生活中,嵌入式系统已经几乎无处不在:从电子体温计到大型医疗设备、从智能手机到无人驾驶汽车、从信息家电到仿真机器人、从智能家居到智慧城市……
近年来,随着微电子技术与计算机技术的飞速发展,计算机与其他各专业技术不断地渗透整合,越来越多的微处理器系统嵌入到各类设备中,基于智能物联的泛在连接与泛在服务需求促使嵌入式微系统的设计及应用技术进入了全新的发展阶段。
实际上,以集成电路和基础软件为代表的嵌入式微处理器系统设计技术已经成为业内的核心标志性技术,微处理器及嵌入式计算机系统/片上系统(SoC)设计技术也已成为通信、雷达、计算机、自动控制和微电子等研究应用领域的工程师应掌握的基本技术和必备技能。
本课程是工科电工电子类重要的专业基础课程,相比较与前身的“微机原理与接口技术”课程,其特点及优势在于:
1. 加强了微处理器系统组成原理和系统结构等基础理论,有助于真正理解计算机系统的行为,从而做到举一反三。
2. 探讨了微处理器的原理、组成及结构等核心设计技术,从设计处理器IP核的角度重点揭示微处理器系统硬、软件之间的相互影响及综合设计工程方法。
3. 选用ARM核作为系统设计核心,并引入了先进的AISC/SoC及系统软硬件协同设计技术,更贴近相关专业领域的产业和行业需求。
4. 补充了嵌入式软件系统移植、引导/加载等核心开发技术,引入主流嵌入式软件核心设计技术有利于工程设计能力和素质的培养。
通过本课程的学习,可以帮助您理解微处理器系统的组成结构及工作原理,掌握以ARM为代表的嵌入式微处理器系统(SoC系统)的软硬件设计方法,初步具备计算机及嵌入式微系统的分析及应用能力。
本课程包含视频、测验以及作业等教学环节。完成课程学习并测验考核合格(>=60分)者可获得合格证书,成绩优秀(>=80分)者可获得优秀证书。
建议先修课程:数字逻辑设计及应用,高级语言程序设计
(一)教材
微处理器系统结构及嵌入式系统设计(第3版). 阎波,李广军等著. 电子工业出版社, 2020.8
(二)参考资料
1.布鲁克希尔等.计算机科学概论(第12版).刘艺等,译.北京:人民邮电出版社,2017.
2. 斯托林斯.计算机组成与体系结构:性能设计(第10版).北京:机械工业出版社,2019.
3. 帕特森等.计算机组成与设计:硬件/软件接口(原书第5版·ARM版).陈微,译.北京:机械工业出版社,2018.
4. 帕特森等.计算机组成与设计:硬件/软件接口(原书第5版·RISC-V版). 易江芳等,译.北京:机械工业出版社,2018.
5. 何宾.ARM Cortex-M0全可编程SoC原理及实现——面向处理器、协议、外设、编程和操作系统.北京:清华大学出版社,2017.
6. 杜春雷.ARM体系结构与编程(第2版).北京:清华大学出版社,2015.
7. 弓雷等.ARM嵌入式Linux系统开发详解(第2版).北京:清华大学出版社,2014.
8. 陆启帅等.Xilinx ZynqSoC与嵌入式Linux设计实战指南:兼容ARM Cortex-A9的设计方法.北京:清华大学出版社,2014.
9.数字系统设计(Verilog & VHDL,第2版,英文). 阎波等改编. Enoch O.Hwang著.
10.ARM926EJ-S Technical Reference Manual DDI0198D. ARM, January, 2004.
11. ARM Architecture Reference Manual.ARM Limited,2005.
12. https://www.arm.com
13.https://www.xilinx.com
14.https://www.e-element.com 微信公众号:依元素科技
15. https://www.samsung.com