本课程是计算机科学与技术、电子工程及通信专业的基础课,它是由微机通信与接口课程演进而来。通过本课程的学习,学生能够掌握嵌入式系统的基本概念;掌握系统的硬、软件开发方法,为培养学生具有嵌入式系统的开发应用能力打下一定的基础。
本课程是一门实践性很强的课程,特别注重学生动手能力的培养。嵌入式技术发展迅速,每3-5年主芯片就会更新换代,而当前主流芯片的结构又过于复杂,不利于本科生学习理解。本课程从相关模块的最基本的、共性的工作原理入手,再逐步引入当前主流芯片的系统结构及应用方法,深入浅出,使得本课程更加适合于本科生学习。
本课程在介绍现代嵌入式系统基本结构的基础上,重点讲解嵌入式微控制器、指令系统、开发工具、外设接口原理、外设编程结构及软件设计方法,包括MCU、GPIO、模拟、数字接口与外设、通信接口、电源、嵌入式软件设计方法与优化等,以及低功耗设计技术、基本闭环控制、嵌入式操作系统和嵌入式网络协议栈等基本知识。
通过本门课程的学习,学生需要了解嵌入式系统的基本概念,掌握系统的硬、软件开发方法,并初步具备工程思想。在后继的学习中,能够将嵌入式系统设计与其他学科知识相结合,做到活学活用。
研修该课程的前提:
1) 已学习硬件相关的前修课程(数字逻辑、计算机组成原理);
2) 具备C语言编程经验或简单应用系统开发经验。
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 http://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
Q :计算机科学学科为什么需要学习《嵌入式系统原理及实践》课程。
A :计算机专业的硬件基础课程主要包括《数字逻辑电路》、《计算机组成与结构》和《嵌入式系统原理与实践》三部曲。《数字逻辑电路》是这些课程的基础;《计算机组成与结构》侧重讲述的是CPU的工作基本原理,所讲述的CPU架构与现实使用的CPU存在不小差距;《嵌入式系统原理与实践》在《计算机组成与结构》基础之上,着重介绍当前主流嵌入式CPU构造以及如何基于它们拓展系统、进而开发出可实用的计算机系统。
当前嵌入式系统是实现各种计算机功能及算法的主要平台。只有充分熟悉硬件架构的特点,才能够设计出具有可用性的算法。通过本门课程的学习,同学可以借助嵌入式平台实现自己的奇思妙想。
Q :本课程基于什么型号的芯片介绍嵌入式相关知识?
A :当前主流的32位MCU主要有ARM和RISC-V系列两类。本课程是以CH2601为例介绍玄铁架构的CPU。虽然是基于CH2601介绍,但其基本的知识点与基于ARM的处理器相似,区别仅在于开发时用的库函数不同。
Q :这门课程是否适合电子工程或者通信工程专业学习?
A :与电子工程等专业不同,计算机专业侧重于上层软件开发,所以多用库函数驱动嵌入式系统。本课程不适用于从事驱动开发等底层研究的学生,但可适用于其他专业从事应用层开发的同学学习。
Q :这门课程的实验怎么做?
A :我们采用了CB2201小板构建了与本课程内容完全对应的实验案例。这块小板具有体积小、价格便宜的特点。有兴趣的同学可以尝试通过大学计划获得。