,发挥学科群的系统功能[1]。所以在软件学院开设嵌入式软件开发课程是非常必要的,而嵌入式软件开发课程又与单片机课程不同,单片机课程主要注重介绍硬件原理的理解、硬件平台的搭建、底层硬件驱动程序的编写、硬件的测试等方面的内容,而对上层程序的编写、底层于上层程序之间的驱动接口的编写介绍都比较少。这门课在介绍硬件知识的基础上,再结合上层软件编程知识,培养学生对嵌入式系统软件开发能力,学完课程之后,学生能够理解嵌入式硬件方面的概念,熟悉嵌入式软件开发流程,能够在硬件平台上进行小型软件开发项目。

2 课程建设

嵌入式系统”是近几年新兴的一门课程,国内外高校在嵌入式方面的教学已经全面展开,但处于起步和探索阶段,没有完备成熟的培养机制。我院是软件学院,而且以前没有开设过嵌入式系统开发课程,在这方面也没有太多的经验,所以我们参考了几大院校的教学经验,同时,又根据我院实验环境和学生情况,在进行课程建设方面进行有益的探索。

该课程的教学目标是使学生能够掌握嵌入式系统设计过程中的基本概念和原理,建立软硬结合的思路,使学生能够掌握和使用最新的嵌入式系统设计方法和典型开发工具。在教学形式上,采用项目演示的方法,增加学生对抽象事物的理解,更加直观的进行学习,另外通过实验环节和课程设计方式,使学生能够熟悉一种典型的微处理器体系结构,掌握一套主流的开发工具和一种嵌入式操作系统,熟练使用一门开发语言,使学生具备嵌入式系统软、硬件开发设计的基本能力。

2.1 课程内容的选取

嵌入式系统融合了计算机软、硬件技术、通讯技术和半导体微电子技术,面比较广,作为专业限选课,我们抓住要点,根据教学目标要求,再结合我院学生特点,我们选择两部分内容:一个就是单片机;同时要给学生提出基本要求和提高要求,使得学生在完成基本功能的同时拥有自主学习、自主创新的空间,方便学有余力的学生进一步提高自己。这个整个项目涵盖单片机和arm的基本理论体系,它通过实际例子让学生感受嵌入式系统的魅力,从而激发学生的兴趣和学习热情,通过内容的讲解,学生可以了解嵌入式软件开发的流程,掌握嵌入式软件开发工具,能够在硬件平台上进行小型项目的开发工作。

2.2 教学方法的改革

为了吸引学生的注意力,培养学生学习兴趣,在上课的内容和形式上,我们以项目演示的方法采用教学做一体化进行教学,先显示项目功能,然后讲解项目涉及的知识点,然后一步一步的教学生去做。整个教学采用总分总的方式,首先给学生演示一个项目,然后介绍一下这个项目的功能和要求,接下来的课堂中采用任务驱动的方式,由浅入难分别讲解项目中的任务,待整个项目中的内容讲解完毕后,再讲解一下把整个项目搭建起来的方法,把课程开始演示的项目搭建起来,在完成基本的教学任务的同时要求进行扩展和提高,使得学生拥有自主学习、自主创新的空间。

2.3 实践教学环节改革

实践教学环节也是课程建设的重要一环,它在提高课程质量方面有着很重要的作用。制定切实可行的开放管理办法,加速实验室开放的步伐,另外还为实验室专门配备一个经验丰富的指导老师,遇到问题,可以直接问老师,这样有了更多的时间和老师交流。

2.4 加强网络平台建设

本课程除重视课堂教学外,要加强网络平台建设,以增强课程教学的先进性、挑战性和趣味性。本课程已经在我院申请建设了精品课程网站,已经对外开放。本课程充分利用网络提升课程教学的电子化、网络化、远程化以及互动化水平,来实现现代化教学。

3 考核方式的改革

在嵌入式软件开发选修课程中主要采用多元化的考核方式,其中实训项目作为课程考核的重点,我们将课程设计的选题分为固定选题和自拟选题。针对这个课程设计,我们专门制作了一个课程设计说明书,说明说里包括设计需求,功能说明、总体设计、详细设计、硬件测试、软件测试和用户使用手册等。学生要根据课程设计说明书的步骤和要求完成项目,通过实际操作能力的培养和书写文档能力的培养,能够让学生从多方面了解从事嵌入式行业。

为了公平公正地评价学生完成课程设计的质量,我们课组成员对各个环节全面考核,根据学生的项目制作情况和课程设计说明书的书写情况打分。期末综合成绩评定标准,课程设计说明书书写情况40分,作品演示40分,口头表达20分。

4 结语

嵌入式课程总结范文第5篇

关键词:项目驱动;嵌入式系统;物联网;教学改革

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)24-0101-02

随着现代电子制造水平和网络技术的飞速发展,嵌入式系统已经成为汽车电子、家电控制和消费类电子等产品的重要组成部分,由于其硬件部分体积小、价格便宜、集成度高,并且软硬件都可以进行“按需定制”可裁剪,嵌入式系统有着十分广阔的发展前景。

同时嵌入式系统中的无线通信技术、传感器技术和自动化系统控制技术的日益成熟,把传感器得到的各种数据,通过互联网的手段传输出去,使得世界的联系从人与人的联系,逐步转变成物与人的联系,物与物的联系;使得现实世界与信息网络更加的紧密结合。通过物联网项目的开发,更好的促进嵌入式系统作为物联网项目的载体的教学和改革工作。

1嵌入式系统教学的现状

关于嵌入式系统教学过程中的课程定位、相关先导课程与基础知识的准备、教学内容(包括硬件平台和软件平台)的选择、实践教学与实践环节组织等问题,在目前,仍然存在争论和探索。本环节就以下几个方面进行分析:

1)嵌入式系统的课程定位

由于各个院校对于嵌入式系统的课程定位的不同,不同的院校对于本课程的应用方向也不同。有的院校更加侧重于底层硬件和系统文件的裁剪,偏向于基于单片机的应用;有的院校更加侧重于嵌入式系统的应用,偏向于软件开发与调试。

2)嵌入式系统教学的先导课程

基于上述不同院校之间课程定位的不同,嵌入式系统课程的先导课程也有所不同,针对偏硬件设计方向的,硬件电路设计作为重点。针对偏软件设计方向的,则是把程序设计语言作为重点。

3)嵌入式系统教学的学时分配

不同院校的不同专业对于嵌入式系统课程的要求不同,有的专业是作为专业核心类课程,有的专业是作为专业通识类课程,有的专业是作为专业选修类课程。因此,对于嵌入式系统教学的学时,有着很大的不同。

4)嵌入式系统教学内容的选择

嵌入式系统课程由于对前期课程的要求较高,同时现有教学内容中,理论偏多,各种概念和模型较难理解,学生动手去实践相对较少,学生学习起来非常抽象和枯燥,无法形成自己的知识体系结构,缺乏直观性,因此学生学习积极性会随着课程的深入,逐步降低。

同时嵌入式系统教学需结合教学平台设备来进行开展。在现有市场上,嵌入式系统教学平台种类繁多,并且配套的软件操作系统也有所不同,不同院校都根据自身的实际情况进行相应选择。

2嵌入式系统教学组织

根据本学院“5-3-3”课程体系构建的思想,再结合江苏省苏州市吴江区地方经济具体特点的基础上,以近年来国际工程教育改革CDIO工程教育模式为思路,将构思、设计、实现和运作贯穿在整个课程体系之中,以产品研发到产品运行的生命周期为载体,结合物联网的发展,在不同的行业、企业及应用背景下,将物联网的项目案例,和嵌入式系统的课程体系融会贯通,强调职业教育教学行动的过程属性,将典型物联网产品设计案例引入到教学中并进行重构,编排模块化课程教学内容,组织教学过程。使得学生通过本课程的学习,不仅能了解嵌入式系统的基本原理和设计方法,同时能对嵌入式系统中的ARM体系结构、ARM指令系统进行应用,选择嵌入式Linux操作系统根据不同的需求进行相应的裁剪、交叉编译开发和移植应用,同时根据学生的实际情况进行应用程序和驱动程序开发,服务地方经济。

3传统教学中存在的问题

传统教学过程中通常以教师讲授为主,以教材对应章节和知识点作为讲授单元,理论基础和实践环节分离,无法做到“理实一体化”。在有限的课程授课时间内,设置与教学内容配套的实践环节,通过课后实践来强化教学内容,激发学生创造性的能力比较有限。

嵌入式操作系统选择非常多,在嵌入式系统应用中常用的软件中间件,比如网络协议栈、嵌入式平台下的根文件系统和数据库管理系统、媒体压缩与解压缩库、各种加密算法与协议等,更是令人眼花缭乱。

同时,作为授课对象的学生,由于来自不同的专业方向,前导课程的基础知识参差不齐。具体表现为:电子类专业方向的学生,软件基础较为薄弱,计算机类专业方向的学生,电路与硬件基础弱。

4基于物联网项目驱动的嵌入式系统教学

以职业岗位能力为主线的高职教育体系需要构建项目化教学课程体系,同时在物联网技术快速发展的大背景下,嵌入式系统的课程体系确实应当有所调整,以适应时代的发展和社会的需求。

项目驱动教学的理念认为:学生知识的积累和构建,是在一定的条件下自主构建而成的;学习是知识、技能与行为、态度与价值观等方面的长进。

同时,以企业中真实的生产、研发和具有实际应用价值的案例作为教学内容的选择,要求学生能够通过自身的特点,获取相关的资讯,指定真实的计划,通过自身的决策和实施,并且进行检查和互查来对项目进行评价。

1)项目的具体构建

将嵌入式系统教学课程知识点进行碎片化和重组,以本院的校企合作单位物联网智能家居企业真实案例为基础,将整个教学过程以项目的形式开展教学,再将物联网智能家居项目中分成相应子项目,对相应子项目再进行具体的任务分解。在整个过程中,要求学生能够以教学主体的身份参与进来,对真实案例从总体上进行把握,明确学习和构建的内容。

2)项目驱动教学组织形式

本院该课程在采用小班化教学的基础上,对学生进行项目分组,将4~5名学生分配到一个项目团队。在不同的项目中扮演企业开发过程中的不同角色,同时在不同的子项目中,学生的角色进行轮转或互换,使得学生在完成本课程的学习之后,能对项目开发的整个过程相对熟悉。

学生在不同的子项目中,可以对项目团队的不同角色进行体验,根据自身的实际情况,为更好的走上工作岗位,融入企业项目团队做准备。

3)具体项目教学的实施

在每一个具体项目教学的实施过程中,以本院的2014级计算机应用技术专业为例,该专业有40人,将学生以5个学生为项目小组进行分组,共8个小组,根据学生的学情和实际情况进行项目任务书下发,将CDIO中的构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)融入进来。

以物联网智能家居企业真实案例中的智能窗帘子项目为例,通过任务分解,如下图所示,可以分为嵌入式Linux系统裁剪、直流电机控制、交叉编译、驱动文件加载和嵌入式平台下移植应用等五个子任务,同时针对模块化教学,进行相应学习情境设计和教学方案设计,整合现有教学内容,使得老师的教和学生的学都体现项目驱动模式下理实一体化的紧密结合。

首先要求每个项目小组的学生进行项目分析,将构思(Conceive)采用行动导向中资讯的形式展现出来,给出工作任务,提出任务要求,要求学生应当把前导课程以及已做过的项目中已掌握的知识点和即将开展的项目中需要的知识点进行融合,使得学生温故知新,同时也学会综合运用新旧知识的技能;其次要通过实践的方式,项目和任务必须能够通过实践来完成及验证。

对于设计(Design)则要求学生在项目小组中指定相应计划,安排时间进度。

而实现(Implement),要求各小组通过决策和实施的方式,分别提出完成该项目的设计方案说明书,每个小组推选1名同学上台进行本组实施方案的具体表述,授课教师与项目小组成员共同讨论,进行分析和优化,最终确定相对合理、科学的最佳方案,并进行下一步的实施。

运作(Operate),则是在之前所做工作的基础上,结合项目方案说明书,对于项目内容对照完成。在项目完成之后,对照最初提出的工作任务要求,逐项检查项目完成情况。如存在不符的情况,进行分析和修改,直至满足相应要求。同时要求项目小组内的同学和不同小组的同学进行自评和互评,进行相应总结和考核。

5总结

基于物联网飞速发展的技术和应用背景,如何精简嵌入式系统课程的理论教学内容,并扩宽学生的知识面,让学生掌握设计与思考的方法,重点把与真实项目案例密切相关的内容进行重构与设计,同时进行层次化的实践设计,在实践环节中,让学生真正参与到前沿发展的企业课题和项目中去,这是在嵌入式系统课程教学改革中要研究和具体实践的方向。

基于物联网项目驱动的嵌入式系统教学改革实践教学过程中,学生对于企业项目开发的整个过程更加熟悉,学生参与项目团队开发的积极性和主动性得到提高,同时,通过项目驱动的学习方法,学生也认识到团队合作的重要性。项目驱动教学改革的实施,使学生学习的方式发生了很大的变化,学生能够主动地去学习,更加善于发现问题和思考问题,解决问题的能力也得到了很大提高,学生的专业技能能力得到系统的锻炼。项目驱动教学改革,为学生自主学习意识的养成和从学校到毕业顶岗实习、就业更好的“无缝”对接提供了保障。

参考文献:

[1] 陈承欢.软件工程项目驱动式教程[M].清华大学出版社,2015.

[2] 丁金昌.高职教育人才培养理论研究与实践[M].国防工业出版社,2011.

[3] 童加斌.高职教学改革[M].东南大学出版社,2010.

以上就是360范文网的小编对嵌入式课程总结(精选5篇)以及它的详细介绍与分析,相信大家看完之后都已经对这方面有了更详细的认识与了解。(本文共字)

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