本课程是电子科学与技术学院集成电路设计与集成系统、微电子科学与工程等专业的专业方向性课程。
嵌入式系统是一种计算机硬件和软件的组合,用来完成特定的功能,也能构成更大系统或产品的一部分,集成了各种现代信息技术的最终产品,是目前电子产品的主要形式。嵌入式系统在近些年得到了迅速发展和广泛应用,对嵌入式软件和硬件的可靠性、稳定性等都提出了更高的要求,相应的设计开发也面临新的挑战。
微控制器(俗称单片机)在智能工业控制、电子通信产品、物联网等各类工业及生活领域有着极为广泛的应用。本课程以基于ARM Cortex-M7架构的32位微控制器STM32H743为例,主要介绍嵌入式系统的基础知识、现代微控制器的体系结构、嵌入式软硬件的开发流程和调试方法、常见外设模块的工作原理和使用、嵌入式实时操作系统的使用、常见的网络通信接口和协议等。
通过本课程的学习,学生能掌握嵌入式系统的程序设计与调试方法,初步具有嵌入式应用系统设计开发的能力,为今后从事嵌入式系统开发和相关工作打下坚实的基础。
本课程以培养学生的工程实践能力和创新能力为目标,通过本课程学习,使学生能够掌握以下知识:
1. 学习嵌入式系统的概念、特点及发展等。
2. 了解以ARM Cortex-M7为代表的现代处理器的架构特点与开发方法等。
3. 学习嵌入式系统软硬件开发流程,熟练使用以Keil MDK为代表的嵌入式集成开发环境,掌握系统软件的开发方法和调试方法。
4. 学习嵌入式文件系统基础,学会在TF卡移植并使用FatFs文件系统。
5. 学习液晶屏人机交互界面(GUI)开发技术,掌握触摸屏应用技术。
6. 学会使用嵌入式实时操作系统,理解操作系统下任务的创建、调度机制、线程间通信等技术,学会系统移植。
7. 学习网络通信基础,了解常见网络接口和协议,Wi-Fi应用示例。
8. 了解边缘AI技术,探索离线式边缘AI技术的应用。
考核方式:
线上成绩20%(包括SPOC测试和雨课堂测试);线下成绩80%(包括平时实验、综合设计实验、期末考试和考勤)。总成绩达到60分通过该课程。
很多学习者对于嵌入式的概念性问题,认识非常模糊,因此对于嵌入式的初学者来说,扫盲这些问题显得非常关键,这些看似泛泛的概念性知识,对于后续嵌入式课程的学习起着非常重要的引导作用。
嵌入式系统开发学习如何起步、如何深入?
嵌入式系统开发学习需要理论和实验相结合,通过理论课程掌握嵌入式系统的概念和开发流程、步骤,以及所使用的开发工具,包括系统开发的仿真平台和通用的集成开发环境。在实验中结合具体的项目进行开发和设计,实现各自不同的系统应用。这样才能真正理解和掌握嵌入式系统开发。