1、嵌入式系统原理Fundamentals of Embedded System适用范围：2012 本科人才培养方案课程编号：1505207010学 分：4 学分学 时：64 学时（其中：讲课学时：40 实验学时：24）先修课程：C 语言程序设计适用专业：软件工程教 材：嵌入式系统原理及应用开发. 桑楠. 高等教育出版社. 2010.开课单位：软件学院一、课程的性质与任务课程性质：本课程是软件工程专业移动设备应用开发方向的一门专业方向限选课。课程任务：本门课程的主要目的是使学生了解嵌入式系统的特点，通过嵌入式系统原理的学习，掌握嵌入式的发展状况，把握嵌入式领域涉及的核心内容，从感性角度认识嵌入式系
2、统，为日后学生从理性角度掌握嵌入式软件开发技术打下良好的基础。二、课程的基本内容及要求（一）嵌入式系统概述1课程教学内容（1）嵌入式系统的发展历程（2）嵌入式系统的概念和嵌入式应用领域以及实时系统的概念（3）嵌入式系统的分类方法及嵌入式系统的组成结构（4）嵌入式系统设计的基本要求2课程重难点重点：嵌入式系统的分类方法。难点：嵌入式系统的组成结构。3课程教学要求（1）了解嵌入式系统由单片机时代到智能机时代的发展历程；（2）了解嵌入式系统的概念；（3）了解嵌入式应用领域以及 uCos、VxWorks 等实时系统；（4）掌握当前嵌入式系统基于操作系统和基于 CPU 种类的分类方法。（二）ARM 嵌入
3、式微处理器1课程教学内容（1）ARM 嵌入式微处理器体系结构及 RISC 体系结构和 CISC 体系结构的区别（2）AMBA 总线、工作状态、微处理器模式、寄存器结构2课程重点难点重点：ARM 嵌入式微处理器体系结构。难点：RISC 体系结构和 CISC 体系结构的区别。3课程教学要求（1）了解 ARM 嵌入式微处理器体系结构；（2）理解 RISC 体系结构和 CISC 体系结构的区别；（3）了解 AMBA 总线、工作状态、微处理器模式、寄存器结构。（三）嵌入式 Linux 操作系统特征1课程教学内容（1）嵌入式 Linux 操作系统整体构架 BootLoader（启动加载）、Kernel（内
4、核）和root（文件系统）三层分类结构（2）嵌入式 Linux 操作系统的定制性和可裁剪特征（3）嵌入式 Linux 操作系统的基本功能（4）嵌入式 Linux 操作系统的运行机理（5）宿主机与目标机的概念及宿主机对目标机的操作控制方法2课程重点难点重点：嵌入式 Linux 操作系统的三层构架和含义；驱动、协议的基本概念和嵌入式Linux 启动过程及相关脚本设置。难点：与嵌入式系统应用紧密相连的多线程、进程和文件管理的基本功能；宿主机对目标机的操作控制方法。3课程教学要求（1）掌握嵌入式 Linux 操作系统整体构架 BootLoader（启动加载）、Kernel（内核）root（文件系统）三
5、层分类结构；（2）了解嵌入式 Linux 操作系统的定制性和可裁剪特征；（3）理解嵌入式 Linux 操作系统的基本功能；（4）理解嵌入式 Linux 操作系统的运行机理；（5）掌握宿主机与目标机的概念及宿主机对目标机的操作控制方法。（四）嵌入式 Linux 外部设备编程原理1课程教学内容（1）Linux 外部设备的存在形态- 设备文件的概念（2）open、close、write、read、seek 和 ioctl 文件操作函数和外部设备编程的关系（3）mmap 和 unmap 内存映射方式和外部设备编程的关系（4）帧缓冲（FrameBuffer）编程基础（5）开放声音系统（OSS）编程基础2
6、课程重点难点重点：帧缓冲（FrameBuffer）编程基础；开放声音系统（OSS）编程基础。难点：理解帧缓冲（FrameBuffer）和开放声音系统（OSS）编程机制。3课程教学要求（1）理解 Linux 外部设备的存在形态- 设备文件的概念；（2）掌握 open、close、write、read、seek 和 ioctl 的使用方法；（3）掌握 mmap 和 unmap 内存映射方式和外部设备编程的关系；（4）掌握帧缓冲（FrameBuffer）编程方法；（5）掌握开放声音系统（OSS）编程方法。（五）交叉编译与软件移植原理1课程教学内容（1）GPL、LGPL、FreeBSD 等开源软件协议
7、与开源软件的使用（2）宿主机开发环境搭配（3）交叉编译的概念（4）应用程序移植方法（5）开源软件的移植方法2课程重点难点重点：应用程序移植方法。难点：开源软件的移植方法。3课程教学要求（1）了解常用的开源软件协议与开源软件的使用；（2）掌握宿主机开发环境搭配；（3）掌握交叉工具链 arm-linux-系列编译器的使用方法；（4）掌握应用程序移植方法；（5）掌握开源软件的移植方法。（六）文件系统的定制原理1课程教学内容（1）文件系统的重要目录及文件构成（2）嵌入式 Linux 常用文件格式 cramfs 和 yaffs 介绍（3）BusyBox 工具的使用方法（4）文件系统定制、压缩和烧写2课程
8、重点难点重点：BusyBox 工具的使用方法。难点：文件系统定制、压缩和烧写。3课程教学要求（1）了解文件系统的/bin、/dev、/etc、/sys、/tmp、/proc 及文件构成；（2）了解嵌入式 Linux 常用文件格式 cramfs 和 yaffs 原理和作用；（3）掌握 BusyBox 工具的使用方法；（4）掌握文件系统定制、压缩和烧写。三、课程学时分配教学章节 理论 实践（验） 讨论、习题一、嵌入式系统概述 4二、ARM 嵌入式微处理器 4 2三、嵌入式 Linux 操作系统特征 6 2四、嵌入式 Linux 外部设备编程原理 10 8五、交叉编译与软件移植原理 8 6六、文件系
9、统的定制原理 8 6总 计 40 24四、大纲说明1本课程主要采用多媒体和传统教学相结合的教学手段；2本课程的考核方式为考查；3本课程使用的教材是高等教育出版社 2010 年出版，桑楠主编的嵌入式系统原理及应用开发技术，该教材是 普通高等教育“十一五”国家级规划教材,高等学校计算机科学与技术系列教材；4本课程的实验部分不独立设课。五、课程考核 1、考核方式、记分制和考核时间：课程考核方式为考查。考核形式为项目考核。课程成绩评定采用百分制记分。2、考核成绩构成及分值：项目成绩为 100 分，占总成绩的 60%；实验成绩占总成绩的 30%；平时成绩占总成绩的 10%。六、参考书目1 嵌入式系统原理及应用开发技术（第 2 版）. 桑楠, 雷航, 崔金钟, 杨霞. 高等教育出版社. 2010.2 嵌入式系统原理及应用开发. 陈渝, 韩超, 李明. 机械工业出版社. 2008.3嵌入式系统原理与应用-基于 ARM 微处理器和 Linux 操作系统. 朱华生. 清华大学出版社. 2012.制订人：王耀宽 审订人：王耀宽 批准人：张晓民2012 年 7 月 24 日
