淺談嵌入式系統論文（通用11篇）
從小學(xué)、初中、高中到大學(xué)乃至工作，大家都不可避免地要接觸到論文吧，論文是描述學(xué)術(shù)研究成果進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的一種工具。你知道論文怎樣寫(xiě)才規范嗎？下面是小編精心整理的淺談嵌入式系統論文，歡迎大家分享。
淺談嵌入式系統論文 篇1
摘 要：如今，由于嵌入式系統的市場(chǎng)巨大、潛力無(wú)限，全球的生產(chǎn)商都非�？春眠@一領(lǐng)域，紛紛投入了大量的人力物力，而圍繞嵌入式系統的研究、設計和開(kāi)發(fā)正成為計算機發(fā)展最活躍的方向之一。筆者結合自身的工作經(jīng)歷，對關(guān)于嵌入式系統進(jìn)行了概述，希望能為從事嵌入式開(kāi)發(fā)人員提供一些幫助。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統
隨著(zhù)電子技術(shù)的快速發(fā)展，特別是大規模集成電路的產(chǎn)生和發(fā)展，使得現代科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，而嵌入式微控制器技術(shù)的出現則是給現代工業(yè)控制領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的技術(shù)革命。我們已經(jīng)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò )時(shí)代，不僅能夠通過(guò)PC上網(wǎng)，還可以用各種各樣的嵌入式設備上網(wǎng)。后來(lái)PC時(shí)代出現了許多信息電器，我們周?chē)那度胧较到y設備有很多，如掌上電腦、可視電話(huà)、傳真機、手機、個(gè)人數字助理（PDA）、電視會(huì )議、TV機頂盒、數碼相機等，嵌入式設備如果要上網(wǎng)就必需加上TCP/IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，由于8/16位的單片機的速度還不夠快，內存也不夠大，不容易滿(mǎn)足嵌入式設備上網(wǎng)的要求。隨著(zhù)集成電路的發(fā)展，32位的RISC處理器更是能得到青睞，領(lǐng)先的是ARM處理器位內核的生產(chǎn)芯片的公司居多。
1.嵌入式系統的一般構成
一個(gè)以單片機為核心的比較復雜產(chǎn)品或實(shí)際應用系統，包含模擬量的輸入、模擬量的輸出，開(kāi)關(guān)量的.輸入、開(kāi)關(guān)量的輸出及數據通信的部分。從嵌入式系統設計角度來(lái)看，任何一個(gè)系統都是一個(gè)輸入/輸出處理系統。廣義地說(shuō)，所處理的物理量可分為模擬量、開(kāi)關(guān)量與數字量。若能了解一個(gè)實(shí)際的對象系統有哪些輸入的物理量，哪些輸出的物理量以及它們之間的內在關(guān)系，就可以設計出以單片機為核心的應用系統，并通過(guò)編程實(shí)現輸入/輸出之間的關(guān)系。
單片機工作支撐電路保障單片機能夠正常運行，如電源提供、晶振電路、必要的濾波電路等。實(shí)際模擬信號一般來(lái)自相應的傳感器。例如，開(kāi)發(fā)非接觸式的IC卡燃氣表系統,要測量使用氣量，就需要流量傳感器。但是，一般傳感器將實(shí)際的模擬信號轉成的電信號都比較弱，單片機無(wú)法直接獲得該信號，需要將其放大，然后經(jīng)過(guò)A/D轉換變?yōu)閿底中盘�，進(jìn)行處理。目前許多單片機內部包含A/D轉換模塊(例如:Free Scale公司系列單片機)，實(shí)際應用時(shí)也可根據需要外接A/D轉換芯片。常見(jiàn)的模擬量有溫度、濕度、壓力、重量、氣體濃度、液體濃度、流量等。對嵌入式來(lái)說(shuō)，模擬信號通過(guò)A/D轉換變成相應的數字序列進(jìn)行處理。實(shí)際開(kāi)關(guān)信號一般也來(lái)自相應的開(kāi)關(guān)類(lèi)傳感器。如光電開(kāi)關(guān)、電磁開(kāi)關(guān)、干簧管(磁開(kāi)關(guān))、聲控開(kāi)關(guān)、紅外開(kāi)關(guān)等等，一些兒童電子玩具中就有一些類(lèi)似的開(kāi)關(guān)。手動(dòng)開(kāi)關(guān)也可作為開(kāi)關(guān)信號送到嵌入式中。對單片機來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)信號就是只有“0”和“1”兩種可能值的數字信號。
2.嵌入式系統軟件的特征
嵌入式處理器的應用軟件是實(shí)現嵌入式系統功能的關(guān)鍵，對嵌入式處理器系統軟件和應用軟件的要求也和通用計算機有所不同。
2.1軟件要求固態(tài)化存儲為了提高執行速度和系統可靠性，嵌入式系統中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中,而不是存貯于磁盤(pán)等載體中。
2.2軟件代碼高質(zhì)量、高可靠性盡管半導體技術(shù)的發(fā)展使處理器速度不斷提高、片上存儲器容量不斷增加，但在大多數應用中,存儲空間仍然是寶貴的，還存在實(shí)時(shí)性的要求。
2.3系統軟件(OS)的高實(shí)時(shí)性是基本要求在多任務(wù)嵌入式系統中，對重要性各不相同的任務(wù)進(jìn)行統籌兼顧的合理調度是保證每個(gè)任務(wù)及時(shí)執行的關(guān)鍵，單純通過(guò)提高處理器速度是無(wú)法完成和沒(méi)有效率的，這種任務(wù)調度只能由優(yōu)化編寫(xiě)的系統軟件來(lái)完成，因此系統軟件的高實(shí)時(shí)性是基本要求。
2.4嵌入式系統開(kāi)發(fā)需要開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境通用計算機具有完善的人機接口界面，在上面增加一些開(kāi)發(fā)應用程序和環(huán)境即可進(jìn)行對自身的開(kāi)發(fā)。
2.5嵌入式系統軟件需要RTOS開(kāi)發(fā)平臺通用計算機具有完善的操作系統和應用程序接口(API)，是計算機基本組成不可分離的一部分，應用程序的開(kāi)發(fā)以及完成后的軟件都在OS平臺上面運行，但一般不是實(shí)時(shí)的。嵌入式系統則不同，應用程序可以沒(méi)有操作系統直接在芯片上運行；但是為了合理地調度多任務(wù)、利用系統資源、系統函數以及和專(zhuān)家庫函數接口，用戶(hù)必須自行選配RTOS開(kāi)發(fā)平臺，這樣才能保證程序執行的實(shí)時(shí)性、可靠性，并減少開(kāi)發(fā)時(shí)間，保障軟件質(zhì)量。
2.6嵌入式系統開(kāi)發(fā)人員以應用專(zhuān)家為主通用計算機的開(kāi)發(fā)人員一般是計算機科學(xué)或計算機工程方面的專(zhuān)業(yè)人士，而嵌入式系統則是要和各個(gè)不同行業(yè)的應用相結合的，要求更多的計算機以外的專(zhuān)業(yè)知識，其開(kāi)發(fā)人員往往是各個(gè)應用領(lǐng)域的專(zhuān)家。
3.嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)與分析
隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和需求的擴大，嵌入式系統的規模越來(lái)越大，嵌入式軟件的復雜度和開(kāi)發(fā)難度也隨之不斷增加。目前，嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)主要有如下幾點(diǎn)：
(1)嵌入式系統的一個(gè)最大特點(diǎn)就是軟硬件緊密結合，為此，嵌入式軟件(尤其是嵌入式底層軟件)的設計和驗證要充分考慮硬件因素。
(2)嵌入式軟件運行在特定的硬件體系和環(huán)境中，在進(jìn)行設計時(shí)，不但需要考慮各個(gè)節點(diǎn)間的通信和同步問(wèn)題，還需要考慮整個(gè)系統的時(shí)序問(wèn)題。
(3)嵌入式產(chǎn)品廣泛的應用于工業(yè)、軍事和航空航天等領(lǐng)域，這使得嵌入式系統對可靠性、防危性、和容錯性等功能有更苛刻的要求，丟失數據在許多情況下是不可容忍的。
目前，結構化的軟件設計方法是嵌入式軟件設計領(lǐng)域中理論最成熟、使用最廣泛的方法。結構化程序就指的是程序組成結構化、功能模塊化、執行流程化，要求將特定任務(wù)的代碼和數據與程序其余部分相分割，實(shí)現分割的方法是將處理特定任務(wù)的指令和數據設計成子程序或中斷服務(wù)子程序，這些子程序或中斷服務(wù)子程序稱(chēng)作功能模塊，具有特定功能、可處理特定任務(wù)、能解決專(zhuān)門(mén)問(wèn)題。結構化的嵌入式軟件設計流程是：按照系統總體規劃和總體設計，由設計人員分別編程設計各功能模塊；接著(zhù)依據軟件結構和程序流程，將功能模塊組成結構化程序，實(shí)現系統整體功能，滿(mǎn)足系統要求，解決實(shí)際問(wèn)題。
4.嵌入式系統的發(fā)展前景
信息時(shí)代、數字時(shí)代使得嵌入式產(chǎn)品在人們生活要中無(wú)處不在，為嵌入式市場(chǎng)展現了美好的前景，同時(shí)也對嵌入式系統技術(shù)提出了新的挑戰。以下幾點(diǎn)是嵌入式系統的發(fā)展前景。
4.1連上互聯(lián)網(wǎng)隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的不斷發(fā)展，嵌入設備要連上互聯(lián)網(wǎng)，就必須要提供網(wǎng)絡(luò )通信接口，不僅要支持TCP/IP，有些還需要支持IEEE1394、USB、藍牙、IrDA等，同時(shí)還要提供相應的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅動(dòng)軟件。
4.2利用最低的資源實(shí)現最恰當的功能要在小型電子設備裝入嵌入式系統，就要求設計時(shí)盡量精簡(jiǎn)系統內核、算法、降低功耗和軟硬件成本。這就提高了對嵌入軟件的技術(shù)要求，要求軟件人員要有豐富的編程經(jīng)驗和硬件知識，同時(shí)還要發(fā)展先進(jìn)的嵌入式軟件技術(shù)，如Web，WAP等。
4.3嵌入式開(kāi)發(fā)需要強大的硬件開(kāi)發(fā)工具和軟件包支持目前很多廠(chǎng)家在著(zhù)力推出系統的同時(shí)，也開(kāi)始將開(kāi)發(fā)嵌入式系統的環(huán)境作為重點(diǎn)推出。如Windows CE在主推系統時(shí)也推出了Embedded VC++作為開(kāi)發(fā)工具。
4.4提供友好的人機交互界面嵌入式設備在人們的生活中無(wú)處不在，要讓人們覺(jué)得嵌入式設備好用，那么提供有好的人機交互界面這是必然。人們的需求是無(wú)止境的，嵌入式設備要不斷的滿(mǎn)足人們的需要，就要不斷的發(fā)展，提供最友好的圖像用戶(hù)界面。
參考文獻：
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淺談嵌入式系統論文 篇2
隨著(zhù)微電子技術(shù)、通信技術(shù)和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統正在成為各個(gè)行業(yè)新技術(shù)應用的重要平臺，也逐步成為研究生進(jìn)行科學(xué)研究的重要實(shí)驗載體。在傳統的嵌入式系統課程教學(xué)中，教師進(jìn)行集中式教學(xué)，學(xué)生接受的知識點(diǎn)和經(jīng)歷的實(shí)驗環(huán)節都相同。然而由于每位學(xué)生的學(xué)術(shù)方向及研究興趣不盡相同，該方法的教學(xué)成果并不明顯，甚至有時(shí)候會(huì )削弱學(xué)生的學(xué)習興趣。因而需要一種以學(xué)術(shù)興趣為驅動(dòng)的教學(xué)方法。該方法的要點(diǎn)是: 課程講授內容涉及范圍較廣，實(shí)驗平臺及實(shí)驗內容多樣，以促進(jìn)學(xué)生根據自己的興趣及研究方向來(lái)選擇嵌入式系統學(xué)習方向及相關(guān)實(shí)驗內容。通過(guò)這樣的課程的學(xué)習和實(shí)驗，學(xué)生能夠更快速、更深入地開(kāi)展學(xué)術(shù)研究，取得自己的成果。
1 .傳統嵌入式系統教學(xué)存在的問(wèn)題
鑒于嵌入式系統的重要性，我院為全體研究生開(kāi)設了公選課“嵌入式系統設計”。在該課程的傳統教學(xué)中，選擇32 位ARM 處理器作為唯一的平臺。教師講授A(yíng)RM 的相關(guān)知識并在對應的實(shí)驗平臺上完成各種通用的實(shí)驗。該教學(xué)方法通過(guò)大面積授課及實(shí)驗，提高教學(xué)效率，降低教師的課程負擔。但是還存在如下的缺點(diǎn):
( 1) 教學(xué)目的性不強。課程授課的目標是通過(guò)ARM 處理器相關(guān)知識的系統學(xué)習，使學(xué)生掌握該處理器工作的基本原理，掌握常用的嵌入式處理器應用開(kāi)發(fā)的一般方法。但是根據教學(xué)結果來(lái)看，由于知識陳舊，教學(xué)目的性不強，存在部分學(xué)生直到課程結束時(shí)尚不明白為何要學(xué)習該處理器，為何要做課程安排的實(shí)驗內容。
( 2) 學(xué)生的接受效率較低。由于學(xué)生對課程的教學(xué)目的不甚了解，不了解在后續的科研工作中如何應用課程講授的知識，因而對課程的學(xué)習興趣不高，存在著(zhù)為考試而學(xué)習的現象。同時(shí)由于該課程學(xué)習內容和實(shí)驗內容量比較大，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理，因而降低了課程的學(xué)習效率。
( 3) 和學(xué)科前沿知識融合度較低。課程以講授基于A(yíng)RM 嵌入式系統的設計和開(kāi)發(fā)為主，對于當前熱門(mén)的物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )以及基于A(yíng)ndroid系統的高性能嵌入式系統等相關(guān)知識都沒(méi)有涉及。其內容和學(xué)科前沿知識融合度較低。
針對上述問(wèn)題，結合筆者多年的嵌入式控制系統教學(xué)經(jīng)驗，本文提出基于學(xué)術(shù)興趣驅動(dòng)的嵌入式系統教學(xué)方法的探討。
2 .學(xué)術(shù)興趣驅動(dòng)教學(xué)的思路
目前，在高校教學(xué)實(shí)踐中已經(jīng)有了一些對嵌入式系統傳統課程的探索性改革。其中比較突出的有“競爭驅動(dòng)”和“項目驅動(dòng)”兩種手段。這兩種手段分別以不同層級的大學(xué)生電子設計競爭、課外設計競爭以及參與教師的科研項目為載體，教學(xué)過(guò)程和內容結合這些載體展開(kāi)。這兩種方法能夠有效的提升學(xué)生特別是本、專(zhuān)科生的學(xué)習積極性，但是該方法并不能很好地適用于研究生教學(xué)。這是因為:
( 1) 一般選定某一種平臺的嵌入式系統展開(kāi)教學(xué)并針對部分學(xué)生展開(kāi)競賽培訓。由于教師個(gè)人精力限制，除了選定的平臺，其他類(lèi)型的嵌入式系統一般不會(huì )涉及，而這個(gè)選定的平臺不一定適合研究生的研究方向。
( 2) 教師個(gè)人的科研項目與研究生的研究方向也不一定吻合。方向差距頗大的項目不僅不能引起學(xué)生的學(xué)習興趣，甚至可能會(huì )適得其反。
本文提出的以學(xué)生的學(xué)術(shù)興趣為驅動(dòng)的嵌入式系統教學(xué)方法其要點(diǎn)是: 在授課內容上，以闡述嵌入式系統軟、硬件設計的基本原理為基礎，重點(diǎn)通過(guò)講授各種嵌入式系統方案的基本組成、使用領(lǐng)域及各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)，使研究生了解和熟悉多種平臺，增加其選擇機會(huì )。在實(shí)驗內容上，按照學(xué)生的學(xué)術(shù)興趣組成多個(gè)實(shí)驗團隊，按照選擇的實(shí)驗平臺( 如，ARM 組、DSP 組、FPGA 組、無(wú)線(xiàn)通信組和物聯(lián)網(wǎng)組等) 學(xué)生根據自己的學(xué)術(shù)研究興趣，選擇相應的( 一個(gè)或多個(gè)) 實(shí)驗平臺; 每個(gè)實(shí)驗平臺配備具有相應知識背景的授課教師; 教師對所負責的平臺理論授課、實(shí)驗授課和考核負責。
3 .學(xué)術(shù)興趣驅動(dòng)教學(xué)中注意的問(wèn)題
在上述研究?jì)热葜�，相對于傳統的單平臺嵌入式系統教學(xué)需要著(zhù)重解決如下三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:
( 1) 教學(xué)方案的實(shí)施。由于學(xué)術(shù)驅動(dòng)的教學(xué)中，理論教學(xué)著(zhù)重闡述嵌入式系統的基本原理以及各個(gè)嵌入式平臺的特點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生選擇最適合自己需要的學(xué)習平臺。鑒于學(xué)生對各種處理器平臺使用重點(diǎn)不一樣，譬如有學(xué)生關(guān)注某處理器的運算性能，有學(xué)生關(guān)注某處理器的串行總線(xiàn)控制器，有學(xué)生關(guān)注某處理器圖像編解碼等，因而我們對于多個(gè)具體的嵌入式平臺應依照廣而淺的原則做全面講授，將各個(gè)嵌入式平臺更高層次的理解和應用留給學(xué)生結合實(shí)驗內容以及自身的科研興趣進(jìn)行自學(xué)。
( 2) 資源的.高效整合。在教學(xué)過(guò)程中，教師資源需要能夠充分滿(mǎn)足研究生各種不同的學(xué)術(shù)興趣。因此本教改項目的實(shí)踐需要多位教師的協(xié)同工作。換句話(huà)說(shuō)，為了保證教學(xué)改革的順利開(kāi)展，除了拓寬任課教師的知識面之外，還需要統籌安排不同科研方向的多位教師的教學(xué)資源。
本方案需要配套多種實(shí)驗教學(xué)平臺，需要相應的下載器、調試器等教學(xué)設備。但是由于這些實(shí)驗設備一般分屬不同的實(shí)驗室，因而需要統籌調度這些實(shí)驗設備才能保證教學(xué)實(shí)驗有條不紊地開(kāi)展。
( 3) 課程評價(jià)體系的建立。由于在課程教學(xué)中各位研究生采用的實(shí)驗平臺不同，從而導致其學(xué)習內容也不盡相同。因而傳統的以課程考試為主要手段的評價(jià)體系并不能適應本方案。而教學(xué)成效的科學(xué)評價(jià)是完善項目?jì)热莸囊粋�(gè)基本支撐。因而如何客觀(guān)、科學(xué)的評價(jià)課程的教學(xué)成效也將是另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
4. 結語(yǔ)
本文提出一種基于學(xué)術(shù)興趣驅動(dòng)的研究生嵌入式系統教學(xué)方案。該方案依據學(xué)生的學(xué)術(shù)興趣，組織多位教師展開(kāi)多平臺的嵌入式系統教學(xué)。通過(guò)該方案的實(shí)施，能夠有效整合學(xué)生的學(xué)習積極性和現有的教學(xué)資源，提升嵌入式系統課程的教學(xué)效率。進(jìn)一步的，學(xué)生在學(xué)習的過(guò)程中帶著(zhù)明確的科研問(wèn)題，因而課程的學(xué)習又能促進(jìn)科研的進(jìn)展。
與傳統的教學(xué)模式相比，學(xué)術(shù)興趣驅動(dòng)的嵌入式系統教學(xué)在提高學(xué)生學(xué)習興趣、提升學(xué)習效果方面都發(fā)揮了很好的作用。但與傳統教學(xué)方式相比，其運作難度較大，尤其是組織多名教師聯(lián)合教學(xué)，對教案設計、教學(xué)資源整合和評價(jià)體系建立等環(huán)節要求較高。但是作為一種能增強教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)模式，值得進(jìn)行進(jìn)一步的嘗試和研究。
淺談嵌入式系統論文 篇3
1. 緒論
電控機械式自動(dòng)變速器(Automatic Mechanical Transmission,AMT)具有傳動(dòng)效率高、成本低、操作容易、駕駛舒適等優(yōu)點(diǎn)，已成為車(chē)輛自動(dòng)變速器發(fā)展的一個(gè)重要方向。AMT 的核心部件是電控單元(TCU)，實(shí)時(shí)采集和檢測輸入信號(發(fā)動(dòng)機轉速、輸入軸轉速和車(chē)速，油門(mén)踏板位置、節氣門(mén)開(kāi)度、變速箱油溫等以及各種狀態(tài)信號)并進(jìn)行調理、存儲，同時(shí)，TCU 根據這些運行參數進(jìn)行工況判斷并發(fā)出控制信號，完成車(chē)輛的平穩起步或自動(dòng)換擋，從而使車(chē)輛獲得優(yōu)良的舒適性、燃油經(jīng)濟性與動(dòng)力性能。較之傳統的控制器，TCU 有更多的傳感器，執行器以及更為復雜的控制算法，若TCU 設計不合理，難以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性與可靠性的要求，同時(shí)，如果換擋規律不合理，汽車(chē)難以獲得較好的燃油經(jīng)濟性和動(dòng)力性。本文從TCU 硬件和軟件設計做了相應的介紹。
2.TCU 軟件設計
TCU 軟件部分的核心是控制策略，其主要部分是最佳換擋規律。本控制器采用兩種換擋控制策略，即經(jīng)濟性換擋規律，綜合性換規律，通過(guò)模式選擇開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，使用Simulink 搭建的換擋控制策略。
Simulink 模型無(wú)法直接燒寫(xiě)到單片機中運行， 編寫(xiě)好的程序通過(guò)Simulink 提供的RTW 工具生成可用的C 代碼， 編寫(xiě)接口嵌入到軟件系統中。生成的C 代碼是上層核心算法程序，只提供與底層程序的接口，而底層程序則須自己編寫(xiě)并留出對應接口和上層代碼對應接口進(jìn)行連接[3]。然后把相應的C 代碼添加到CCS 中的工程文件中，并編寫(xiě)代碼的接口，實(shí)現軟件三部分的'無(wú)縫連接;其中驅動(dòng)程序包括信號輸入通道設置與信號處理驅動(dòng)程序、輸出通道設置與輸出處理、通信設置與數據轉換。
3. TCU 硬件設計
根據TCU 的功能需求，把硬件電路劃分以下幾個(gè)部分：信號采集輸入調理電路、執行器控制電路以及主控電路。
(1) 、主控電路：TCU 的硬件電路選擇了TMS320F2812 主控芯片，兩個(gè)16 位通用定時(shí)器，以負責離合器轉速信號、車(chē)速信號等脈沖信號的采集;8 個(gè)16 位的脈寬調制(PWM)通道、可以實(shí)現對離合器電磁閥、換擋電磁閥的控制;16 通道A/D 轉換器，在采集節氣門(mén)位置、離合器位置等傳感器輸入的多路模擬信號的應用中，可以簡(jiǎn)化硬件，提高系統可靠性;擁有改進(jìn)的局域網(wǎng)絡(luò )(eCAN)支持CAN2.0B 協(xié)議，以實(shí)現串行信號的輸入輸出以及與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機ECU 的信息交換,實(shí)現ECU 之間的CAN 通信。
(2)、 輸入電路： 對于主控芯片TMS320F2812 芯片上帶有AD 轉換模塊的處理芯片， 其輸入的模擬信號需要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的濾波、放大后才可接入DSP。開(kāi)關(guān)量信號采用光電隔離來(lái)實(shí)現信號的轉換，數字信號調理部分的作用是將仿正弦信號經(jīng)過(guò)處理后，變成電平范圍在DSP 允許范圍內的方波信號。數字信號調理部分的設計采用先濾波后整形，最后光電隔離的辦法。
(3)、 TMS320F2812 主控芯片EV 外設提供的PWM 外設功能，對電路進(jìn)行控制，但，由控制器輸出的PWM 波的峰值電壓只有5V， 不足以驅動(dòng)電磁閥， 這就需要電磁閥驅動(dòng)電路將PWM 控制信號的功率進(jìn)行放大，從而控制電磁閥正常工作。
4. 結論
自行設計了TCU 軟硬件， 對設計的TCU 做了相應的硬件在環(huán)試驗， 利用Real Time Workshop 實(shí)現控制模型向C 代碼的轉化，優(yōu)化后下載到TCU，進(jìn)行了硬件在環(huán)仿真實(shí)驗，篇幅有限，本文不做具體說(shuō)明。試驗結果表明，設計的該TCU，能按照控制策略實(shí)時(shí)、準確、可靠的控制AMT 的換擋過(guò)程，同時(shí)，同時(shí)獲得了較好的經(jīng)濟性以及動(dòng)力性能。為AMT 控制器的開(kāi)發(fā)提供了參考。
淺談嵌入式系統論文 篇4
摘要：針對高校人才培養難以滿(mǎn)足企業(yè)對嵌入式人才需求的現狀，對東北農業(yè)大學(xué)計算機專(zhuān)業(yè)的嵌入式系統課程實(shí)驗教學(xué)內容和教學(xué)模式進(jìn)行了改革，提出了課堂實(shí)驗教學(xué)與網(wǎng)上課外教學(xué)相結合的教學(xué)新模式，有效地調動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習積極性，提高了學(xué)生在嵌入式方面的綜合實(shí)踐能力。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統；實(shí)驗教學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)模式
伴隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式技術(shù)在通信、自動(dòng)化控制、計算機硬件系統設計、儀器儀表開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域的應用越來(lái)越廣泛。面對嵌入式人才稀缺，就業(yè)形勢看好的現狀，高校在人才培養方面確遠遠跟不上嵌入式技術(shù)的發(fā)展水平，難以滿(mǎn)足企業(yè)對實(shí)踐型嵌入式人才的需求。
嵌入式系統是高校以電子信息、計算機、自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)本科高年級學(xué)生為授課對象，開(kāi)設的以實(shí)踐應用為核心的專(zhuān)業(yè)技能課程，涉及到電工電子技術(shù)、微機原理、接口技術(shù)、匯編語(yǔ)言等綜合內容。
高校在嵌入式系統課程教學(xué)過(guò)程中面臨如下困難：嵌入式系統基礎知識多，涉及面廣，內容更新快；教學(xué)中易產(chǎn)生過(guò)分偏軟或偏硬的現象，軟硬件結合不到位，且理論和實(shí)踐結合較少；高校實(shí)驗經(jīng)費短缺導致嵌入式實(shí)驗設備投入少等。這些原因直接導致高校在培養嵌入式人才時(shí)面臨課程孤立、內容不全、實(shí)踐創(chuàng )新能力有待加強、與實(shí)際應用脫節等問(wèn)題。
本文以東北農業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院計算機專(zhuān)業(yè)的嵌入式系統課程實(shí)驗教學(xué)改革為背景，通過(guò)對傳統嵌入式系統實(shí)驗教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了嵌入式系統課程實(shí)驗教學(xué)內容改革的新思路，并基于亞科爾多媒體教學(xué)軟件和BBS在線(xiàn)學(xué)習交流資源共享教學(xué)平臺構建了課堂實(shí)驗教學(xué)與網(wǎng)上課外教學(xué)相結合的教學(xué)新模式。
1.實(shí)驗教學(xué)內容改革
基于企業(yè)對嵌入式復合型人才的需求，以計算機專(zhuān)業(yè)低年級開(kāi)設的軟硬件課程為基礎，以嵌入式系統課程的硬件和軟件單獨實(shí)驗為抓手，以培養學(xué)生軟硬件交叉綜合實(shí)驗設計和開(kāi)發(fā)能力為目標，確立嵌入式系統課程實(shí)驗教學(xué)內容為基本接口實(shí)驗、操作系統應用實(shí)驗和綜合設計實(shí)驗三大類(lèi)。
其中基本接口實(shí)驗、操作系統應用實(shí)驗為基礎篇，偏重于大三學(xué)生學(xué)習，主要基于已有實(shí)驗教學(xué)資料開(kāi)展；而綜合設計實(shí)驗為提高篇，面向大四及研究生低年級學(xué)生開(kāi)設，以創(chuàng )新項目和電子設計大賽為手段，提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力。
2.實(shí)驗教學(xué)模式改革
在嵌入式系統課程實(shí)驗教學(xué)內容改革的`基礎上，利用計算機系服務(wù)器搭建BBS在線(xiàn)學(xué)習交流資源共享教學(xué)平臺，結合亞科爾多媒體教學(xué)軟件，形成網(wǎng)上課外教學(xué)與課堂實(shí)驗教學(xué)相結合的教學(xué)模式，實(shí)現課上重點(diǎn)問(wèn)題和共性問(wèn)題集中解答、課下個(gè)別問(wèn)題BBS在線(xiàn)輔導的新型實(shí)驗教學(xué)模式。
2.1課堂實(shí)驗教學(xué)
實(shí)驗教學(xué)以實(shí)踐訓練為主，輔以適當的講解，重點(diǎn)是對學(xué)生實(shí)驗過(guò)程中遇到的共性問(wèn)題進(jìn)行集中講解�；跂|北農業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院實(shí)驗室購進(jìn)的亞科爾多媒體教學(xué)軟件的網(wǎng)絡(luò )教室功能，實(shí)驗教師能夠高效地進(jìn)行課堂實(shí)驗教學(xué)，對學(xué)生進(jìn)行課上教學(xué)內容的講解、管理和共性問(wèn)題的輔導。
該多媒體教學(xué)軟件具有易用性好、兼容性強、穩定性高等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)教師端和學(xué)生端軟件的安裝快速地構建多媒體網(wǎng)絡(luò )教室，實(shí)現教師和學(xué)生桌面的錄制和快速切換演示、文件的分發(fā)和收集、快速關(guān)機和重啟等。
2.2網(wǎng)上課外教學(xué)
通過(guò)BBS在線(xiàn)學(xué)習交流資源共享教學(xué)平臺為學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)上課外教學(xué)輔導，實(shí)現相關(guān)學(xué)習資料的發(fā)布、學(xué)習內容的在線(xiàn)交流，個(gè)別問(wèn)題的在線(xiàn)輔導，提高學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性，增強實(shí)驗教學(xué)效果。
為了使學(xué)生盡早的了解實(shí)驗內容，把握實(shí)驗課的重點(diǎn)、難點(diǎn)及實(shí)驗安排等信息，做好實(shí)驗內容預習和實(shí)驗結束后相關(guān)資料的整理，實(shí)驗教師可通過(guò)BBS教學(xué)平臺進(jìn)行實(shí)驗課程介紹、實(shí)驗教學(xué)大綱、實(shí)驗日歷、實(shí)驗規劃、實(shí)驗指導、實(shí)驗教學(xué)視頻等內容的發(fā)布；通過(guò)使用該BBS教學(xué)平臺，教師還可以為學(xué)生布置綜合實(shí)驗作業(yè)，通過(guò)學(xué)生上傳的作業(yè)了解學(xué)生的完成情況，把握學(xué)生對知識的掌握程度，為課堂實(shí)驗教學(xué)提供指導；通過(guò)使用該BBS教學(xué)平臺，教室還可以實(shí)時(shí)與學(xué)生交流實(shí)驗中遇到的問(wèn)題，并為學(xué)生提供有針對性的網(wǎng)上在線(xiàn)輔導，進(jìn)一步提高學(xué)生對知識的掌握程度。
3.教學(xué)成效
為評測該實(shí)驗教學(xué)內容和模式改革的效果，以計算機專(zhuān)業(yè)的學(xué)生為對象，以嵌入式系統課程的實(shí)驗教學(xué)為媒介，進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)模式的探討和實(shí)驗教學(xué)內容的實(shí)施。
通過(guò)問(wèn)卷調查和課后訪(fǎng)談，學(xué)生普遍反映如下：通過(guò)實(shí)驗教學(xué)內容的改革，學(xué)生在完成基礎實(shí)驗內容后，通過(guò)綜合性實(shí)驗項目的開(kāi)展，綜合實(shí)踐能力得到了一定的提升；通過(guò)教學(xué)模式的改革，將教師課上實(shí)驗原理講授、實(shí)驗演示與學(xué)生課下預習實(shí)驗、設計實(shí)驗、教師網(wǎng)上指導等相結合，調動(dòng)了學(xué)生學(xué)習的主觀(guān)能動(dòng)性，有效提高了學(xué)習效果。
通過(guò)教學(xué)實(shí)踐對比發(fā)現，應用該實(shí)驗教學(xué)內容和模式的班級與未應用班級相比，在課上實(shí)驗完成情況、綜合實(shí)驗設計能力方面都有了一定的提高。
4.結束語(yǔ)
在實(shí)驗教學(xué)內容改革的基礎上，將基于亞科爾多媒體教學(xué)軟件的課堂實(shí)驗教學(xué)與基于BBS教學(xué)平臺的網(wǎng)上課外教學(xué)相結合，調動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習積極性，對學(xué)生理論知識和實(shí)踐能力的提高起到了很好的作用。結合BBS教學(xué)平臺和亞科爾多媒體教學(xué)軟件進(jìn)行網(wǎng)上課外教學(xué)與課堂實(shí)驗教學(xué)相結合的教學(xué)模式對其他計算機類(lèi)課程的理論和實(shí)驗教學(xué)也具有一定的可借鑒性。
淺談嵌入式系統論文 篇5
摘要：應用型本科院校重視培養實(shí)踐性人才，并且要求學(xué)生要學(xué)以致用。本文基于對《嵌入式系統》課程教學(xué)的研究，總結了幾點(diǎn)具體教學(xué)改革策略，為實(shí)現教學(xué)改革有效性，需要不斷進(jìn)行實(shí)踐，并結合具體教學(xué)實(shí)際，制定科學(xué)的教學(xué)管理模式，從而不斷培養更多具有高技術(shù)水平的應用型人才。
關(guān)鍵詞：應用型大學(xué)；嵌入式系統；教學(xué)方法；改革策略
1.引言
應用型本科院校以服務(wù)社會(huì )為根本，在培養學(xué)生過(guò)程，重視教學(xué)實(shí)踐，并以提高學(xué)生學(xué)習興趣為根本，不斷實(shí)施更加科學(xué)的教學(xué)模式。為此，本文基于有效實(shí)踐，總結了幾點(diǎn)教學(xué)改革策略，希望分析能夠進(jìn)一步為應用型本科院�！肚度胧较到y》課程教學(xué)質(zhì)量提高提供有效助力。
2.注重興趣培養
興趣是幫助學(xué)生提升學(xué)習效果的基礎，只有學(xué)生擁有了學(xué)習興趣，才能以積極主動(dòng)地姿態(tài)投身到學(xué)習之中，而應用型本科院校為了激發(fā)學(xué)生對《嵌入式系統》的興趣，通常采取以下的方法。首先，在進(jìn)行理論知識的教學(xué)過(guò)程中，教師應當盡量選擇較為基礎、難度較低的模塊進(jìn)行具體的分析，以求最大程度上降低學(xué)生可能出現的挫敗感。其次，在進(jìn)行實(shí)驗任務(wù)的布置過(guò)程中，教師應當找尋具備趣味性、對動(dòng)手要求高的實(shí)驗，從而有效吸引學(xué)生的學(xué)習興趣，讓學(xué)生從被動(dòng)接受知識的局面轉化為主動(dòng)。再次，教師要提前布置好課程設計題目。教師要帶領(lǐng)學(xué)生做好課前預習任務(wù)，從而首先了解到預先學(xué)習的內容，不僅能夠降低學(xué)習任務(wù)還能夠有效調度學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題去學(xué)習。最后，教師要充分深入學(xué)生群體之中，發(fā)現學(xué)生之中對嵌入式系統學(xué)習興趣較為濃厚的同學(xué)，并鼓勵其持續學(xué)習。同時(shí)，要鼓勵有興趣的學(xué)生進(jìn)行更深層次的學(xué)習并參與一定的國家設計比賽，不僅能夠更好激發(fā)學(xué)生的學(xué)習欲望，還能向社會(huì )輸出高質(zhì)量的應用型人才。
3.深化教學(xué)改革
3.1課程內容及教學(xué)方法與時(shí)俱進(jìn)
隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)力量的不斷發(fā)展，傳統的嵌入式教學(xué)已經(jīng)無(wú)法適應社會(huì )的需求。所以，教師應當做好對課程的調整與優(yōu)化，讓學(xué)生在理解理論知識的'基礎上，做出一定的拓展。我國目前正處于信息化時(shí)代，學(xué)生作為互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)的最大使用群體，往往對互聯(lián)網(wǎng)的運用相對較為嫻熟，能夠利用好高度資源共享的互聯(lián)網(wǎng)資源。所以，教師應當在授課的過(guò)程中，留出一部分的內容，讓學(xué)生自主使用互聯(lián)網(wǎng)搜尋相關(guān)的資料。此外，還可以布置一定的教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生進(jìn)行自主完成探究、討論與分析。
3.2更新教學(xué)模式
傳統的嵌入式課堂相對較為結構松散，其理論課程與實(shí)驗課程分開(kāi)進(jìn)行。這樣的教學(xué)方法，即使部分學(xué)生掌握了較為扎實(shí)的理論知識，但由于時(shí)間推移較長(cháng)，也無(wú)法充分將理論知識化為實(shí)踐所用，實(shí)驗課程質(zhì)量無(wú)法保證。近年來(lái)，我國社會(huì )上出現了許多嵌入式的培訓班，其培訓內容為MCU與ARM為主，同時(shí)還設立了一定的C語(yǔ)言基礎的教學(xué)課程。不僅許多有需求的社會(huì )工作人員參與到培訓班之中，還有許多學(xué)校學(xué)生也報名參加了社會(huì )的培訓班，也從側面表現出學(xué)校的嵌入式課程的不足與問(wèn)題，因此嵌入式課程的改革已是當前最為迫切的任務(wù)之一。在社會(huì )的培訓班之中，往往最為常用的方式為“教、學(xué)、做”為一體的模式，這樣的模式能夠幫助學(xué)生快速掌握嵌入式系統的操作方法，但也存在明顯的缺陷，即學(xué)生往往只有短期記憶，沒(méi)有形成長(cháng)期記憶，不利于未來(lái)踏入社會(huì )崗位之中。在轉型優(yōu)化的過(guò)程中，學(xué)校應當充分吸收課外培訓班的“教、學(xué)、做”一體模式的優(yōu)勢，讓學(xué)生不僅學(xué)習到理論知識，還能將其付諸為實(shí)踐操作所用。教師在授課的過(guò)程中不能一味只根據教材課本進(jìn)行講解，要運用好目前高度發(fā)達的多媒體模式，落實(shí)“邊做邊講”的授課模式，教師講解一個(gè)知識點(diǎn)，學(xué)生落實(shí)一個(gè)知識點(diǎn)的操作。區別于社會(huì )的培訓班，學(xué)校里的課程相對知識點(diǎn)更為牢固，學(xué)生有更為充足的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習，讓學(xué)生成長(cháng)為真正意義上的嵌入式系統的應用人才，為其后續踏入社會(huì )崗位夯實(shí)基礎，為社會(huì )輸出更多的應用型人才。
3.3加大實(shí)踐環(huán)節培養力度
嵌入式課程，是一項高度強調實(shí)踐培訓的課程。普通的理論課程僅能幫助學(xué)生掌握部分知識點(diǎn)，卻沒(méi)有做好知識點(diǎn)上的串聯(lián)。為了幫助學(xué)生更好構建更為完善的知識體系，教師的最佳方案即為做好實(shí)踐環(huán)節的培養。教師要充分挖掘教材中的內容，找出具有實(shí)踐價(jià)值的內容，設計具體的教學(xué)內容和方案后，讓學(xué)生完成實(shí)踐任務(wù)，達到鍛煉學(xué)生應用能力的目的。需要注意的是，教師一定要控制好實(shí)踐任務(wù)的難度系數，不然學(xué)生完成有困難，反而會(huì )造成學(xué)生的學(xué)習積極性被打擊。教師可采用分等級設置實(shí)踐任務(wù)的方式，每一位學(xué)生都需要完成基礎的實(shí)踐設計任務(wù)，而高階段的任務(wù)則讓學(xué)有余力的學(xué)生加以嘗試和操作。此外，教師還要鼓勵學(xué)生參加課外的實(shí)踐操作活動(dòng)，例如參加全國嵌入式系統的設計應用大賽等，從而不局限于書(shū)本上的應用知識內容，讓學(xué)生獲得更為完善、全面的知識考察，最終為其踏入社會(huì )崗位夯實(shí)基礎，獲得更好的學(xué)習效果。另外，嵌入式專(zhuān)業(yè)的教學(xué)是一項高度契合我國校企合作模式的教學(xué)，所以相關(guān)教師應當組織好學(xué)生的校企合作實(shí)踐學(xué)習。教師應當找尋相對難度較低的崗位，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)習工作，以求更好夯實(shí)學(xué)生的學(xué)習基礎，同時(shí)要將企業(yè)化的管理理念和建設目標給予學(xué)生，讓學(xué)生真正以從業(yè)者的心態(tài)完成實(shí)踐操作，以求獲得更好的學(xué)習效果。同時(shí)，企業(yè)也可以將自身的建設目標告訴教師，讓學(xué)校完成定向人才的培養工作，達到互惠共利的目的。
4.科學(xué)設置評價(jià)體系
為了更好考察學(xué)生的實(shí)踐水平，學(xué)校應當摒棄傳統的考試方法，僅僅以最終的成績(jì)評定學(xué)生的能力和水平。教師應當在考核前，考察學(xué)生原有的水平與能力，當學(xué)生在原有技術(shù)水平上有所進(jìn)步和收獲時(shí)，就應當予以及時(shí)的肯定，而非僅僅憑借最終的成績(jì)來(lái)下定論。同時(shí)，要重視學(xué)生的實(shí)踐過(guò)程，不能只以其最后的作品或結果給予學(xué)生定論，只有這樣才能不打擊學(xué)生的學(xué)習積極性，驅動(dòng)其以更為積極主動(dòng)地姿態(tài)投身到相關(guān)學(xué)習任務(wù)之中。
5.結束語(yǔ)
總之，作為應用型高校，要重視教學(xué)實(shí)踐，在嵌入式系統課程教學(xué)模式改革和課程建設過(guò)程。要根據自身及學(xué)生的特點(diǎn)，選擇教學(xué)內容，調整教學(xué)方式，培養出更優(yōu)秀的嵌入式系統的人才。
參考文獻
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淺談嵌入式系統論文 篇6
摘要：此篇文章首先對嵌入式系統進(jìn)行了整體的闡述，并對其在設計中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，對其系統的優(yōu)化設計提出了相關(guān)的建議，以便能夠進(jìn)一步促進(jìn)嵌入式通信系統的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：嵌入式；通信系統；優(yōu)化設計；問(wèn)題建議
1.嵌入式通信系統的特征、工作及調度原理分析
1.1特征分析
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，時(shí)代的不斷進(jìn)步，也使得人們對通信系統的要求越來(lái)越高，因此作為通信系統的制造商就要不斷發(fā)展和完善其功能、性能以及實(shí)用性，以此來(lái)提升自身的競爭力。而嵌入式通信系統就很好的符合了功能、性能以及實(shí)用性的要求，其在應用時(shí)一定要在特定的場(chǎng)景下，并滿(mǎn)足特殊的應用目的，相比較其他系統的特征來(lái)說(shuō)，一是能夠與時(shí)間的限制性相適應，且在任務(wù)執行時(shí)具有時(shí)限屬性，并需要在一定時(shí)間內將其完成；二是具備良好的可靠性，尤其是將其應用在航空器以及汽車(chē)等控制系統中，其運行的可靠性直接回影響到人們的生命財產(chǎn)以及國防的安全；三是通信系統還具備復雜性，主要體現在約束的時(shí)間和資源方面，約束時(shí)間也就是在通信系統執行任務(wù)時(shí)都要與其約束的時(shí)間相符合，約束資源也就是在面對多個(gè)資源時(shí)要依照資源的前后控制協(xié)議來(lái)執行，以免出現鎖死，阻礙任務(wù)進(jìn)行的現象。四是具有任務(wù)多類(lèi)型多的特征。在對任務(wù)處理時(shí)要辨別任務(wù)的類(lèi)型，主要包括：偶發(fā)式任務(wù)、周期式、非周期式以及非實(shí)時(shí)式任務(wù)等。
1.2工作原理分析
在嵌入式通信系統正常運行的過(guò)程中，需要在不同任務(wù)間通信時(shí)就需要利用到寫(xiě)、讀以及共享變量的方式來(lái)完成。因此，只有確保共享變量不受到影響，使其一直處于一致性狀態(tài)，才可以更好的保障通信系統的安全正常運行。在保證共享變量的一致性方面一般會(huì )利用原子鎖進(jìn)行控制，也就是訪(fǎng)問(wèn)時(shí)將其鎖定，之后在解鎖，若鎖定或解鎖失敗，就會(huì )導致系統無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)變量，同時(shí)也會(huì )導致任務(wù)不能依照原定計劃進(jìn)行和完成。因此通信系統一定要協(xié)調好訪(fǎng)問(wèn)變量與任務(wù)落實(shí)之間的關(guān)系。
1.3調度原理的分析
為能夠保證通信系統資源能夠被精準的調度，且與特定要求相適應，在對其系統進(jìn)行設計前一定要注重對其目標任務(wù)的可調度行進(jìn)行分析，并使之與調度理論相符合，然后在對調度方案進(jìn)行確定。在對其執行任務(wù)進(jìn)行調度時(shí)，其技術(shù)可以利用可調度性分析和調度策略來(lái)進(jìn)行，并依據調度技術(shù)中的機制與策略來(lái)對嵌入式通信系統的可調度性進(jìn)行判斷。對于嵌入式通信系統來(lái)說(shuō)，在對其應用時(shí)一定要在特定的環(huán)境中進(jìn)行，也就是要求通信系統設備一定要具備集成化高、設備小型化的特點(diǎn)，并且能夠與網(wǎng)絡(luò )相結合，有較強的移動(dòng)性能。而且對于嵌入式要求也要保證其嵌入式CPU體積小、功率和能耗低的特點(diǎn)，以便可以將通用CPU中由板卡完成的目標任務(wù)集成在芯片內部。當然，只有保證嵌入式通信系統軟硬件效率，出去冗余的情況下，才能夠更好的保證其性能最大化�？梢哉f(shuō)嵌入式通信系統就是將研發(fā)、資金、技術(shù)以及創(chuàng )新知識為一體的集成化系統。
2.嵌入式通信系統運行中存在的不足
2.1網(wǎng)絡(luò )容量較小，內存不足
一般情況下，嵌入式通信系統主要有8個(gè)消息和4個(gè)ECU，且通信周期長(cháng)度為1，各個(gè)消息之間的周期也為1，所以在通信系統的周期中都存在8個(gè)時(shí)間槽，目的就是協(xié)調消息的周期。而且當節點(diǎn)由嵌入式通信系統的總線(xiàn)進(jìn)行連接，在不同ECU節點(diǎn)信號正常通訊的條件下，消息就會(huì )在總線(xiàn)上進(jìn)行調度，有次可以分析到當消息全部發(fā)出后，就會(huì )使嵌入式通信系統上的時(shí)間槽全部被占滿(mǎn)，使系統資源達到飽和，導致網(wǎng)絡(luò )容量?jì)却媲啡�，不能及時(shí)的對其他信息進(jìn)行解決。
2.2對于分支負載的支配不夠均衡
由于嵌入式通信系統在的網(wǎng)絡(luò )容量不足，導致其在靜態(tài)時(shí)間槽內的容量全部被占用，而動(dòng)態(tài)時(shí)間槽容量卻才占到一半，這樣就形成了分支負載嚴重不均衡的狀態(tài)。而出現這樣負載不均衡的現象嚴重情況下會(huì )使通信系統阻擋外界新消息的傳輸，使通信系統的升級收到制約，從而使其在擴展方面遇到困難。究根結底，造成這種問(wèn)題出現的原因就是嵌入式通信系統在網(wǎng)絡(luò )結構的設計方面存在問(wèn)題，沒(méi)有將負載均衡考慮到設計當中。
3.嵌入式通信系統優(yōu)化設計的具體措施分析
3.1應該注重對嵌入式通信系統在消息緩存結構方面的優(yōu)化設計
要想有效的擴展嵌入式通信系統的網(wǎng)絡(luò )容量，可以利用交換機來(lái)將之前的設備進(jìn)行替換，因為交換機的作用是能夠將消息有效的傳遞給所需要此消息的分析，能夠支持多個(gè)分支上CPU節點(diǎn)消息的同步傳輸，從而使嵌入式通信系統的網(wǎng)絡(luò )得到提升，提高其寬速度。當然，要保證嵌入式通信系統的交換機與通信系統整體的總線(xiàn)保持一致，且保證其處于電路交換模式，只有這樣才能夠使其滿(mǎn)足嵌入式通信系統的要求，發(fā)揮更大的作用。在對嵌入式通信系統的交換機進(jìn)行配置時(shí)，應使其輸入端口以及輸出端口的連接方式不相一致，以此來(lái)對使消息能夠準確的判定出輸出的路徑，由于此系統中的各個(gè)時(shí)間槽中都包括相應的報文，所以就需要依據時(shí)間槽內報文的不同對交換機的連接方式進(jìn)行重新配置，將其更換成沒(méi)有延遲、沒(méi)有緩沖的嵌入式通信系統的交換機，從而使嵌入式通信系統的交換結構得到合理有效的優(yōu)化，延展其網(wǎng)絡(luò )容量，保證系統能夠快速有效的運行。
3.2對嵌入式通信系統HSRN負載進(jìn)行均衡優(yōu)化設計
為了能夠保證嵌入式通信系統在運行過(guò)程中的負載均衡，我們可以對其HSRN的不同分支的負載進(jìn)行均衡化的優(yōu)化設計，以此來(lái)對通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行優(yōu)化，并利用交換機對通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行分割。這樣就能夠在不同分支負載均衡性相差較小的條件下，來(lái)對嵌入式通信系統網(wǎng)絡(luò )的`可擴展性進(jìn)行提升。在對負載的均衡性進(jìn)行設計后，當電子系統中的軟件升級時(shí)，就會(huì )使嵌入式通信系統的數據量發(fā)生增多現象，就會(huì )使各個(gè)分支之間存在較大的擴展量，以便能夠更加便捷的實(shí)現對系統的升級與擴展。嵌入式通信系統HSRN在結構上進(jìn)行了突破和優(yōu)化，利用消息緩存機構來(lái)實(shí)現系統容量的擴增，以滿(mǎn)足系統的需求。主要實(shí)現的方式為我們在交換機中設置的緩存隊列可以對一些跨分支的消息作用，從而減少約束關(guān)系，這樣就能夠相對的提高嵌入式通信系統消息的準確性和可調度性，自然信息的容納量也會(huì )隨之升高，最終實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )通信運用效率的提高。
4.總結
嵌入式通信系統在我們社會(huì )中各個(gè)領(lǐng)域的應用都十分廣泛，隨著(zhù)時(shí)代的不斷進(jìn)步也要求通信系統的進(jìn)步，所以就需要對自身的性能、功能等多方面進(jìn)行全面的優(yōu)化和設計，盡管在應用中存在網(wǎng)絡(luò )容量小和負載不均衡的問(wèn)題，但通過(guò)對其設備的更換以及對嵌入式通信系統的優(yōu)化設計，也對兩問(wèn)題進(jìn)行了處理。
參考文獻
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淺談嵌入式系統論文 篇7
摘要：文章通分析計算機專(zhuān)業(yè)《嵌入式系統》教學(xué)，從系統教學(xué)的課程設置、師資隊伍發(fā)展、教學(xué)結構和人才培養四個(gè)角度加強分析，探索嵌入式系統教學(xué)模式相關(guān)思路。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統；教學(xué)模式；計算機專(zhuān)業(yè)
對于嵌入式系統來(lái)說(shuō)，應用是它的核心，計算機技術(shù)是它的基礎。如果應用系統對計算機的型號有嚴格要求，才適用于嵌入式系統。由于嵌入式系統所占空間較小，有很強的功能，并且運用起來(lái)較為方便，所以現在已經(jīng)被應用到多個(gè)領(lǐng)域。每一年，全球嵌入式系統可以帶來(lái)一萬(wàn)億多美元的產(chǎn)值。由于市場(chǎng)對于嵌入式系統人才的高需求，所以越來(lái)越多的高校加大對于這一專(zhuān)業(yè)人才培養。另外，很多高校中的電子專(zhuān)業(yè)和通信工程專(zhuān)業(yè)都加大對于嵌入式系統課程的研究。文章通過(guò)分析現在高校中對于嵌入式系統教學(xué)存在的問(wèn)題，進(jìn)一步分析加強嵌入式系統教學(xué)的相關(guān)措施。由于現在的高校對于嵌入式系統是探索階段，所以主要存在以下問(wèn)題。
1.計算機專(zhuān)業(yè)《嵌入式系統》教學(xué)存在問(wèn)題
1.1缺少高質(zhì)量的教材。通常情況下,由于嵌入式技術(shù)與行業(yè)背景聯(lián)系密切，因此在選擇課程時(shí)，高校必須考慮理論和實(shí)際應用有機結合，選擇高質(zhì)量的教材。通過(guò)選擇高質(zhì)量的教材，才能實(shí)現教學(xué)和實(shí)踐有機結合，才不會(huì )使學(xué)生迷失在理論中。不過(guò)，通過(guò)近些年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗可以得知，因為技術(shù)發(fā)展速度越來(lái)越快，所以如果教材難以與時(shí)俱進(jìn)，那么教學(xué)工作就難以和時(shí)代相適應，對學(xué)生產(chǎn)生一定的負面影響。
1.2內容深度不夠。對于嵌入式系統來(lái)說(shuō)，它是一門(mén)新興技術(shù)，盡管現在很多高校開(kāi)設對這門(mén)課程，但是由于師資力量不足，缺乏對相關(guān)教師的專(zhuān)業(yè)化培訓，導致在一定時(shí)間內難以跟隨時(shí)代變革，所以高校的嵌入式系統教學(xué)內容深度不足，教學(xué)質(zhì)量不高。
1.3缺少實(shí)踐性。對于嵌入式系統來(lái)說(shuō)，它的實(shí)踐性和應用性很強，在教學(xué)工作中，實(shí)踐環(huán)節扮演著(zhù)重要角色。舉例來(lái)看，對于驅動(dòng)程序設計和指令編程等環(huán)節，只有學(xué)生實(shí)踐增多，才可以掌握知識，真正理解嵌入式系統。不過(guò)，對于很多學(xué)校來(lái)說(shuō)，盡管開(kāi)設嵌入式系統課程，但由于設備不足，導致工程和應用難以相結合，很難做出相關(guān)的課程設計和畢業(yè)設計，所以實(shí)踐能力較差，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣。
2.計算機專(zhuān)業(yè)《嵌入式系統》教學(xué)的一些思考
對于嵌入式系統來(lái)說(shuō)，它涉及的知識面寬泛，同時(shí)又極強的綜合性，在社會(huì )上發(fā)展較快，學(xué)習難度高。事實(shí)上，對于任何專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，都有其自身特點(diǎn)，所以對于嵌入式系統來(lái)說(shuō)，不能直接抄襲其它專(zhuān)業(yè)的教學(xué)體系，要切實(shí)根據本專(zhuān)業(yè)學(xué)生特征，分析課程的特點(diǎn)，制定適合自己的教學(xué)模式。在近幾年，通過(guò)教學(xué)實(shí)踐得知，在計算機開(kāi)設嵌入式系統課程時(shí)，如果想實(shí)現良好的教學(xué)效果，就要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：第一，在選擇芯片時(shí)。是選擇ARM芯片或是其它芯片；第二，在選擇系統時(shí)，要選擇嵌入式Linux操作系統還是其它操作系統；第三，在選擇處理器時(shí)，是選擇ARM7還是ARM9。
3.計算機專(zhuān)業(yè)《嵌入式系統》教學(xué)措施
綜合來(lái)看，在對于嵌入式系統進(jìn)行教學(xué)時(shí)，不僅要關(guān)注課堂教學(xué)的實(shí)際效果，還要通過(guò)多樣化的手段進(jìn)行輔助，以此來(lái)提高教學(xué)效果。
3.1建立開(kāi)放實(shí)驗室。通過(guò)購買(mǎi)ARM7和ARM9的《嵌入式系統》教學(xué)實(shí)驗設備，實(shí)現實(shí)驗室的組建。對于計算機專(zhuān)業(yè)《嵌入式系統》教學(xué)中，要設置兩個(gè)實(shí)驗層次，第一是基礎性實(shí)驗，第二是綜合性實(shí)驗。對于基礎實(shí)驗來(lái)說(shuō)，通過(guò)實(shí)驗使學(xué)生對于嵌入式軟件和硬件有基本了解，掌握其開(kāi)發(fā)流程與基本環(huán)境，實(shí)現基本程序開(kāi)發(fā)。而對于綜合應用實(shí)驗來(lái)說(shuō)，為了讓學(xué)生對于所學(xué)知識展開(kāi)運用，就要依據一定的題目，自主設計相關(guān)應用程序。對于實(shí)驗室來(lái)說(shuō)，實(shí)行全天開(kāi)放，學(xué)生可以通過(guò)課余時(shí)間加強研究，推動(dòng)課程時(shí)間教學(xué)有效實(shí)施。
3.2充分利用課程設計和畢業(yè)設計課程。在嵌入式系統的教學(xué)工作里，設計和畢業(yè)設計占據重要角色。因為程序設計周期較長(cháng)，所以要通過(guò)課題探討，使學(xué)生完成課題。而在這期間，學(xué)生一方面要進(jìn)行軟件設計，還要進(jìn)行軟件編程，同時(shí)還要兼顧電路設計，進(jìn)行硬件和軟件的調適。這樣一來(lái)，學(xué)生的知識和實(shí)踐有機結合，既培養了學(xué)生的思考探究能力，又提高了實(shí)踐能力，最終實(shí)現課程建設的目的。
3.3成立興趣小組.對于學(xué)生自身來(lái)說(shuō)。要充分按照興趣愛(ài)好，進(jìn)行嵌入式系統興趣小組組建。通過(guò)小組組建，充分利用實(shí)驗設施進(jìn)行小組課題研究，使學(xué)生一方面可以更深入的研究嵌入式系統，另一方面還提高了合作意識，進(jìn)一步培養學(xué)生的創(chuàng )新意識和科研能力，實(shí)現同學(xué)間的交流與合作，把實(shí)踐和知識有機結合。對于指導老師來(lái)說(shuō)，他們要定期進(jìn)行專(zhuān)題討論，推動(dòng)學(xué)生嵌入式系統研究的知識面拓寬，提高教學(xué)質(zhì)量。
3.4計算機專(zhuān)業(yè)《嵌入式系統》師資團隊建設。對于嵌入式系統來(lái)說(shuō)，它是一門(mén)新興學(xué)科，所以必須加大對于師資力量建設的關(guān)注。通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗的提高，加強學(xué)習交流，以此來(lái)建立高水平嵌入式系統教學(xué)隊伍。一方面，教師要有理論經(jīng)驗，另一方面還要有實(shí)踐經(jīng)驗。對于高校來(lái)說(shuō)，要重視嵌入式系統教師的培養，加大投入來(lái)實(shí)現培養。另外，對于嵌入式系統教師來(lái)說(shuō)，要加大培訓力度，進(jìn)行師資隊伍建設。充分利用好寒暑假等空閑時(shí)間，實(shí)現到相關(guān)企業(yè)的項目開(kāi)發(fā)，增加實(shí)踐經(jīng)驗。只有這樣，教師的`教學(xué)工作才能與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)現新知識和技術(shù)的引入，提高師資水平的同時(shí)，實(shí)現課堂教學(xué)效果的提高。通過(guò)開(kāi)展學(xué)術(shù)交流，利用講座的形式進(jìn)行專(zhuān)題研究，實(shí)現學(xué)校和學(xué)習之間的合作交流，加強師資對于建設，實(shí)現合作中的共同提高。
3.5以學(xué)生為主導,開(kāi)展“項目化”教學(xué)和開(kāi)辟“學(xué)習論壇”。對于嵌入式系統來(lái)說(shuō)，由于其自身的特殊性，所以要實(shí)現生產(chǎn)和實(shí)踐有機結合。另外，對于學(xué)院來(lái)說(shuō)，必須按照人才培養需要，實(shí)現有目的的教學(xué)。在教學(xué)方式上，要改變傳統教學(xué)模式，通過(guò)項目化教學(xué)實(shí)現教學(xué)方法的改變，將重心轉移到學(xué)生身上去，實(shí)現從課本教學(xué)到項目教學(xué)的轉化，實(shí)現由關(guān)注課堂教學(xué)變成關(guān)注實(shí)踐經(jīng)驗。另外，在開(kāi)展項目化教學(xué)時(shí)，要充分認識學(xué)生的重要地位，發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，實(shí)施參與式教學(xué)以提高其學(xué)習積極性。對于學(xué)院來(lái)說(shuō)，必須加大對于實(shí)踐能力的重視力度，實(shí)現對學(xué)生的強化訓練，使老師發(fā)揮輔助作用。對于嵌入式系統的老師來(lái)說(shuō)，必須有進(jìn)行項目開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗，有強大的知識基礎，引導學(xué)生獨立思考的同時(shí)進(jìn)行指導。在進(jìn)行實(shí)際的工程實(shí)訓時(shí)，通過(guò)成立項目小組的方式實(shí)現深度合作，形成別具一格的研發(fā)小組，在每個(gè)小組中要項目經(jīng)理，實(shí)現人員調配和課題研究工作。另外，研發(fā)小組要自主設計和分析，在遇到技術(shù)上的難題時(shí)，要通過(guò)網(wǎng)絡(luò )、圖書(shū)館等方式自行解決。
4.結論
在計算機專(zhuān)業(yè)里，嵌入式系統發(fā)展較晚，發(fā)展較快。由于高校的計算機專(zhuān)業(yè)里嵌入式系統發(fā)展較晚，所以必須通過(guò)實(shí)踐的方式加強對師資力量建設。另外，通過(guò)小組學(xué)習和實(shí)驗室的結合，實(shí)現教學(xué)水平的提高。只有通過(guò)多方努力，才可以建設計算機專(zhuān)業(yè)的嵌入式系統人才，為社會(huì )發(fā)展培養人才。
淺談嵌入式系統論文 篇8
摘 要：近年來(lái)，信息技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越快，已經(jīng)廣泛應用在社會(huì )生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，嵌入式系統是信息處理技術(shù)和計算機技術(shù)相結合的產(chǎn)物，基于A(yíng)RM嵌入式軟硬件系統有系統精煉簡(jiǎn)潔、針對性強、功能強大、程序質(zhì)量高、系統可靠性強等特點(diǎn)，下面就基于A(yíng)RM的嵌入式軟硬件系統設計進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：ARM;嵌入式軟硬件系統;設計
隨著(zhù)計算機技術(shù)和信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式軟硬件系統在社會(huì )各個(gè)領(lǐng)域的應用越來(lái)越廣泛�；贏(yíng)RM的嵌入式軟硬件系統是一種比較特殊的計算機系統，具有系統精煉簡(jiǎn)潔、針對性強、功能強大、程序質(zhì)量高、系統可靠性強等特點(diǎn)，能極大的提高系統處理效率。
1 .基于A(yíng)RM嵌入式軟硬件系統的理論概述
1.1 ARM架構
ARM是一種精簡(jiǎn)的指令集機器，基于A(yíng)RM架構的產(chǎn)品具有功耗小、質(zhì)量?jì)?yōu)越、價(jià)格低廉的特點(diǎn)，如RISC處理器，在教育多媒體、嵌入式控制、DSP等領(lǐng)域中有十分廣泛的應用�；贏(yíng)RM體系結構的32位嵌入式RISC微處理器結構具有良好的節能效果，特別適合移動(dòng)通訊領(lǐng)域設計。
1.2 嵌入式系統
嵌入式系統主要由輸入軟件、處理器、存儲器、輸出軟件等構成，其中處理器是嵌入式系統的關(guān)鍵部位，目前，全球共有上千種嵌入式處理器，并且每種處理器都有自身的優(yōu)勢及不足。對嵌入式系統而言，處理器的關(guān)鍵特性是性能高、能耗小、成本低;存儲器是嵌入式系統的另一大重要部分，其穩定性及容量大小對嵌入式系統的正常運行有很大的影響，因此，在進(jìn)行嵌入式系統設計時(shí)，要選擇與嵌入式系統處理器相匹配的存儲器，從而確保嵌入式系統的正常運行。
2 .基于A(yíng)RM的嵌入式軟硬件系統設計
在嵌入式系統中，系統硬件是系統軟件和程序運行、操作的基礎，只有確保硬件設計的合理性，才能為嵌入式系統的正常運行提供保障，下面就嵌入式系統硬件設計及軟件設計進(jìn)行分析。
2.1 硬件設計
2.1.1 處理器設計
ARM嵌入式處理器具有體積小、消耗資源少、質(zhì)量好等特點(diǎn)，因此，在各種網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品以及數字產(chǎn)品中有十分廣泛的應用。處理器是嵌入式系統正常運行的關(guān)鍵部分，在進(jìn)行嵌入式系統出處理器設計時(shí)，必須確保其綜合性能以及質(zhì)量符合相關(guān)規定，并且要將處理器冗余部分去除，從而有效地提高系統的運行性能。
2.1.2 外圍接口設計
在進(jìn)行嵌入式處理系統硬件設計時(shí)，要選擇合理的器件，確保各個(gè)器件之間的良好連接，為各器件之間的良好配合提供保障，提高系統硬件的有效性。在進(jìn)行嵌入式系統外圍接口設計時(shí)，要保證外圍接口的靈活多變，并且外圍接口要符合嵌入式系統小型化的特點(diǎn)，只有這樣才能為系統的靈活性、穩定性、可靠性提供保障。對于嵌入式系統，要實(shí)現外圍接口和處理器之間的無(wú)縫連接，并簡(jiǎn)化外圍電路，這樣不僅能減小整個(gè)系統的體積，還能有效地降低系統的設計成本。
2.1.3 針對性設計
在進(jìn)行嵌入式系統設計時(shí)，需要根據項目的實(shí)際情況以及用戶(hù)的實(shí)際需求進(jìn)行，因此，整個(gè)設計過(guò)程要針對其設計目標開(kāi)展，只有這樣才能為嵌入式系統的設計提供指導。由于系統設計是一個(gè)長(cháng)期性工作，因此，在設計過(guò)程中，設計人員要對軟件更新、系統升級等因素進(jìn)行充分考慮，并在針對性設計前，對相應的程序進(jìn)行仿真運行，在不斷調試中，確保嵌入式系統能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。
2.2 嵌入指紋識別模塊及軟件設計
在嵌入式系統設計過(guò)程中，要在硬件設計的基礎上，通過(guò)串口嵌入指紋識別模塊，從而為系統的正常通信提供保障。選用的指紋識別模塊需要具有良好的光學(xué)傳感功能，如Flash芯片、DSP處理器等，指紋識別模塊的主要功能有指紋圖像處理、模板匹配、模板提取、模板保持、指紋搜索等。嵌入式系統程序主要由管理和通訊兩大部分組成，以指紋識別模塊的相關(guān)協(xié)議為主，對其進(jìn)行編寫(xiě)，不僅能接收、校驗相關(guān)數據，還能在數據庫中添加用戶(hù)信息。通過(guò)LCD液晶顯示和鍵盤(pán)，能對現場(chǎng)情況進(jìn)行直接控制，從而確保系統的持續運行。
2.3 嵌入式系統的`軟、硬件協(xié)同設計
在進(jìn)行嵌入式系統設計時(shí)，需要對系統的硬件、軟件進(jìn)行詳細的分析和設計，一般情況下，在設計過(guò)程中，需要將系統的硬件和軟件看成一個(gè)整體，但在初期設計過(guò)程中，需要對系統的硬件功能和軟件功能進(jìn)行詳細的劃分，并將其相應功能區域固定好，這樣才能確保嵌入式系統硬件和軟件的良好組合，才能充分發(fā)揮整個(gè)系統的功效。在這個(gè)過(guò)程中，還需要進(jìn)行嵌入式系統的硬件和軟件的協(xié)同設計，從而確保系統硬件和軟件獲得最佳效益。
3. 結 語(yǔ)
嵌入式系統設計一項復雜的工程，基于A(yíng)RM嵌入式系統的軟硬件設計和整個(gè)系統的設計有很大的關(guān)聯(lián)，隨著(zhù)信息技術(shù)的持續發(fā)展，嵌入式系統結構的應用將會(huì )越來(lái)越廣泛，因此，做好嵌入式系統的設計工作是十分重要的。
參考文獻
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淺談嵌入式系統論文 篇9
摘要：隨著(zhù)CPU的性能的不斷提升，處理速度越來(lái)越快，運算能力不斷增強，在許多嵌入式系統的開(kāi)發(fā)中逐漸出現了軟外設（Software Peripherals）。所謂軟外設是指以軟件編程為手段，模擬CPU的外圍設備的功能，真正達到以軟代硬的目的。軟外設的出現給產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了極大的靈活性，不但使系統體積變得更小，而且使系統的升級換代變得更為方便，從而真正實(shí)現SOC。
本文介紹軟外設的設計思想以及在開(kāi)發(fā)過(guò)程中應注意的事項，并結合一個(gè)嵌入式系統，分析軟外設對系統的影響以及如何使設計合理化。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統 UART Software Peripherals
一、介紹
應該說(shuō)軟外設并不是一個(gè)新思想，從計算機發(fā)明以來(lái)，電子系統設計人員一直試圖盡可能多地用軟件編程來(lái)代替實(shí)際電路，通過(guò)這種方式把外設嵌入進(jìn)系統。但由于CPU速度、計算能力有限，以及內存技術(shù)的發(fā)展不夠成熟，從而束縛了軟外設的發(fā)展。
近年來(lái)，隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的處理器廠(chǎng)家在處理器的設計中加大了對軟外設的支持，象ARM公司宣稱(chēng)他們的32、64位RISC處理器已經(jīng)能用軟件實(shí)現更多更強的功能，指令集也更為豐富，甚至包括DSP方面的許多功能現在已經(jīng)能夠在CPU上實(shí)現。Motorola公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出基于SM56PCI接口的用純軟件實(shí)現的調制解調器。這些都說(shuō)明電路設計已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)期。
目前，電子設計中把外設嵌入進(jìn)系統的方法主要有兩種。方法Ⅰ是采用標準的微處理器＋一塊輔助芯片，輔助芯片可以是FPGA或CPLD等可編程邏輯芯片；方法Ⅱ是采用基本的CPU內核＋附加邏輯單元，這些可以在一塊高密度可編程邏輯芯片上實(shí)現，CPU內核往往為Altera和Xilinx等FPGA生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的軟件模塊。以上兩種方法都需要開(kāi)發(fā)人員熟悉硬件描述語(yǔ)言，但在實(shí)際應用中CPU內核以及各種IP核的使用的往往要得到產(chǎn)權許可，而且可編程邏輯芯片體積大，價(jià)格昂貴，故在一些便攜式裝置的研制中不便采用。
軟外設的設計通常是采用標準的微處理器，在滿(mǎn)足系統穩定和系統負荷允許的條件下，設計中盡可能多地采用可配置的軟件模塊，用這些可配置的軟件模塊來(lái)實(shí)現某種外設的功能。并且可以配置、升級、重組，從而完成特定的功能。應該說(shuō)明的是，并不是所有外設的功能都能完全由軟件實(shí)現，這種設計方法的目的是在系統允許的條件下盡量“以軟代硬”，以盡可能少的硬件開(kāi)銷(xiāo)取得最佳的性能比。
二、系統要求
下面給出具有軟外設的嵌入式系統結構圖。
下面給出對嵌入式系統的要求：
�。�1）高性能CPU內核。軟外設的必須以高性能CPU內核為支持，只有采用高性能CPU內核，系統的頻率才能得以提高，軟外設和CPU之間才能高速傳送數據，軟外設才能得以高速運行而對系統整體工作不會(huì )有太多影響。建議采用帶有流水線(xiàn)、32位以上RISC核的CPU。
�。�2）快速的中斷響應。軟外設均采用中斷方式向CPU提出服務(wù)請求�？梢栽谄洗鎯ζ髋c內部總線(xiàn)之間增加寄存器組來(lái)減少系統的中斷響應時(shí)間。
�。�3）附加硬件模塊。正如前面所提，系統有些特性是不能由軟件實(shí)現的，象定時(shí)器、中斷控制器。另外在信號處理中由于A(yíng)/D、D/A轉換如果用軟件實(shí)現對系統開(kāi)銷(xiāo)太大，由硬件實(shí)現較好。
�。�4）快速、足夠的存儲器和高性能的運算單元。
三、軟外設的算法設計
由于軟外設要求實(shí)時(shí)性強，有時(shí)需要和別的應用程序并行執行，在設計時(shí)可以把軟外設看作等待服務(wù)的任務(wù)，協(xié)調、安排好這些任務(wù)非常重要，根據任務(wù)的確定性可以把實(shí)時(shí)系統的進(jìn)程調度策略劃分為兩類(lèi)：一類(lèi)是靜態(tài)的，主要負責預先知道發(fā)生時(shí)間的任務(wù)；要求按進(jìn)度準點(diǎn)完成的任務(wù)；要求固定時(shí)間發(fā)生的任務(wù)。對這類(lèi)調度策略可以采用Round－robin算法或間隔算法（見(jiàn)3）。另外一類(lèi)是動(dòng)態(tài)進(jìn)程調度策略，負責那些不能預測何時(shí)發(fā)生任務(wù)；不知執行周期有多長(cháng)的任務(wù)。這是一些具有臨時(shí)性的任務(wù)，比如含有條件循環(huán)的任務(wù)（不知何時(shí)滿(mǎn)足條件）。以上兩種策略分別適用于不同的情況，在一個(gè)復雜的系統中，往往存在幾個(gè)要求并行執行的軟外設，進(jìn)程的調度對任務(wù)的同步和系統的優(yōu)化非常重要。
另外為了設計的`可移植性和簡(jiǎn)便，要進(jìn)行模塊化和層次化設計，復雜的軟外設可以看作由幾個(gè)具有層次的簡(jiǎn)單的模塊構成。
四、性能分析
現以示出了一個(gè)嵌入式系統的框圖，該系統采用Motorola公司生產(chǎn)的MCF5104型號CPU，接有三個(gè)軟外設，分別為UART、LCD和鍵盤(pán)控制器�，F在從工作速度和能量損耗方面以UART軟外設為例，對軟外設進(jìn)行性能分析。
在UART實(shí)現程序中，共有16條匯編指令，假定每條指令需要一個(gè)時(shí)鐘周期（即CPI＝1），沒(méi)有奇偶校驗功能。通過(guò)改變CPU主頻（變化范圍為30～100），計算執行的時(shí)間占有CPU時(shí)間的比率，分析UART軟外設在不同波特率情況下對CPU的負擔，計算過(guò)程如下：
假定CPU發(fā)送/接收一個(gè)字節的時(shí)間為t。UART軟外設的CPU占有率為T(mén)，則
t=指令數×CPI＋中斷響應周期×CPU主頻－1。
T＝t×波特率。
結果如表1所示。
表1 UART的CPU占有率
Rate(bit/s)
MHz
19200
38400
57600
1152000
30
1.534%
3.070%
4.605%
9.215%
50
0.920%
1.843%
2.764%
5.530%
75
0.614%
1.227%
1.843%
3.687%
100
0.460%
0.921%
1.380%
2.764%
上表中的統計數據是在假定UART工作在全雙工方式（FD）下，沒(méi)有檢錯功能得到的，而系統絕大多數時(shí)間是工作在半雙工方式（HD）下的，HD方式下該UART的CPU占有時(shí)間率要減少25％。如果加上奇偶校驗功能，該軟外設的CPU占有時(shí)間率在FD方式會(huì )增加11.45%，HD方式下增加7.60%。
由表1可知，CPU頻率越高，軟外設對系統的負擔越小，另外隨著(zhù)UART的波特率增加，系統負擔加重。建議軟外設的運行占CPU時(shí)間不能超過(guò)20％，實(shí)驗證明，軟外設的CPU占有率不超過(guò)20％的情況下對系統來(lái)說(shuō)是可以承受的。
接下來(lái)我們分析該軟外設的能耗問(wèn)題。圖三示出了CPU在接有URAT軟外設或URAT硬件的情況下在不同情況下的CPU消耗電流曲線(xiàn)。
上圖表明：
1．隨著(zhù)波特率增加，UART軟外設的能耗增加。
2．隨著(zhù)CPU主頻增加，UART軟外設的能耗增加。
3．波特率在小于70Kbit/s時(shí)UART軟外設的能耗低于硬件外設，此時(shí)選用軟外設可以降低能耗，即該軟外設適合于數據量不是很大的場(chǎng)合（如語(yǔ)音通信）。在要求系統傳輸速率極快的情況下（如視頻流傳輸），選用硬件實(shí)現較為合適。
五、結束語(yǔ)
本文系統地介紹了軟外設的設計思想，并以一個(gè)軟外設為例，分析了它的一些性能指標。軟外設具有許多優(yōu)點(diǎn)：如調試方便，系統可移植性強，能耗小，成本低。很適合在一些要求便攜式、低能耗的場(chǎng)合應用。雖然也存在一些缺點(diǎn)，如速度慢，并行性差，但隨著(zhù)CPU相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及算法的完善，這些方面在一定程度上會(huì )得到改觀(guān)。設計人員在設計時(shí)需要對硬件設計和軟件設計進(jìn)行折衷考慮。畢竟，軟外設的出現給嵌入式系統設計提供了一種更為靈活的設計方案，給設計人員也提供了更多的選擇余地，更廣的設計空間。
淺談嵌入式系統論文 篇10
摘要：嵌入式系統以計算機為基礎，它跟傳統的控制系統相比，具有專(zhuān)用性強、系統精簡(jiǎn)、高實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)，是機電控制系統中的最佳選擇。隨著(zhù)嵌入式系統的普及面越來(lái)越大，在機電控制系統中引用嵌入式系統已逐漸成為人們拓展嵌入式系統應用的重要方式，為機電控制系統中的硬件和軟件平臺的發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎，嵌入式系統在機電控制中的廣泛應用提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益，同時(shí)也增強了企業(yè)之間的競爭力。文章針對嵌入式系統在機電控制中的應用進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：機電控制;嵌入式系統;應用
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，嵌入式系統是對計算機系統的補充和延伸，但實(shí)際上，由于其發(fā)展時(shí)間并不長(cháng)，其本身還存在一定的問(wèn)題，發(fā)展不夠完善。工程師需要根據機電的功能要求設計芯片，通過(guò)這個(gè)芯片指導機電完成各種工作，以滿(mǎn)足用戶(hù)的各種需求。嵌入式系統對計算機的硬件要求比較低，可以在投入成本比較少的情況下，擴大嵌入式系統的應用，促進(jìn)了嵌入式系統更好更快的發(fā)展。由于芯片體積比較小，將來(lái)各種機電將會(huì )越來(lái)越小，功能也越來(lái)越全面，在生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì )得到更好的運用。
1.嵌入式系統的概述
嵌入式系統是一種完全嵌入受控器件的內部，為了特定的應用而專(zhuān)門(mén)設計的計算機系統，用來(lái)監視或者控制機器、工廠(chǎng)、裝置等一些大規模設備。與計算機系統不同的是，嵌入式系統通常執行的是帶有特定程序并且預先設定好的任務(wù)。由于嵌入式系統往往只針對一項特殊的任務(wù)，工程師能夠對它進(jìn)行簡(jiǎn)化，縮小體積、降低成本。嵌入式系統通常是大規模生產(chǎn)的，所以作為單個(gè)系統，它的成本比較低，為嵌入式系統大規模應用奠定了基礎。作為嵌入式系統的基礎的計算機系統，是嵌入式系統不可缺少的重要結構，同時(shí)也是嵌入式系統運行中涉及到的重要條件，而其中的運用模板不僅僅需要軟件的支持，也需要硬件系統的高度配合，只有這樣，才能對最后配置標準形成直接影響。如果能夠將這兩個(gè)部分進(jìn)行改進(jìn)，那么就有可能實(shí)現整體結構更完善的配置。嵌入式系統自身存在比較強的自擬功能，在它實(shí)際的運用過(guò)程中，計算機系統會(huì )在其中發(fā)揮很大的功能，從嵌入式系統運行環(huán)境的可靠性和功能消耗低的角度來(lái)說(shuō)，這些為嵌入式系統提出了更高的要求。
2.嵌入式系統所具備的特點(diǎn)
嵌入式微處理器是嵌入式系統的核心，以下四點(diǎn)是它所具備的特點(diǎn)：
�、賹�(shí)時(shí)的任務(wù)有比較可靠的支持能力，能同時(shí)完成多項任務(wù)并且中斷響應時(shí)間比較短，從而能夠做到內部的代碼和實(shí)時(shí)內核心的執行時(shí)間縮短到最低的程度；
�、趦Υ鎱^保護功能比較強。這是因為嵌入式系統的軟件結構已經(jīng)逐漸模塊化，因此為了能夠避免在軟件模塊之間發(fā)現錯誤的交叉，需要設計功能比較強大的存儲區保護功能，同時(shí)也有利于診斷軟件是否出現問(wèn)題；
�、矍度胧轿⑻幚砥魇直阌跀y帶，并且能耗相對較低；
�、芮度胧轿⑻幚砥骺梢詳U展處理器結構，以便能最快地開(kāi)展出最高性能的滿(mǎn)足應用的嵌入式微處理器。因此，在實(shí)際應用過(guò)程中，嵌入式系統能夠擁有多任務(wù)的操作系統，因為它系統精簡(jiǎn)，所以在操作的時(shí)候不會(huì )有太復雜的操作過(guò)程，工作人員比較容易上手。技術(shù)人員將程序儲存在芯片中，因為芯片集成技術(shù)的應用和普及能夠給人們帶來(lái)豐富的利潤回報，它能夠迎合了現如今信息技術(shù)部高速發(fā)展的特點(diǎn)，進(jìn)一步在生產(chǎn)生活中被人們普及利用。
3.嵌入式系統需要的應用軟件應用軟件
一個(gè)設備的驅動(dòng)程序在剛開(kāi)發(fā)的時(shí)候，應按照一定順序來(lái)啟動(dòng)，對硬件信息進(jìn)行收集的時(shí)及尋找正確的訪(fǎng)問(wèn)方式的時(shí)，外部設備通過(guò)查詢(xún)與中斷等設定好的通訊程序對主體軟件進(jìn)行全方位查詢(xún)，每一種應用情況都有相應的應用方式。通過(guò)對目標功能編寫(xiě)源代碼來(lái)對相應的驅動(dòng)程序進(jìn)行軟件的實(shí)時(shí)驅動(dòng)。一般用嵌入式系統內核自帶的PRINTKO函數對其輸入相應的代碼信息來(lái)進(jìn)行調試，或在核內設置相應的驅動(dòng)程序。當驅動(dòng)程序加入到內核以后，便可以和內核一起進(jìn)行程序編譯，也可以利用動(dòng)態(tài)的形式在運行狀態(tài)下強行輸入，在常規驅動(dòng)軟件之前，應仔細進(jìn)行檢查，使用軟件來(lái)模擬驅動(dòng)的`過(guò)程，能及時(shí)找出源程序中存在的問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行反復調試，有效減少在直接加載到實(shí)物上時(shí)出現問(wèn)題的可能性。
4.結束語(yǔ)
嵌入式系統的應用在當今已成為研究和應用的熱點(diǎn)，采用嵌入式系統的機電系統相較于傳統的機電系統具有功耗低、體積小、性?xún)r(jià)比高、實(shí)用性強等優(yōu)點(diǎn)。當前市場(chǎng)上的很多生產(chǎn)設備內都安裝有內嵌的通訊系統，并且有能夠被互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)的功能，這一技術(shù)為互聯(lián)網(wǎng)將來(lái)遠程遙控的發(fā)展打下了堅實(shí)的基礎。嵌入式系統是在不同的軟硬件上慢慢壯大的系統，隨著(zhù)嵌入式系統在生活中的廣泛應用，逐漸形成了機電系統和嵌入式系統的共同發(fā)展的局面。通過(guò)對嵌入式系統的進(jìn)一步研究，有利于研究和開(kāi)發(fā)更完善的機電控制系統，為今后大規模工業(yè)化的發(fā)展打下了更加堅實(shí)的基礎。更重要的是，它使人們的生活更加便利�？偠灾�，隨著(zhù)嵌入式系統的應用領(lǐng)域不斷擴大，研究深度的不斷提高，它在機電控制系統中的應用將會(huì )更加的有效化、規范化。另外，想要不斷優(yōu)化嵌入式發(fā)展系統，需要市場(chǎng)的正確導向，只有準確地把握市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，嵌入式系統的活力將會(huì )一直保持，迎來(lái)更好的發(fā)展。
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淺談嵌入式系統論文 篇11
前言
隨著(zhù)電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展， 嵌入式系統在工業(yè)控制系統、航天軍事、信息家電等領(lǐng)域中都有著(zhù)廣泛的應用。雖然幾乎所有的高等院校都開(kāi)設了嵌入式系統課程，然而由于嵌入式系統是一門(mén)綜合性極強的課程，涉及到數電、模電、計算機和通信、微機原理等多學(xué)科的知識;尤其是嵌入式系統實(shí)踐性很強，而且發(fā)展迅速，新的技術(shù)不斷涌現，因此傳統的嵌入式教學(xué)體系、授課方式、實(shí)驗方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足信息時(shí)代的培養嵌入式人才的需求。因此，本文針對傳統的嵌入式系統教學(xué)實(shí)驗中存在著(zhù)的弊端，提出了一系列的改革和創(chuàng )新辦法，旨在培養出適應時(shí)代發(fā)展和市場(chǎng)需求的嵌入式工程師。
1. 傳統嵌入式系統教學(xué)中存在的弊端
傳統的嵌入式教學(xué)中普遍存在著(zhù)以下問(wèn)題：(1)教材陳舊，內容過(guò)時(shí)，不能適應市場(chǎng)發(fā)展的需求，而且教材普遍以生硬的講概念說(shuō)原理為主。(2)傳統的授課方式以老師灌輸為主，學(xué)生只能被動(dòng)地接受知識，從而感到枯燥，無(wú)法激發(fā)學(xué)習的興趣;而且教學(xué)和實(shí)驗環(huán)節脫節。(3)傳統的實(shí)驗內容以驗證性?xún)热轂橹�，缺乏設計性實(shí)驗，不能培養學(xué)生的創(chuàng )新能力。另一方面，實(shí)驗內容陳舊，和實(shí)際生活嚴重脫節。(4)傳統的考核方式只重視筆試成績(jì)，不能反映嵌入式系統這種實(shí)踐性強的課程的特點(diǎn)，無(wú)法體現學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力。
2. 嵌入式系統教學(xué)改革的探索
為了提高嵌入式系統教學(xué)的效果，培養出符合時(shí)代發(fā)展需求的嵌入式人才，本文針對傳統的嵌入式系統教學(xué)模式下存在的問(wèn)題，進(jìn)行了深入的調查研究和實(shí)踐活動(dòng)，提出了一系列的教學(xué)改革的方案。
2.1 教學(xué)內容選擇針對性和合理性
嵌入式是技術(shù)與應用結合的領(lǐng)域， 也是交叉學(xué)科領(lǐng)域涉及微電子、集成電路和計算機組成原理等，覆蓋范圍廣，發(fā)展速度快。其特點(diǎn)決定了嵌入式系統的教學(xué)內容也需要做到與時(shí)俱進(jìn)，雖然我們無(wú)法向學(xué)生傳授所有新的處理器，總線(xiàn)協(xié)議、嵌入式技術(shù)，不是我們應當在教學(xué)內容上，保持必要的開(kāi)放性，向學(xué)生闡述嵌入式德理念，讓他們具備嵌入式的大腦，授之以漁!
在教材的選擇上，盡量選擇系統性連續的、實(shí)驗內容新穎，和實(shí)際緊密結合的教材。即便如此，在實(shí)際教學(xué)中，也應當取消或者調整教材中內容陳舊，思想過(guò)時(shí)的部分，老師應該有能力做到把教學(xué)內容和行業(yè)內技術(shù)的發(fā)展趨勢保持一致，甚至把自己平常在嵌入式科研項目上的一些知識有機地融入到教學(xué)內容中，盡量保持保持教學(xué)內容的鮮活生命力和可持續發(fā)展性。
基于當前的嵌入式技術(shù)的發(fā)展現狀和市場(chǎng)的需求，我們在教學(xué)內容上，選擇把“ARM 硬件平臺+嵌入式Linux 操作系統”作為主要的教學(xué)內容。目前市場(chǎng)上占主導地位的嵌入式系統90%依然是基于A(yíng)RM處理器的硬件平臺。因此，向學(xué)生傳授基于A(yíng)RM 的嵌入式理論知識，不僅可以幫助學(xué)生保持市場(chǎng)就業(yè)的競爭能力，對于學(xué)習其它的嵌入式系統也是觸類(lèi)旁通的， 不如正在蓬勃發(fā)展的基于INTEL 處理器的嵌入式系統。而在操作系統方面，我們選擇了以嵌入式Linux 操作系統為主，但為了讓學(xué)生充分理解嵌入式系統的開(kāi)放性，對于Win CE 商業(yè)操作系統，我們也作了基本的講解，這不僅能讓學(xué)生通過(guò)對比，理解不同的嵌式如操作系統的流程和特點(diǎn)，發(fā)掘他們之間的共性，也給學(xué)生提供了更加廣泛的就業(yè)空間。
另外，老師可以根據嵌入式系統課程的知識體系，結合相關(guān)的的實(shí)驗內容，把一部分的實(shí)驗內容作為教學(xué)內容，在課堂上利用嵌入式的實(shí)驗設備演示相關(guān)的教學(xué)內容，以激起學(xué)生的學(xué)習興趣。
2.2 授課方式的改進(jìn)
傳統的嵌入式教學(xué)只是注重于理論知識的單向傳播，且理論課的教學(xué)和學(xué)習主要限制在課堂，而實(shí)驗課則被限制在實(shí)驗室并按照設定的實(shí)驗程序“依樣畫(huà)葫蘆”。學(xué)生完全是被動(dòng)的學(xué)習和接收。這種禁錮在課本和實(shí)驗指導書(shū)中的封閉式的教學(xué)，極大地限制了學(xué)生的創(chuàng )新能力的培養。
我們將改變這種傳統的結論灌輸的的教學(xué)模式，在講解嵌入式的基本理論知識的時(shí)候，我們將強調嵌入式系統和通用計算機系統的基本理論中相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，結合學(xué)生已經(jīng)學(xué)習過(guò)的單片機系統，微機原理等基本理論，以類(lèi)比，對照的方法進(jìn)行解析。甚至啟發(fā)式地引導學(xué)生把已有的通用計算機系統知識和理論進(jìn)行轉換、進(jìn)而映射到嵌入式平臺中來(lái)，從而可以更加深刻地體會(huì )和理解嵌入式系統中的一些重點(diǎn)理論和特點(diǎn)。比如，在講解ARM 指令的時(shí)候，我們采用啟發(fā)式教學(xué)，在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習的80×86 匯編語(yǔ)言的基礎之上，通過(guò)啟發(fā)、對比和完善，把ARM 指令和匯編語(yǔ)言的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)分析出來(lái)。接著(zhù)通過(guò)一些典型試驗訓練，讓學(xué)生通過(guò)閱讀和分析程序，領(lǐng)會(huì )其精髓。這樣既可以節約課堂授課時(shí)間，也可以讓學(xué)生更加深刻的理解到嵌入式平臺和通用平臺80×86 的區別所在，從而加深對嵌入式系統特點(diǎn)的理解。這種啟發(fā)對比式的授課方式更能讓學(xué)生理解嵌入式技術(shù)的發(fā)展過(guò)程和形成背景，這樣比讓學(xué)生單純的.死記硬背一些結論性的概念更有實(shí)際意義。
其次，我們將推行以實(shí)驗為主的教學(xué)方法，打破傳統的課堂教學(xué)理論與實(shí)驗課完全獨立的授課方式， 將理論知識的學(xué)習貫穿到試驗中，以實(shí)驗來(lái)促進(jìn)理論知識的吸收。也就是以實(shí)例、實(shí)驗為主線(xiàn)，實(shí)行講授與實(shí)驗一體化的教學(xué)方法。首先，在課堂上利用嵌入式仿真器、實(shí)驗箱等實(shí)驗設備演示實(shí)驗項目， 先讓學(xué)生看到實(shí)驗的過(guò)程及其結果，變抽象為具體，變枯燥為有趣，激起學(xué)生的學(xué)習興趣。其次，適當地將課堂搬到實(shí)驗室，充分利用實(shí)驗室的資源，結合試驗，講授理論知識。再次，根據嵌入式系統課程的知識體系，設計出與各項內容相適應的實(shí)驗內容，一方面在授課的時(shí)候，以實(shí)驗內容為教學(xué)內容編成講義，以講義為主，教材為輔;另一方面，在實(shí)驗中，以實(shí)驗的方式鞏固教學(xué)內容。最后，鼓勵學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗，自己去分析實(shí)驗中涉及的硬件、編程方法及實(shí)驗目的。讓學(xué)生從試驗的被動(dòng)接受者變?yōu)閷?shí)驗的主動(dòng)構建者和創(chuàng )新者，讓學(xué)生體會(huì )到科學(xué)試驗的樂(lè )趣和魔力，激發(fā)他們學(xué)習的興趣。
2.3 改進(jìn)實(shí)驗內容和方法
嵌入式系統是一門(mén)實(shí)踐性很強的課程。在嵌入式系統教學(xué)中，實(shí)驗是學(xué)生掌握嵌入式系統設計技術(shù)的關(guān)鍵。通過(guò)實(shí)驗，不僅可以幫助學(xué)生鞏固理論知識、增加學(xué)生對嵌入式系統的感性認識，提高學(xué)生的學(xué)習興趣; 而且可以幫助學(xué)生理解嵌入式系統的開(kāi)發(fā)和設計流程，全面掌握嵌入式系統的設計技術(shù)、硬件基本體系和結構、系統運行模式嵌入式軟件開(kāi)發(fā)、系統調試與驗證方法等，使學(xué)生具有一定的嵌入式系統開(kāi)發(fā)知識和能力。
首先，我們要改變的傳統的實(shí)驗課的授課方式，打破先上理論課，再上試驗課的傳統模式，將理論課和實(shí)驗課結合起來(lái)，邊教學(xué)邊實(shí)驗，理論教學(xué)和實(shí)驗練習充分結合。其次，改進(jìn)傳統的的實(shí)驗內容設計，一方面結合教材內容，設計出一些基礎實(shí)驗，幫助鞏固理論知識;更重要的是選擇生活中能見(jiàn)到的嵌入式的應用實(shí)例，設計出系統實(shí)驗內容，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和動(dòng)手實(shí)踐的愿望! 再次進(jìn)一步拓展實(shí)驗內容，注入一些新穎的，與現代企業(yè)嵌入式應用技術(shù)緊密聯(lián)系的實(shí)驗課題，引導學(xué)生盡可能多地接觸國內外工業(yè)界的嵌入式系統設計開(kāi)發(fā)實(shí)例，一方面來(lái)彌補課內實(shí)驗教學(xué)在內容上的不足，同時(shí)還能拓展學(xué)生的視野，提高就業(yè)能力。最后，鼓勵學(xué)生自己設計實(shí)驗內容，自主查閱整理資料，確定實(shí)驗主題和試驗目的，討論解題思路與設計原理，自主完成程序流程圖、開(kāi)發(fā)程序、上機調試等。這種自主式的實(shí)驗訓練不僅鍛煉了學(xué)生的科研、創(chuàng )新和實(shí)際解決問(wèn)題的能力，而且也幫助老師豐富了教學(xué)資源，也促進(jìn)了老師的提高，真正體現了教學(xué)相長(cháng)的新型教學(xué)理念。
當然，在進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)時(shí)，還是應當遵循循序漸進(jìn)的方式，由易及難，由淺入深。讓學(xué)生基于對嵌入式理論的理解，從而系統地理解嵌入式系統的設計過(guò)程、掌握開(kāi)發(fā)工具和驗證方法。另外，這種實(shí)驗改革的創(chuàng )新，決不是一味的讓學(xué)生獨自承擔創(chuàng )新的任務(wù)，老師的作用不僅僅是負責實(shí)驗內容的改革和創(chuàng )新。在實(shí)際的實(shí)驗教學(xué)中我們發(fā)現，如果老師能和學(xué)習一起參與到具體的實(shí)驗中， 一起實(shí)現實(shí)驗中的硬件設計。比如液晶顯示控制實(shí)驗，當學(xué)生看到老師通過(guò)連線(xiàn)、編程，可以實(shí)現LCD 顯示漢字字符、彩色位圖等的實(shí)驗結果后， 自己一定很想試試。這樣就大大激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗積極性。另外，學(xué)校在條件允許的情況下，應當提高更好的嵌入式實(shí)驗條件，老師應當為學(xué)生創(chuàng )造寬松的實(shí)驗環(huán)境。比如盡可能的開(kāi)放實(shí)驗室，改變傳統的只能在實(shí)驗課做實(shí)驗的模式，讓學(xué)生充分利用實(shí)驗室提供的實(shí)驗器材、設備和環(huán)境等資源來(lái)完成實(shí)驗。不僅讓學(xué)生享受到實(shí)驗成功本身的成就感，而且能讓學(xué)生感受到自由創(chuàng )新的自豪感。
所有的實(shí)驗，都是為了提高學(xué)生的知識水平和實(shí)踐能力，培養他們自主創(chuàng )新的能力。于是，我們鼓勵學(xué)生積極參加各種嵌入式競賽，去證明自己的能力。老師則給他們必要的賽前集中培訓，這種培訓，不僅僅是簡(jiǎn)單的編程能力的培訓，更是對嵌入式系統知識的升華，對于培養學(xué)生積極思考、努力探索、和解決實(shí)際問(wèn)題的應變能力都有極大的意義。最近幾年我校的學(xué)生參加了不少的嵌入式系統設計大賽，比如：大學(xué)生電子設計大賽、飛思卡爾智能車(chē)大賽、博創(chuàng )杯嵌入式大賽等，都取得了不錯的成績(jì)。這對培養學(xué)生的應用能力和積極參與競爭的意識有著(zhù)重要的意義。
2.4 改進(jìn)的課程考核辦法
傳統的嵌入式系統課程的考核由筆試成績(jì)和平時(shí)實(shí)驗成績(jì)組成，而實(shí)驗成績(jì)僅僅通過(guò)實(shí)驗報告來(lái)考核。這種考核方式對于嵌入式系統這種實(shí)踐性很強的課程，缺乏必要的區分度，一方面會(huì )使學(xué)生陷入死記硬背理論知識的老胡同里，另一方面也很容易讓學(xué)生出現重實(shí)驗報告，輕實(shí)際操作的弊病，不能真正考核學(xué)生的實(shí)際能力。因此我們不僅需要改進(jìn)傳統的閉卷考試方式的方法，而且也要減少簡(jiǎn)單的理論成績(jì)和實(shí)驗成績(jì)加成帶來(lái)的弊端�；趯W(xué)生實(shí)踐能力的培養，因此在考核的評定辦法上我們應當格外強調實(shí)驗中的表現。改革的考核辦法如下：(1)平時(shí)成績(jì)以參考實(shí)驗中的表現為主，書(shū)面的實(shí)驗報告為輔，這就要求老師要觀(guān)察學(xué)生在試驗中的表現，而不是僅僅通過(guò)課后的實(shí)驗報告的數據和結果來(lái)打分。(2)期末評定時(shí)，不僅要減少理論課筆試成績(jì)的比例，而且在理論筆試中，盡量避免死記硬背的題型測試，并重點(diǎn)考察學(xué)生對知識的理解程度和應用能力。(3)在期末考試中，不僅要增加專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗測試環(huán)節，而且要提高實(shí)驗測試成績(jì)載期末總評中的比例。實(shí)驗測試時(shí)，有學(xué)生當場(chǎng)抽取自己的實(shí)驗測試題;實(shí)驗測試題除基本要求外，還給學(xué)生提供必要的發(fā)揮空間，能讓實(shí)際動(dòng)手能力較強的同學(xué)又充分發(fā)揮表現的空間。(4)對于平時(shí)或者假期參加了嵌入式大賽的學(xué)生，或者參加企業(yè)的實(shí)際嵌入式項目實(shí)踐的學(xué)生，或者參加了自主創(chuàng )新實(shí)驗實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)生給與適當的附加課外創(chuàng )新成績(jì)。
3. 結束語(yǔ)
嵌入式系統是一門(mén)綜合性、應用性、時(shí)效性很強的課程。本文針對傳統的嵌入式系統教學(xué)中存在的弊端， 提出了一系列關(guān)于課程內容建設、授課方式改進(jìn)、實(shí)驗內容創(chuàng )新、考核辦法改革的方案和措施，目的在于保持嵌入式系統課程的開(kāi)放性和創(chuàng )新性， 保證其長(cháng)期發(fā)展的生命力和活力，改善教師的教學(xué)方法和實(shí)驗方法,以此來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習興趣,培養學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng )新能力,培養出更多優(yōu)秀的嵌入式工程師。
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