课程概述

“嵌入式系统设计”主要讲授嵌入式系统设计的基本原理以及实操演练。本课程一共包含7章，26个学时，视频总时长648分钟，分成56个视频，每章4-10个视频不等。课程主要内容包括：嵌入式系统总括、指令系统、CPU、计算平台、程序设计与分析、进程与操作系统、实验演示等。本课程注重核心原理讲解，并通过大量例子程序进行辅助理解。学生学习本课程后，可以了解嵌入式系统设计的基本方法，并具备一定的动手能力。

本课程是国家一流本科课程（线上线下混合式教学）。

证书要求

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 https://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。


预备知识

C语言编程；

计算机组成。

授课大纲

第一章 嵌入式系统

1.1 理解嵌入式系统

1.2 特点及所面临的挑战之一

1.2 特点及所面临的挑战之二

1.3 设计方法（上）之一

1.3 设计方法（上）之二

1.4 设计方法（下）之一

1.4 设计方法（下）之二

第一章 嵌入式系统-单元测验

第二章 指令系统

2.1 计算机体系结构

2.2 汇编语言（1）

2.3 汇编语言（2）

2.4 汇编语言（3）

第二章 指令系统-单元测验

第三章 CPU（1）

3.1 输入/输出机制（1）之一

3.1 输入/输出机制（1）之二

3.2 输入/输出机制（2）之一

3.2 输入/输出机制（2）之二

3.3 输入/输出机制（3）

3.4 高速缓存（1）

第三章 CPU（2）

3.5 高速缓存（2）之一

3.5 高速缓存（2）之二

3.6 存储管理和地址转换

3.7 CPU的性能和功耗（1）

3.8 CPU的性能和功耗（2）

3.9 CPU的性能和功耗（3）

第三章 CPU-单元测验

第四章 计算平台（1）

4.1 计算平台

4.2 CPU总线（1）

4.3 CPU总线（2）

4.4 存储与I/O设备

第四章 计算平台（2）

4.5 平台的设计（1）

4.6 平台的设计（2）

4.7 平台的设计（2）之一

4.7 平台的设计（2）之二

第四章计算平台-单元测试

第5章 程序设计与分析（1）

5.4 汇编、链接与装载

5.1 软件的组件（1）之一

5.1 软件的组件（1）之二

5.2 软件的组件（2）

5.3 程序的表示

第5章 程序设计与分析（2）

5.5 编译技术（1）之一

5.5 编译技术（1）之二

5.6 编译技术（2）之一

5.6 编译技术（2）之二

5.7 程序层的性能分析（1）

5.8 程序层的性能分析（2）

5.9 程序的有效性和测试

第5章 程序设计与分析-单元测验

第6章 进程与操作系统（1）

6.1 多任务和多进程之一

6.1 多任务和多进程之二

6.2 运行周期性任务

6.3 基于优先级的调度（1）之一

6.3 基于优先级的调度（1）之二

第6章 进程与操作系统（2）

6.4 基于优先级的调度（2）之一

6.4 基于优先级的调度（2）之二

6.5 进程间的通讯

6.6 操作系统的性能

第6章 进程与操作系统-单元测验

第七章 实验

7.1 实验一 使用寄存器点亮LED灯之一

7.1 实验一 使用寄存器点亮LED灯之二

7.2 实验二 使用固件库点亮LED灯之一

7.2 实验二 使用固件库点亮LED灯之二

7.3 实验三 按键检测实验之一

7.3 实验三 按键检测实验之二

7.4 实验四 基于中断按键检测GPIO之一

7.4 实验四 基于中断按键检测GPIO之二

7.5 实验五 USART —— 串口通讯之一

7.5 实验五 USART —— 串口通讯之二

参考资料
  1.  郭建等， 嵌入式系统设计基础及应用——基于ARM Cortex-M4微处理器，北京：清华大学出版社
  2. 曹喜信，郭建等，嵌入式系统设计实验教程，北京：清华大学出版社 
  3. Wolf Wayne. 嵌入式计算系统设计原理. 北京: 机械工业出版社
  4. 嵌入式系统系统、原理于设计. 北京：清华大学出版社
  5. uC/OS-II实时操作系统（第2版）. 北京: 清华大学出版社
常见问题

Q：每周会发布多少时间的视频？我需要花多少时间来学习？

A：按照90分钟的授课时间来设计课程。设计课程需要1:1.5到1:2的课后学习时间，这包括预习、作业、练习和复习的时间，所以每周大约需要花费三到五小时的时间。

Q: 笔记本是嵌入式设备吗？

A：嵌入式设备是具有专用目的的可计算设备。笔记本是通用目的的可计算设备，因此它不是嵌入式设备，但它可以用于嵌入式系统的开发。

Q：嵌入式系统就是硬件系统吗？

A：说嵌入式系统就是硬件系统是不完整的。一个完整的嵌入式系统应该包括硬件系统和软件系统两部分，两者是相辅相成的，缺一不可。