淺談嵌入式系統(tǒng)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)研究成果進行學(xué)術(shù)交流的一種工具。你知道論文怎樣寫才規(guī)范嗎？下面是小編精心整理的淺談嵌入式系統(tǒng)論文，歡迎大家分享。
淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇1
摘 要：如今，由于嵌入式系統(tǒng)的市場巨大、潛力無限，全球的生產(chǎn)商都非常看好這一領(lǐng)域，紛紛投入了大量的人力物力，而圍繞嵌入式系統(tǒng)的研究、設(shè)計和開發(fā)正成為計算機發(fā)展最活躍的方向之一。筆者結(jié)合自身的工作經(jīng)歷，對關(guān)于嵌入式系統(tǒng)進行了概述，希望能為從事嵌入式開發(fā)人員提供一些幫助。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生和發(fā)展，使得現(xiàn)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(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命。我們已經(jīng)進入了網(wǎng)絡(luò)時代，不僅能夠通過PC上網(wǎng)，還可以用各種各樣的嵌入式設(shè)備上網(wǎng)。后來PC時代出現(xiàn)了許多信息電器，我們周圍的嵌入式系統(tǒng)設(shè)備有很多，如掌上電腦、可視電話、傳真機、手機、個人數(shù)字助理（PDA）、電視會議、TV機頂盒、數(shù)碼相機等，嵌入式設(shè)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(nèi)存也不夠大，不容易滿足嵌入式設(shè)備上網(wǎng)的要求。隨著集成電路的發(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(nèi)核的生產(chǎn)芯片的公司居多。
1.嵌入式系統(tǒng)的一般構(gòu)成
一個以單片機為核心的比較復(fù)雜產(chǎn)品或?qū)嶋H應(yīng)用系統(tǒng)，包含模擬量的輸入、模擬量的輸出，開關(guān)量的輸入、開關(guān)量的輸出及數(shù)據(jù)通信的部分。從嵌入式系統(tǒng)設(shè)計角度來看，任何一個系統(tǒng)都是一個輸入/輸出處理系統(tǒng)。廣義地說，所處理的物理量可分為模擬量、開關(guān)量與數(shù)字量。若能了解一個實際的對象系統(tǒng)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(nèi)在關(guān)系，就可以設(shè)計出以單片機為核心的應(yīng)用系統(tǒng)，并通過編程實現(xiàn)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。實際模擬信號一般來自相應(yīng)的傳感器。例如，開發(fā)非接觸式的IC卡燃氣表系統(tǒng),要測量使用氣量，就需要流量傳感器。但是，一般傳感器將實際的模擬信號轉(zhuǎn)成的電信號都比較弱，單片機無法直接獲得該信號，需要將其放大，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號，進行處理。目前許多單片機內(nèi)部包含A/D轉(zhuǎn)換模塊(例如:Free Scale公司系列單片機)，實際應(yīng)用時也可根據(jù)需要外接A/D轉(zhuǎn)換芯片。常見的模擬量有溫度、濕度、壓力、重量、氣體濃度、液體濃度、流量等。對嵌入式來說，模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換變成相應(yīng)的數(shù)字序列進行處理。實際開關(guān)信號一般也來自相應(yīng)的開關(guān)類傳感器。如光電開關(guān)、電磁開關(guān)、干簧管(磁開關(guān))、聲控開關(guān)、紅外開關(guān)等等，一些兒童電子玩具中就有一些類似的開關(guān)。手動開關(guān)也可作為開關(guān)信號送到嵌入式中。對單片機來說，開關(guān)信號就是只有“0”和“1”兩種可能值的數(shù)字信號。
2.嵌入式系統(tǒng)軟件的特征
嵌入式處理器的應(yīng)用軟件是實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，對嵌入式處理器系統(tǒng)軟件和應(yīng)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(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中,而不是存貯于磁盤等載體中。
2.2軟件代碼高質(zhì)量、高可靠性盡管半導(dǎo)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(shù)應(yīng)用中,存儲空間仍然是寶貴的，還存在實時性的要求。
2.3系統(tǒng)軟件(OS)的高實時性是基本要求在多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)中，對重要性各不相同的任務(wù)進行統(tǒng)籌兼顧的合理調(diào)度是保證每個任務(wù)及時執(zhí)行的關(guān)鍵，單純通過提高處理器速度是無法完成和沒有效率的，這種任務(wù)調(diào)度只能由優(yōu)化編寫的系統(tǒng)軟件來完成，因此系統(tǒng)軟件的高實時性是基本要求。
2.4嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境通用計算機具有完善的人機接口界面，在上面增加一些開發(fā)應(yīng)用程序和環(huán)境即可進行對自身的開發(fā)。
2.5嵌入式系統(tǒng)軟件需要RTOS開發(fā)平臺通用計算機具有完善的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序接口(API)，是計算機基本組成不可分離的一部分，應(yīng)用程序的開發(fā)以及完成后的軟件都在OS平臺上面運行，但一般不是實時的。嵌入式系統(tǒng)則不同，應(yīng)用程序可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運行；但是為了合理地調(diào)度多任務(wù)、利用系統(tǒng)資源、系統(tǒng)函數(shù)以及和專家?guī)旌瘮?shù)接口，用戶必須自行選配RTOS開發(fā)平臺，這樣才能保證程序執(zhí)行的實時性、可靠性，并減少開發(fā)時間，保障軟件質(zhì)量。
2.6嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員以應(yīng)用專家為主通用計算機的開發(fā)人員一般是計算機科學(xué)或計算機工程方面的專業(yè)人士，而嵌入式系統(tǒng)則是要和各個不同行業(yè)的應(yīng)用相結(jié)合的，要求更多的計算機以外的專業(yè)知識，其開發(fā)人員往往是各個應(yīng)用領(lǐng)域的專家。
3.嵌入式軟件開發(fā)的難點與分析
隨著技術(shù)的進步和需求的擴大，嵌入式系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，嵌入式軟件的復(fù)雜度和開發(fā)難度也隨之不斷增加。目前，嵌入式軟件開發(fā)的難點主要有如下幾點：
(1)嵌入式系統(tǒng)的一個最大特點就是軟硬件緊密結(jié)合，為此，嵌入式軟件(尤其是嵌入式底層軟件)的設(shè)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，在進行設(shè)計時，不但需要考慮各個節(jié)點間的通信和同步問題，還需要考慮整個系統(tǒng)的時序問題。
(3)嵌入式產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、軍事和航空航天等領(lǐng)域，這使得嵌入式系統(tǒng)對可靠性、防危性、和容錯性等功能有更苛刻的要求，丟失數(shù)據(jù)在許多情況下是不可容忍的。
目前，結(jié)構(gòu)化的軟件設(shè)計方法是嵌入式軟件設(shè)計領(lǐng)域中理論最成熟、使用最廣泛的方法。結(jié)構(gòu)化程序就指的是程序組成結(jié)構(gòu)化、功能模塊化、執(zhí)行流程化，要求將特定任務(wù)的代碼和數(shù)據(jù)與程序其余部分相分割，實現(xiàn)分割的方法是將處理特定任務(wù)的指令和數(shù)據(jù)設(shè)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)子程序稱作功能模塊，具有特定功能、可處理特定任務(wù)、能解決專門問題。結(jié)構(gòu)化的嵌入式軟件設(shè)計流程是：按照系統(tǒng)總體規(guī)劃和總體設(shè)計，由設(shè)計人員分別編程設(shè)計各功能模塊；接著依據(jù)軟件結(jié)構(gòu)和程序流程，將功能模塊組成結(jié)構(gòu)化程序，實現(xiàn)系統(tǒng)整體功能，滿足系統(tǒng)要求，解決實際問題。
4.嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展前景
信息時代、數(shù)字時代使得嵌入式產(chǎn)品在人們生活要中無處不在，為嵌入式市場展現(xiàn)了美好的前景，同時也對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。以下幾點是嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展前景。
4.1連上互聯(lián)網(wǎng)隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，嵌入設(shè)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，同時還要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動軟件。
4.2利用最低的資源實現(xiàn)最恰當?shù)墓δ芤谛⌒碗娮釉O(shè)備裝入嵌入式系統(tǒng)，就要求設(shè)計時盡量精簡系統(tǒng)內(nèi)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，同時還要發(fā)展先進的嵌入式軟件技術(shù)，如Web，WAP等。
4.3嵌入式開發(fā)需要強大的硬件開發(fā)工具和軟件包支持目前很多廠家在著力推出系統(tǒng)的同時，也開始將開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的環(huán)境作為重點推出。如Windows CE在主推系統(tǒng)時也推出了Embedded VC++作為開發(fā)工具。
4.4提供友好的人機交互界面嵌入式設(shè)備在人們的生活中無處不在，要讓人們覺得嵌入式設(shè)備好用，那么提供有好的人機交互界面這是必然。人們的需求是無止境的，嵌入式設(shè)備要不斷的滿足人們的需要，就要不斷的發(fā)展，提供最友好的圖像用戶界面。
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淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇2
隨著微電子技術(shù)、通信技術(shù)和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)正在成為各個行業(yè)新技術(shù)應(yīng)用的重要平臺，也逐步成為研究生進行科學(xué)研究的重要實驗載體。在傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中，教師進行集中式教學(xué)，學(xué)生接受的知識點和經(jīng)歷的實驗環(huán)節(jié)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，甚至有時候會削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因而需要一種以學(xué)術(shù)興趣為驅(qū)動的教學(xué)方法。該方法的要點是: 課程講授內(nèi)容涉及范圍較廣，實驗平臺及實驗內(nèi)容多樣，以促進學(xué)生根據(jù)自己的興趣及研究方向來選擇嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)方向及相關(guān)實驗內(nèi)容。通過這樣的課程的學(xué)習(xí)和實驗，學(xué)生能夠更快速、更深入地開展學(xué)術(shù)研究，取得自己的成果。
1 .傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)存在的問題
鑒于嵌入式系統(tǒng)的重要性，我院為全體研究生開設(shè)了公選課“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”。在該課程的傳統(tǒng)教學(xué)中，選擇32 位ARM 處理器作為唯一的平臺。教師講授ARM 的相關(guān)知識并在對應(yīng)的實驗平臺上完成各種通用的實驗。該教學(xué)方法通過大面積授課及實驗，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:
( 1) 教學(xué)目的性不強。課程授課的目標是通過ARM 處理器相關(guān)知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，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(yīng)用開發(fā)的一般方法。但是根據(jù)教學(xué)結(jié)果來看，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(jié)束時尚不明白為何要學(xué)習(xí)該處理器，為何要做課程安排的實驗內(nèi)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(xù)的科研工作中如何應(yīng)用課程講授的知識，因而對課程的學(xué)習(xí)興趣不高，存在著為考試而學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。同時由于該課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和實驗內(nèi)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(xí)效率。
( 3) 和學(xué)科前沿知識融合度較低。課程以講授基于ARM 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)為主，對于當前熱門的物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及基于Android系統(tǒng)的高性能嵌入式系統(tǒng)等相關(guān)知識都沒有涉及。其內(nèi)容和學(xué)科前沿知識融合度較低。
針對上述問題，結(jié)合筆者多年的嵌入式控制系統(tǒng)教學(xué)經(jīng)驗，本文提出基于學(xué)術(shù)興趣驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)方法的探討。
2 .學(xué)術(shù)興趣驅(qū)動教學(xué)的思路
目前，在高校教學(xué)實踐中已經(jīng)有了一些對嵌入式系統(tǒng)傳統(tǒng)課程的探索性改革。其中比較突出的有“競爭驅(qū)動”和“項目驅(qū)動”兩種手段。這兩種手段分別以不同層級的大學(xué)生電子設(shè)計競爭、課外設(shè)計競爭以及參與教師的科研項目為載體，教學(xué)過程和內(nèi)容結(jié)合這些載體展開。這兩種方法能夠有效的提升學(xué)生特別是本、�？粕膶W(xué)習(xí)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(tǒng)展開教學(xué)并針對部分學(xué)生展開競賽培訓(xùn)。由于教師個人精力限制，除了選定的平臺，其他類型的嵌入式系統(tǒng)一般不會涉及，而這個選定的平臺不一定適合研究生的研究方向。
( 2) 教師個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(xí)興趣，甚至可能會適得其反。
本文提出的以學(xué)生的學(xué)術(shù)興趣為驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)方法其要點是: 在授課內(nèi)容上，以闡述嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計的基本原理為基礎(chǔ)，重點通過講授各種嵌入式系統(tǒng)方案的基本組成、使用領(lǐng)域及各自優(yōu)缺點，使研究生了解和熟悉多種平臺，增加其選擇機會。在實驗內(nèi)容上，按照學(xué)生的學(xué)術(shù)興趣組成多個實驗團隊，按照選擇的實驗平臺( 如，ARM 組、DSP 組、FPGA 組、無線通信組和物聯(lián)網(wǎng)組等) 學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)術(shù)研究興趣，選擇相應(yīng)的( 一個或多個) 實驗平臺; 每個實驗平臺配備具有相應(yīng)知識背景的授課教師; 教師對所負責(zé)的平臺理論授課、實驗授課和考核負責(zé)。
3 .學(xué)術(shù)興趣驅(qū)動教學(xué)中注意的問題
在上述研究內(nèi)容中，相對于傳統(tǒng)的單平臺嵌入式系統(tǒng)教學(xué)需要著重解決如下三個關(guān)鍵問題:
( 1) 教學(xué)方案的實施。由于學(xué)術(shù)驅(qū)動的教學(xué)中，理論教學(xué)著重闡述嵌入式系統(tǒng)的基本原理以及各個嵌入式平臺的特點，促進學(xué)生選擇最適合自己需要的學(xué)習(xí)平臺。鑒于學(xué)生對各種處理器平臺使用重點不一樣，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，因而我們對于多個具體的嵌入式平臺應(yīng)依照廣而淺的原則做全面講授，將各個嵌入式平臺更高層次的理解和應(yīng)用留給學(xué)生結(jié)合實驗內(nèi)容以及自身的科研興趣進行自學(xué)。
( 2) 資源的高效整合。在教學(xué)過程中，教師資源需要能夠充分滿足研究生各種不同的學(xué)術(shù)興趣。因此本教改項目的實踐需要多位教師的協(xié)同工作。換句話說，為了保證教學(xué)改革的順利開展，除了拓寬任課教師的知識面之外，還需要統(tǒng)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驗教學(xué)平臺，需要相應(yīng)的下載器、調(diào)試器等教學(xué)設(shè)備。但是由于這些實驗設(shè)備一般分屬不同的實驗室，因而需要統(tǒng)籌調(diào)度這些實驗設(shè)備才能保證教學(xué)實驗有條不紊地開展。
( 3) 課程評價體系的建立。由于在課程教學(xué)中各位研究生采用的實驗平臺不同，從而導(dǎo)致其學(xué)習(xí)內(nèi)容也不盡相同。因而傳統(tǒng)的以課程考試為主要手段的評價體系并不能適應(yīng)本方案。而教學(xué)成效的科學(xué)評價是完善項目內(nèi)容的一個基本支撐。因而如何客觀、科學(xué)的評價課程的教學(xué)成效也將是另一個關(guān)鍵問題。
4. 結(jié)語
本文提出一種基于學(xué)術(shù)興趣驅(qū)動的研究生嵌入式系統(tǒng)教學(xué)方案。該方案依據(jù)學(xué)生的學(xué)術(shù)興趣，組織多位教師展開多平臺的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)。通過該方案的實施，能夠有效整合學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和現(xiàn)有的教學(xué)資源，提升嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)效率。進一步的，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中帶著明確的科研問題，因而課程的學(xué)習(xí)又能促進科研的進展。
與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，學(xué)術(shù)興趣驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)習(xí)效果方面都發(fā)揮了很好的作用。但與傳統(tǒng)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(shè)計、教學(xué)資源整合和評價體系建立等環(huán)節(jié)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，值得進行進一步的嘗試和研究。
淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇3
1. 緒論
電控機械式自動變速器(Automatic Mechanical Transmission,AMT)具有傳動效率高、成本低、操作容易、駕駛舒適等優(yōu)點，已成為車輛自動變速器發(fā)展的一個重要方向。AMT 的核心部件是電控單元(TCU)，實時采集和檢測輸入信號(發(fā)動機轉(zhuǎn)速、輸入軸轉(zhuǎn)速和車速，油門踏板位置、節(jié)氣門開度、變速箱油溫等以及各種狀態(tài)信號)并進行調(diào)理、存儲，同時，TCU 根據(jù)這些運行參數(shù)進行工況判斷并發(fā)出控制信號，完成車輛的平穩(wěn)起步或自動換擋，從而使車輛獲得優(yōu)良的舒適性、燃油經(jīng)濟性與動力性能。較之傳統(tǒng)的控制器，TCU 有更多的傳感器，執(zhí)行器以及更為復(fù)雜的控制算法，若TCU 設(shè)計不合理，難以滿足實時性與可靠性的要求，同時，如果換擋規(guī)律不合理，汽車難以獲得較好的燃油經(jīng)濟性和動力性。本文從TCU 硬件和軟件設(shè)計做了相應(yīng)的介紹。
2.TCU 軟件設(shè)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(guī)律。本控制器采用兩種換擋控制策略，即經(jīng)濟性換擋規(guī)律，綜合性換規(guī)律，通過模式選擇開關(guān)進行切換，使用Simulink 搭建的換擋控制策略。
Simulink 模型無法直接燒寫到單片機中運行， 編寫好的程序通過Simulink 提供的RTW 工具生成可用的C 代碼， 編寫接口嵌入到軟件系統(tǒng)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并留出對應(yīng)接口和上層代碼對應(yīng)接口進行連接[3]。然后把相應(yīng)的C 代碼添加到CCS 中的工程文件中，并編寫代碼的接口，實現(xiàn)軟件三部分的無縫連接;其中驅(qū)動程序包括信號輸入通道設(shè)置與信號處理驅(qū)動程序、輸出通道設(shè)置與輸出處理、通信設(shè)置與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
3. TCU 硬件設(shè)計
根據(jù)TCU 的功能需求，把硬件電路劃分以下幾個部分：信號采集輸入調(diào)理電路、執(zhí)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16 位通用定時器，以負責(zé)離合器轉(zhuǎn)速信號、車速信號等脈沖信號的采集;8 個16 位的脈寬調(diào)制(PWM)通道、可以實現(xiàn)對離合器電磁閥、換擋電磁閥的控制;16 通道A/D 轉(zhuǎn)換器，在采集節(jié)氣門位置、離合器位置等傳感器輸入的多路模擬信號的應(yīng)用中，可以簡化硬件，提高系統(tǒng)可靠性;擁有改進的局域網(wǎng)絡(luò)(eCAN)支持CAN2.0B 協(xié)議，以實現(xiàn)串行信號的輸入輸出以及與汽車發(fā)動機ECU 的信息交換,實現(xiàn)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(zhuǎn)換模塊的處理芯片， 其輸入的模擬信號需要經(jīng)過簡單的濾波、放大后才可接入DSP。開關(guān)量信號采用光電隔離來實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號調(diào)理部分的作用是將仿正弦信號經(jīng)過處理后，變成電平范圍在DSP 允許范圍內(nèi)的方波信號。數(shù)字信號調(diào)理部分的設(shè)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(shè)提供的PWM 外設(shè)功能，對電路進行控制，但，由控制器輸出的PWM 波的峰值電壓只有5V， 不足以驅(qū)動電磁閥， 這就需要電磁閥驅(qū)動電路將PWM 控制信號的功率進行放大，從而控制電磁閥正常工作。
4. 結(jié)論
自行設(shè)計了TCU 軟硬件， 對設(shè)計的TCU 做了相應(yīng)的硬件在環(huán)試驗， 利用Real Time Workshop 實現(xiàn)控制模型向C 代碼的轉(zhuǎn)化，優(yōu)化后下載到TCU，進行了硬件在環(huán)仿真實驗，篇幅有限，本文不做具體說明。試驗結(jié)果表明，設(shè)計的該TCU，能按照控制策略實時、準確、可靠的控制AMT 的換擋過程，同時，同時獲得了較好的經(jīng)濟性以及動力性能。為AMT 控制器的開發(fā)提供了參考。
淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇4
摘要：針對高校人才培養(yǎng)難以滿足企業(yè)對嵌入式人才需求的現(xiàn)狀，對東北農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進行了改革，提出了課堂實驗教學(xué)與網(wǎng)上課外教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)新模式，有效地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生在嵌入式方面的綜合實踐能力。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；實驗教學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)模式
伴隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式技術(shù)在通信、自動化控制、計算機硬件系統(tǒng)設(shè)計、儀器儀表開發(fā)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。面對嵌入式人才稀缺，就業(yè)形勢看好的現(xiàn)狀，高校在人才培養(yǎng)方面確遠遠跟不上嵌入式技術(shù)的發(fā)展水平，難以滿足企業(yè)對實踐型嵌入式人才的需求。
嵌入式系統(tǒng)是高校以電子信息、計算機、自動化等專業(yè)本科高年級學(xué)生為授課對象，開設(shè)的以實踐應(yīng)用為核心的專業(yè)技能課程，涉及到電工電子技術(shù)、微機原理、接口技術(shù)、匯編語言等綜合內(nèi)容。
高校在嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)過程中面臨如下困難：嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識多，涉及面廣，內(nèi)容更新快；教學(xué)中易產(chǎn)生過分偏軟或偏硬的現(xiàn)象，軟硬件結(jié)合不到位，且理論和實踐結(jié)合較少；高校實驗經(jīng)費短缺導(dǎo)致嵌入式實驗設(shè)備投入少等。這些原因直接導(dǎo)致高校在培養(yǎng)嵌入式人才時面臨課程孤立、內(nèi)容不全、實踐創(chuàng)新能力有待加強、與實際應(yīng)用脫節(jié)等問題。
本文以東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院計算機專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程實驗教學(xué)改革為背景，通過對傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的問題進行分析，提出了嵌入式系統(tǒng)課程實驗教學(xué)內(nèi)容改革的新思路，并基于亞科爾多媒體教學(xué)軟件和BBS在線學(xué)習(xí)交流資源共享教學(xué)平臺構(gòu)建了課堂實驗教學(xué)與網(wǎng)上課外教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)新模式。
1.實驗教學(xué)內(nèi)容改革
基于企業(yè)對嵌入式復(fù)合型人才的需求，以計算機專業(yè)低年級開設(shè)的軟硬件課程為基礎(chǔ)，以嵌入式系統(tǒng)課程的硬件和軟件單獨實驗為抓手，以培養(yǎng)學(xué)生軟硬件交叉綜合實驗設(shè)計和開發(fā)能力為目標，確立嵌入式系統(tǒng)課程實驗教學(xué)內(nèi)容為基本接口實驗、操作系統(tǒng)應(yīng)用實驗和綜合設(shè)計實驗三大類。
其中基本接口實驗、操作系統(tǒng)應(yīng)用實驗為基礎(chǔ)篇，偏重于大三學(xué)生學(xué)習(xí)，主要基于已有實驗教學(xué)資料開展；而綜合設(shè)計實驗為提高篇，面向大四及研究生低年級學(xué)生開設(shè)，以創(chuàng)新項目和電子設(shè)計大賽為手段，提升學(xué)生的綜合實踐能力和創(chuàng)新能力。
2.實驗教學(xué)模式改革
在嵌入式系統(tǒng)課程實驗教學(xué)內(nèi)容改革的基礎(chǔ)上，利用計算機系服務(wù)器搭建BBS在線學(xué)習(xí)交流資源共享教學(xué)平臺，結(jié)合亞科爾多媒體教學(xué)軟件，形成網(wǎng)上課外教學(xué)與課堂實驗教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，實現(xiàn)課上重點問題和共性問題集中解答、課下個別問題BBS在線輔導(dǎo)的新型實驗教學(xué)模式。
2.1課堂實驗教學(xué)
實驗教學(xué)以實踐訓(xùn)練為主，輔以適當?shù)闹v解，重點是對學(xué)生實驗過程中遇到的共性問題進行集中講解�；跂|北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院實驗室購進的亞科爾多媒體教學(xué)軟件的網(wǎng)絡(luò)教室功能，實驗教師能夠高效地進行課堂實驗教學(xué)，對學(xué)生進行課上教學(xué)內(nèi)容的講解、管理和共性問題的輔導(dǎo)。
該多媒體教學(xué)軟件具有易用性好、兼容性強、穩(wěn)定性高等優(yōu)點，通過教師端和學(xué)生端軟件的安裝快速地構(gòu)建多媒體網(wǎng)絡(luò)教室，實現(xiàn)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BBS在線學(xué)習(xí)交流資源共享教學(xué)平臺為學(xué)生進行網(wǎng)上課外教學(xué)輔導(dǎo)，實現(xiàn)相關(guān)學(xué)習(xí)資料的發(fā)布、學(xué)習(xí)內(nèi)容的在線交流，個別問題的在線輔導(dǎo)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，增強實驗教學(xué)效果。
為了使學(xué)生盡早的了解實驗內(nèi)容，把握實驗課的重點、難點及實驗安排等信息，做好實驗內(nèi)容預(yù)習(xí)和實驗結(jié)束后相關(guān)資料的整理，實驗教師可通過BBS教學(xué)平臺進行實驗課程介紹、實驗教學(xué)大綱、實驗日歷、實驗規(guī)劃、實驗指導(dǎo)、實驗教學(xué)視頻等內(nèi)容的發(fā)布；通過使用該BBS教學(xué)平臺，教師還可以為學(xué)生布置綜合實驗作業(yè)，通過學(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，為課堂實驗教學(xué)提供指導(dǎo)；通過使用該BBS教學(xué)平臺，教室還可以實時與學(xué)生交流實驗中遇到的問題，并為學(xué)生提供有針對性的網(wǎng)上在線輔導(dǎo)，進一步提高學(xué)生對知識的掌握程度。
3.教學(xué)成效
為評測該實驗教學(xué)內(nèi)容和模式改革的效果，以計算機專業(yè)的學(xué)生為對象，以嵌入式系統(tǒng)課程的實驗教學(xué)為媒介，進行實驗教學(xué)模式的探討和實驗教學(xué)內(nèi)容的實施。
通過問卷調(diào)查和課后訪談，學(xué)生普遍反映如下：通過實驗教學(xué)內(nèi)容的改革，學(xué)生在完成基礎(chǔ)實驗內(nèi)容后，通過綜合性實驗項目的開展，綜合實踐能力得到了一定的提升；通過教學(xué)模式的改革，將教師課上實驗原理講授、實驗演示與學(xué)生課下預(yù)習(xí)實驗、設(shè)計實驗、教師網(wǎng)上指導(dǎo)等相結(jié)合，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，有效提高了學(xué)習(xí)效果。
通過教學(xué)實踐對比發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用該實驗教學(xué)內(nèi)容和模式的班級與未應(yīng)用班級相比，在課上實驗完成情況、綜合實驗設(shè)計能力方面都有了一定的提高。
4.結(jié)束語
在實驗教學(xué)內(nèi)容改革的基礎(chǔ)上，將基于亞科爾多媒體教學(xué)軟件的課堂實驗教學(xué)與基于BBS教學(xué)平臺的網(wǎng)上課外教學(xué)相結(jié)合，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對學(xué)生理論知識和實踐能力的提高起到了很好的作用。結(jié)合BBS教學(xué)平臺和亞科爾多媒體教學(xué)軟件進行網(wǎng)上課外教學(xué)與課堂實驗教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式對其他計算機類課程的理論和實驗教學(xué)也具有一定的可借鑒性。
淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇5
摘要：應(yīng)用型本科院校重視培養(yǎng)實踐性人才，并且要求學(xué)生要學(xué)以致用。本文基于對《嵌入式系統(tǒng)》課程教學(xué)的研究，總結(jié)了幾點具體教學(xué)改革策略，為實現(xiàn)教學(xué)改革有效性，需要不斷進行實踐，并結(jié)合具體教學(xué)實際，制定科學(xué)的教學(xué)管理模式，從而不斷培養(yǎng)更多具有高技術(shù)水平的應(yīng)用型人才。
關(guān)鍵詞：應(yīng)用型大學(xué)；嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)方法；改革策略
1.引言
應(yīng)用型本科院校以服務(wù)社會為根本，在培養(yǎng)學(xué)生過程，重視教學(xué)實踐，并以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為根本，不斷實施更加科學(xué)的教學(xué)模式。為此，本文基于有效實踐，總結(jié)了幾點教學(xué)改革策略，希望分析能夠進一步為應(yīng)用型本科院校《嵌入式系統(tǒng)》課程教學(xué)質(zhì)量提高提供有效助力。
2.注重興趣培養(yǎng)
興趣是幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)效果的基礎(chǔ)，只有學(xué)生擁有了學(xué)習(xí)興趣，才能以積極主動地姿態(tài)投身到學(xué)習(xí)之中，而應(yīng)用型本科院校為了激發(fā)學(xué)生對《嵌入式系統(tǒng)》的興趣，通常采取以下的方法。首先，在進行理論知識的教學(xué)過程中，教師應(yīng)當盡量選擇較為基礎(chǔ)、難度較低的模塊進行具體的分析，以求最大程度上降低學(xué)生可能出現(xiàn)的挫敗感。其次，在進行實驗任務(wù)的布置過程中，教師應(yīng)當找尋具備趣味性、對動手要求高的實驗，從而有效吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生從被動接受知識的局面轉(zhuǎn)化為主動。再次，教師要提前布置好課程設(shè)計題目。教師要帶領(lǐng)學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)任務(wù)，從而首先了解到預(yù)先學(xué)習(xí)的內(nèi)容，不僅能夠降低學(xué)習(xí)任務(wù)還能夠有效調(diào)度學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)。最后，教師要充分深入學(xué)生群體之中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生之中對嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)興趣較為濃厚的同學(xué)，并鼓勵其持續(xù)學(xué)習(xí)。同時，要鼓勵有興趣的學(xué)生進行更深層次的學(xué)習(xí)并參與一定的國家設(shè)計比賽，不僅能夠更好激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，還能向社會輸出高質(zhì)量的應(yīng)用型人才。
3.深化教學(xué)改革
3.1課程內(nèi)容及教學(xué)方法與時俱進
隨著我國科學(xué)技術(shù)力量的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的嵌入式教學(xué)已經(jīng)無法適應(yīng)社會的需求。所以，教師應(yīng)當做好對課程的調(diào)整與優(yōu)化，讓學(xué)生在理解理論知識的基礎(chǔ)上，做出一定的拓展。我國目前正處于信息化時代，學(xué)生作為互聯(lián)網(wǎng)用戶的最大使用群體，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(yīng)當在授課的過程中，留出一部分的內(nèi)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)生進行自主完成探究、討論與分析。
3.2更新教學(xué)模式
傳統(tǒng)的嵌入式課堂相對較為結(jié)構(gòu)松散，其理論課程與實驗課程分開進行。這樣的教學(xué)方法，即使部分學(xué)生掌握了較為扎實的理論知識，但由于時間推移較長，也無法充分將理論知識化為實踐所用，實驗課程質(zhì)量無法保證。近年來，我國社會上出現(xiàn)了許多嵌入式的培訓(xùn)班，其培訓(xùn)內(nèi)容為MCU與ARM為主，同時還設(shè)立了一定的C語言基礎(chǔ)的教學(xué)課程。不僅許多有需求的社會工作人員參與到培訓(xùn)班之中，還有許多學(xué)校學(xué)生也報名參加了社會的培訓(xùn)班，也從側(cè)面表現(xiàn)出學(xué)校的嵌入式課程的不足與問題，因此嵌入式課程的改革已是當前最為迫切的任務(wù)之一。在社會的培訓(xùn)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(tǒng)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，沒有形成長期記憶，不利于未來踏入社會崗位之中。在轉(zhuǎn)型優(yōu)化的過程中，學(xué)校應(yīng)當充分吸收課外培訓(xùn)班的“教、學(xué)、做”一體模式的優(yōu)勢，讓學(xué)生不僅學(xué)習(xí)到理論知識，還能將其付諸為實踐操作所用。教師在授課的過程中不能一味只根據(jù)教材課本進行講解，要運用好目前高度發(fā)達的多媒體模式，落實“邊做邊講”的授課模式，教師講解一個知識點，學(xué)生落實一個知識點的操作。區(qū)別于社會的.培訓(xùn)班，學(xué)校里的課程相對知識點更為牢固，學(xué)生有更為充足的時間進行學(xué)習(xí)，讓學(xué)生成長為真正意義上的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用人才，為其后續(xù)踏入社會崗位夯實基礎(chǔ)，為社會輸出更多的應(yīng)用型人才。
3.3加大實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)力度
嵌入式課程，是一項高度強調(diào)實踐培訓(xùn)的課程。普通的理論課程僅能幫助學(xué)生掌握部分知識點，卻沒有做好知識點上的串聯(lián)。為了幫助學(xué)生更好構(gòu)建更為完善的知識體系，教師的最佳方案即為做好實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)。教師要充分挖掘教材中的內(nèi)容，找出具有實踐價值的內(nèi)容，設(shè)計具體的教學(xué)內(nèi)容和方案后，讓學(xué)生完成實踐任務(wù)，達到鍛煉學(xué)生應(yīng)用能力的目的。需要注意的是，教師一定要控制好實踐任務(wù)的難度系數(shù)，不然學(xué)生完成有困難，反而會造成學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性被打擊。教師可采用分等級設(shè)置實踐任務(wù)的方式，每一位學(xué)生都需要完成基礎(chǔ)的實踐設(shè)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)生參加課外的實踐操作活動，例如參加全國嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用大賽等，從而不局限于書本上的應(yīng)用知識內(nèi)容，讓學(xué)生獲得更為完善、全面的知識考察，最終為其踏入社會崗位夯實基礎(chǔ)，獲得更好的學(xué)習(xí)效果。另外，嵌入式專業(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(yīng)當組織好學(xué)生的校企合作實踐學(xué)習(xí)。教師應(yīng)當找尋相對難度較低的崗位，讓學(xué)生進行實習(xí)工作，以求更好夯實學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，同時要將企業(yè)化的管理理念和建設(shè)目標給予學(xué)生，讓學(xué)生真正以從業(yè)者的心態(tài)完成實踐操作，以求獲得更好的學(xué)習(xí)效果。同時，企業(yè)也可以將自身的建設(shè)目標告訴教師，讓學(xué)校完成定向人才的培養(yǎng)工作，達到互惠共利的目的。
4.科學(xué)設(shè)置評價體系
為了更好考察學(xué)生的實踐水平，學(xué)校應(yīng)當摒棄傳統(tǒng)的考試方法，僅僅以最終的成績評定學(xué)生的能力和水平。教師應(yīng)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)水平上有所進步和收獲時，就應(yīng)當予以及時的肯定，而非僅僅憑借最終的成績來下定論。同時，要重視學(xué)生的實踐過程，不能只以其最后的作品或結(jié)果給予學(xué)生定論，只有這樣才能不打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，驅(qū)動其以更為積極主動地姿態(tài)投身到相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)之中。
5.結(jié)束語
總之，作為應(yīng)用型高校，要重視教學(xué)實踐，在嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)模式改革和課程建設(shè)過程。要根據(jù)自身及學(xué)生的特點，選擇教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整教學(xué)方式，培養(yǎng)出更優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)的人才。
參考文獻
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淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇6
摘要：此篇文章首先對嵌入式系統(tǒng)進行了整體的闡述，并對其在設(shè)計中存在的問題進行了分析，對其系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提出了相關(guān)的建議，以便能夠進一步促進嵌入式通信系統(tǒng)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：嵌入式；通信系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計；問題建議
1.嵌入式通信系統(tǒng)的特征、工作及調(diào)度原理分析
1.1特征分析
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，時代的不斷進步，也使得人們對通信系統(tǒng)的要求越來越高，因此作為通信系統(tǒng)的制造商就要不斷發(fā)展和完善其功能、性能以及實用性，以此來提升自身的競爭力。而嵌入式通信系統(tǒng)就很好的符合了功能、性能以及實用性的要求，其在應(yīng)用時一定要在特定的場景下，并滿足特殊的應(yīng)用目的，相比較其他系統(tǒng)的特征來說，一是能夠與時間的限制性相適應(yīng)，且在任務(wù)執(zhí)行時具有時限屬性，并需要在一定時間內(nèi)將其完成；二是具備良好的可靠性，尤其是將其應(yīng)用在航空器以及汽車等控制系統(tǒng)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(tǒng)還具備復(fù)雜性，主要體現(xiàn)在約束的時間和資源方面，約束時間也就是在通信系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)時都要與其約束的時間相符合，約束資源也就是在面對多個資源時要依照資源的前后控制協(xié)議來執(zhí)行，以免出現(xiàn)鎖死，阻礙任務(wù)進行的現(xiàn)象。四是具有任務(wù)多類型多的特征。在對任務(wù)處理時要辨別任務(wù)的類型，主要包括：偶發(fā)式任務(wù)、周期式、非周期式以及非實時式任務(wù)等。
1.2工作原理分析
在嵌入式通信系統(tǒng)正常運行的過程中，需要在不同任務(wù)間通信時就需要利用到寫、讀以及共享變量的方式來完成。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(tǒng)的安全正常運行。在保證共享變量的一致性方面一般會利用原子鎖進行控制，也就是訪問時將其鎖定，之后在解鎖，若鎖定或解鎖失敗，就會導(dǎo)致系統(tǒng)無法訪問變量，同時也會導(dǎo)致任務(wù)不能依照原定計劃進行和完成。因此通信系統(tǒng)一定要協(xié)調(diào)好訪問變量與任務(wù)落實之間的關(guān)系。
1.3調(diào)度原理的分析
為能夠保證通信系統(tǒng)資源能夠被精準的調(diào)度，且與特定要求相適應(yīng)，在對其系統(tǒng)進行設(shè)計前一定要注重對其目標任務(wù)的可調(diào)度行進行分析，并使之與調(diào)度理論相符合，然后在對調(diào)度方案進行確定。在對其執(zhí)行任務(wù)進行調(diào)度時，其技術(shù)可以利用可調(diào)度性分析和調(diào)度策略來進行，并依據(jù)調(diào)度技術(shù)中的機制與策略來對嵌入式通信系統(tǒng)的可調(diào)度性進行判斷。對于嵌入式通信系統(tǒng)來說，在對其應(yīng)用時一定要在特定的環(huán)境中進行，也就是要求通信系統(tǒng)設(shè)備一定要具備集成化高、設(shè)備小型化的特點，并且能夠與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，有較強的移動性能。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，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(nèi)部。當然，只有保證嵌入式通信系統(tǒng)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嵌入式通信系統(tǒng)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(tǒng)。
2.嵌入式通信系統(tǒng)運行中存在的不足
2.1網(wǎng)絡(luò)容量較小，內(nèi)存不足
一般情況下，嵌入式通信系統(tǒng)主要有8個消息和4個ECU，且通信周期長度為1，各個消息之間的周期也為1，所以在通信系統(tǒng)的周期中都存在8個時間槽，目的就是協(xié)調(diào)消息的周期。而且當節(jié)點由嵌入式通信系統(tǒng)的總線進行連接，在不同ECU節(jié)點信號正常通訊的條件下，消息就會在總線上進行調(diào)度，有次可以分析到當消息全部發(fā)出后，就會使嵌入式通信系統(tǒng)上的時間槽全部被占滿，使系統(tǒng)資源達到飽和，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)容量內(nèi)存欠缺，不能及時的對其他信息進行解決。
2.2對于分支負載的支配不夠均衡
由于嵌入式通信系統(tǒng)在的網(wǎng)絡(luò)容量不足，導(dǎo)致其在靜態(tài)時間槽內(nèi)的容量全部被占用，而動態(tài)時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(xiàn)這樣負載不均衡的現(xiàn)象嚴重情況下會使通信系統(tǒng)阻擋外界新消息的傳輸，使通信系統(tǒng)的升級收到制約，從而使其在擴展方面遇到困難。究根結(jié)底，造成這種問題出現(xiàn)的原因就是嵌入式通信系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面存在問題，沒有將負載均衡考慮到設(shè)計當中。
3.嵌入式通信系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的具體措施分析
3.1應(yīng)該注重對嵌入式通信系統(tǒng)在消息緩存結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化設(shè)計
要想有效的擴展嵌入式通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)容量，可以利用交換機來將之前的設(shè)備進行替換，因為交換機的作用是能夠?qū)⑾⒂行У膫鬟f給所需要此消息的分析，能夠支持多個分支上CPU節(jié)點消息的同步傳輸，從而使嵌入式通信系統(tǒng)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(tǒng)的交換機與通信系統(tǒng)整體的總線保持一致，且保證其處于電路交換模式，只有這樣才能夠使其滿足嵌入式通信系統(tǒng)的要求，發(fā)揮更大的作用。在對嵌入式通信系統(tǒng)的交換機進行配置時，應(yīng)使其輸入端口以及輸出端口的連接方式不相一致，以此來對使消息能夠準確的判定出輸出的路徑，由于此系統(tǒng)中的各個時間槽中都包括相應(yīng)的報文，所以就需要依據(jù)時間槽內(nèi)報文的不同對交換機的連接方式進行重新配置，將其更換成沒有延遲、沒有緩沖的嵌入式通信系統(tǒng)的交換機，從而使嵌入式通信系統(tǒng)的交換結(jié)構(gòu)得到合理有效的優(yōu)化，延展其網(wǎng)絡(luò)容量，保證系統(tǒng)能夠快速有效的運行。
3.2對嵌入式通信系統(tǒng)HSRN負載進行均衡優(yōu)化設(shè)計
為了能夠保證嵌入式通信系統(tǒng)在運行過程中的負載均衡，我們可以對其HSRN的不同分支的負載進行均衡化的優(yōu)化設(shè)計，以此來對通信網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，并利用交換機對通信網(wǎng)絡(luò)進行分割。這樣就能夠在不同分支負載均衡性相差較小的條件下，來對嵌入式通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的可擴展性進行提升。在對負載的均衡性進行設(shè)計后，當電子系統(tǒng)中的軟件升級時，就會使嵌入式通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量發(fā)生增多現(xiàn)象，就會使各個分支之間存在較大的擴展量，以便能夠更加便捷的實現(xiàn)對系統(tǒng)的升級與擴展。嵌入式通信系統(tǒng)HSRN在結(jié)構(gòu)上進行了突破和優(yōu)化，利用消息緩存機構(gòu)來實現(xiàn)系統(tǒng)容量的擴增，以滿足系統(tǒng)的需求。主要實現(xiàn)的方式為我們在交換機中設(shè)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(tǒng)消息的準確性和可調(diào)度性，自然信息的容納量也會隨之升高，最終實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)通信運用效率的提高。
4.總結(jié)
嵌入式通信系統(tǒng)在我們社會中各個領(lǐng)域的應(yīng)用都十分廣泛，隨著時代的不斷進步也要求通信系統(tǒng)的進步，所以就需要對自身的性能、功能等多方面進行全面的優(yōu)化和設(shè)計，盡管在應(yīng)用中存在網(wǎng)絡(luò)容量小和負載不均衡的問題，但通過對其設(shè)備的更換以及對嵌入式通信系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，也對兩問題進行了處理。
參考文獻
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淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇7
摘要：文章通分析計算機專業(yè)《嵌入式系統(tǒng)》教學(xué)，從系統(tǒng)教學(xué)的課程設(shè)置、師資隊伍發(fā)展、教學(xué)結(jié)構(gòu)和人才培養(yǎng)四個角度加強分析，探索嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式相關(guān)思路。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)模式；計算機專業(yè)
對于嵌入式系統(tǒng)來說，應(yīng)用是它的核心，計算機技術(shù)是它的基礎(chǔ)。如果應(yīng)用系統(tǒng)對計算機的型號有嚴格要求，才適用于嵌入式系統(tǒng)。由于嵌入式系統(tǒng)所占空間較小，有很強的功能，并且運用起來較為方便，所以現(xiàn)在已經(jīng)被應(yīng)用到多個領(lǐng)域。每一年，全球嵌入式系統(tǒng)可以帶來一萬億多美元的產(chǎn)值。由于市場對于嵌入式系統(tǒng)人才的高需求，所以越來越多的高校加大對于這一專業(yè)人才培養(yǎng)。另外，很多高校中的電子專業(yè)和通信工程專業(yè)都加大對于嵌入式系統(tǒng)課程的研究。文章通過分析現(xiàn)在高校中對于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)存在的問題，進一步分析加強嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的相關(guān)措施。由于現(xiàn)在的高校對于嵌入式系統(tǒng)是探索階段，所以主要存在以下問題。
1.計算機專業(yè)《嵌入式系統(tǒng)》教學(xué)存在問題
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，高校必須考慮理論和實際應(yīng)用有機結(jié)合，選擇高質(zhì)量的教材。通過選擇高質(zhì)量的教材，才能實現(xiàn)教學(xué)和實踐有機結(jié)合，才不會使學(xué)生迷失在理論中。不過，通過近些年來的教學(xué)經(jīng)驗可以得知，因為技術(shù)發(fā)展速度越來越快，所以如果教材難以與時俱進，那么教學(xué)工作就難以和時代相適應(yīng)，對學(xué)生產(chǎn)生一定的負面影響。
1.2內(nèi)容深度不夠。對于嵌入式系統(tǒng)來說，它是一門新興技術(shù)，盡管現(xiàn)在很多高校開設(shè)對這門課程，但是由于師資力量不足，缺乏對相關(guān)教師的專業(yè)化培訓(xùn)，導(dǎo)致在一定時間內(nèi)難以跟隨時代變革，所以高校的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容深度不足，教學(xué)質(zhì)量不高。
1.3缺少實踐性。對于嵌入式系統(tǒng)來說，它的實踐性和應(yīng)用性很強，在教學(xué)工作中，實踐環(huán)節(jié)扮演著重要角色。舉例來看，對于驅(qū)動程序設(shè)計和指令編程等環(huán)節(jié)，只有學(xué)生實踐增多，才可以掌握知識，真正理解嵌入式系統(tǒng)。不過，對于很多學(xué)校來說，盡管開設(shè)嵌入式系統(tǒng)課程，但由于設(shè)備不足，導(dǎo)致工程和應(yīng)用難以相結(jié)合，很難做出相關(guān)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計，所以實踐能力較差，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
2.計算機專業(yè)《嵌入式系統(tǒng)》教學(xué)的一些思考
對于嵌入式系統(tǒng)來說，它涉及的知識面寬泛，同時又極強的綜合性，在社會上發(fā)展較快，學(xué)習(xí)難度高。事實上，對于任何專業(yè)來說，都有其自身特點，所以對于嵌入式系統(tǒng)來說，不能直接抄襲其它專業(yè)的教學(xué)體系，要切實根據(jù)本專業(yè)學(xué)生特征，分析課程的特點，制定適合自己的教學(xué)模式。在近幾年，通過教學(xué)實踐得知，在計算機開設(shè)嵌入式系統(tǒng)課程時，如果想實現(xiàn)良好的教學(xué)效果，就要解決以下幾個問題：第一，在選擇芯片時。是選擇ARM芯片或是其它芯片；第二，在選擇系統(tǒng)時，要選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)還是其它操作系統(tǒng)；第三，在選擇處理器時，是選擇ARM7還是ARM9。
3.計算機專業(yè)《嵌入式系統(tǒng)》教學(xué)措施
綜合來看，在對于嵌入式系統(tǒng)進行教學(xué)時，不僅要關(guān)注課堂教學(xué)的實際效果，還要通過多樣化的手段進行輔助，以此來提高教學(xué)效果。
3.1建立開放實驗室。通過購買ARM7和ARM9的《嵌入式系統(tǒng)》教學(xué)實驗設(shè)備，實現(xiàn)實驗室的組建。對于計算機專業(yè)《嵌入式系統(tǒng)》教學(xué)中，要設(shè)置兩個實驗層次，第一是基礎(chǔ)性實驗，第二是綜合性實驗。對于基礎(chǔ)實驗來說，通過實驗使學(xué)生對于嵌入式軟件和硬件有基本了解，掌握其開發(fā)流程與基本環(huán)境，實現(xiàn)基本程序開發(fā)。而對于綜合應(yīng)用實驗來說，為了讓學(xué)生對于所學(xué)知識展開運用，就要依據(jù)一定的題目，自主設(shè)計相關(guān)應(yīng)用程序。對于實驗室來說，實行全天開放，學(xué)生可以通過課余時間加強研究，推動課程時間教學(xué)有效實施。
3.2充分利用課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計課程。在嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)工作里，設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計占據(jù)重要角色。因為程序設(shè)計周期較長，所以要通過課題探討，使學(xué)生完成課題。而在這期間，學(xué)生一方面要進行軟件設(shè)計，還要進行軟件編程，同時還要兼顧電路設(shè)計，進行硬件和軟件的調(diào)適。這樣一來，學(xué)生的知識和實踐有機結(jié)合，既培養(yǎng)了學(xué)生的思考探究能力，又提高了實踐能力，最終實現(xiàn)課程建設(shè)的目的。
3.3成立興趣小組.對于學(xué)生自身來說。要充分按照興趣愛好，進行嵌入式系統(tǒng)興趣小組組建。通過小組組建，充分利用實驗設(shè)施進行小組課題研究，使學(xué)生一方面可以更深入的研究嵌入式系統(tǒng)，另一方面還提高了合作意識，進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力，實現(xiàn)同學(xué)間的交流與合作，把實踐和知識有機結(jié)合。對于指導(dǎo)老師來說，他們要定期進行專題討論，推動學(xué)生嵌入式系統(tǒng)研究的知識面拓寬，提高教學(xué)質(zhì)量。
3.4計算機專業(yè)《嵌入式系統(tǒng)》師資團隊建設(shè)。對于嵌入式系統(tǒng)來說，它是一門新興學(xué)科，所以必須加大對于師資力量建設(shè)的關(guān)注。通過實踐經(jīng)驗的提高，加強學(xué)習(xí)交流，以此來建立高水平嵌入式系統(tǒng)教學(xué)隊伍。一方面，教師要有理論經(jīng)驗，另一方面還要有實踐經(jīng)驗。對于高校來說，要重視嵌入式系統(tǒng)教師的培養(yǎng)，加大投入來實現(xiàn)培養(yǎng)。另外，對于嵌入式系統(tǒng)教師來說，要加大培訓(xùn)力度，進行師資隊伍建設(shè)。充分利用好寒暑假等空閑時間，實現(xiàn)到相關(guān)企業(yè)的項目開發(fā)，增加實踐經(jīng)驗。只有這樣，教師的教學(xué)工作才能與時俱進，實現(xiàn)新知識和技術(shù)的引入，提高師資水平的同時，實現(xiàn)課堂教學(xué)效果的提高。通過開展學(xué)術(shù)交流，利用講座的形式進行專題研究，實現(xiàn)學(xué)校和學(xué)習(xí)之間的合作交流，加強師資對于建設(shè)，實現(xiàn)合作中的共同提高。
3.5以學(xué)生為主導(dǎo),開展“項目化”教學(xué)和開辟“學(xué)習(xí)論壇”。對于嵌入式系統(tǒng)來說，由于其自身的特殊性，所以要實現(xiàn)生產(chǎn)和實踐有機結(jié)合。另外，對于學(xué)院來說，必須按照人才培養(yǎng)需要，實現(xiàn)有目的的教學(xué)。在教學(xué)方式上，要改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，通過項目化教學(xué)實現(xiàn)教學(xué)方法的改變，將重心轉(zhuǎn)移到學(xué)生身上去，實現(xiàn)從課本教學(xué)到項目教學(xué)的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)由關(guān)注課堂教學(xué)變成關(guān)注實踐經(jīng)驗。另外，在開展項目化教學(xué)時，要充分認識學(xué)生的重要地位，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，實施參與式教學(xué)以提高其學(xué)習(xí)積極性。對于學(xué)院來說，必須加大對于實踐能力的重視力度，實現(xiàn)對學(xué)生的強化訓(xùn)練，使老師發(fā)揮輔助作用。對于嵌入式系統(tǒng)的老師來說，必須有進行項目開發(fā)的經(jīng)驗，有強大的知識基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考的同時進行指導(dǎo)。在進行實際的工程實訓(xùn)時，通過成立項目小組的方式實現(xiàn)深度合作，形成別具一格的研發(fā)小組，在每個小組中要項目經(jīng)理，實現(xiàn)人員調(diào)配和課題研究工作。另外，研發(fā)小組要自主設(shè)計和分析，在遇到技術(shù)上的難題時，要通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館等方式自行解決。
4.結(jié)論
在計算機專業(yè)里，嵌入式系統(tǒng)發(fā)展較晚，發(fā)展較快。由于高校的計算機專業(yè)里嵌入式系統(tǒng)發(fā)展較晚，所以必須通過實踐的方式加強對師資力量建設(shè)。另外，通過小組學(xué)習(xí)和實驗室的結(jié)合，實現(xiàn)教學(xué)水平的提高。只有通過多方努力，才可以建設(shè)計算機專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)人才，為社會發(fā)展培養(yǎng)人才。
淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇8
摘 要：近年來，信息技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展越來越快，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)是信息處理技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，基于ARM嵌入式軟硬件系統(tǒng)有系統(tǒng)精煉簡潔、針對性強、功能強大、程序質(zhì)量高、系統(tǒng)可靠性強等特點，下面就基于ARM的嵌入式軟硬件系統(tǒng)設(shè)計進行分析。
關(guān)鍵詞：ARM;嵌入式軟硬件系統(tǒng);設(shè)計
隨著計算機技術(shù)和信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式軟硬件系統(tǒng)在社會各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛�；贏RM的嵌入式軟硬件系統(tǒng)是一種比較特殊的計算機系統(tǒng)，具有系統(tǒng)精煉簡潔、針對性強、功能強大、程序質(zhì)量高、系統(tǒng)可靠性強等特點，能極大的提高系統(tǒng)處理效率。
1 .基于ARM嵌入式軟硬件系統(tǒng)的理論概述
1.1 ARM架構(gòu)
ARM是一種精簡的指令集機器，基于ARM架構(gòu)的產(chǎn)品具有功耗小、質(zhì)量優(yōu)越、價格低廉的特點，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(yīng)用�；贏RM體系結(jié)構(gòu)的32位嵌入式RISC微處理器結(jié)構(gòu)具有良好的節(jié)能效果，特別適合移動通訊領(lǐng)域設(shè)計。
1.2 嵌入式系統(tǒng)
嵌入式系統(tǒng)主要由輸入軟件、處理器、存儲器、輸出軟件等構(gòu)成，其中處理器是嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的另一大重要部分，其穩(wěn)定性及容量大小對嵌入式系統(tǒng)的正常運行有很大的影響，因此，在進行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計時，要選擇與嵌入式系統(tǒng)處理器相匹配的存儲器，從而確保嵌入式系統(tǒng)的正常運行。
2 .基于ARM的嵌入式軟硬件系統(tǒng)設(shè)計
在嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)硬件是系統(tǒng)軟件和程序運行、操作的基礎(chǔ)，只有確保硬件設(shè)計的合理性，才能為嵌入式系統(tǒng)的正常運行提供保障，下面就嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計及軟件設(shè)計進行分析。
2.1 硬件設(shè)計
2.1.1 處理器設(shè)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，因此，在各種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品以及數(shù)字產(chǎn)品中有十分廣泛的應(yīng)用。處理器是嵌入式系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵部分，在進行嵌入式系統(tǒng)出處理器設(shè)計時，必須確保其綜合性能以及質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定，并且要將處理器冗余部分去除，從而有效地提高系統(tǒng)的運行性能。
2.1.2 外圍接口設(shè)計
在進行嵌入式處理系統(tǒng)硬件設(shè)計時，要選擇合理的器件，確保各個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(tǒng)硬件的有效性。在進行嵌入式系統(tǒng)外圍接口設(shè)計時，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(tǒng)小型化的特點，只有這樣才能為系統(tǒng)的靈活性、穩(wěn)定性、可靠性提供保障。對于嵌入式系統(tǒng)，要實現(xiàn)外圍接口和處理器之間的無縫連接，并簡化外圍電路，這樣不僅能減小整個系統(tǒng)的體積，還能有效地降低系統(tǒng)的設(shè)計成本。
2.1.3 針對性設(shè)計
在進行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計時，需要根據(jù)項目的實際情況以及用戶的實際需求進行，因此，整個設(shè)計過程要針對其設(shè)計目標開展，只有這樣才能為嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計提供指導(dǎo)。由于系統(tǒng)設(shè)計是一個長期性工作，因此，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員要對軟件更新、系統(tǒng)升級等因素進行充分考慮，并在針對性設(shè)計前，對相應(yīng)的程序進行仿真運行，在不斷調(diào)試中，確保嵌入式系統(tǒng)能滿足用戶的需求。
2.2 嵌入指紋識別模塊及軟件設(shè)計
在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程中，要在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過串口嵌入指紋識別模塊，從而為系統(tǒng)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(tǒng)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，對其進行編寫，不僅能接收、校驗相關(guān)數(shù)據(jù)，還能在數(shù)據(jù)庫中添加用戶信息。通過LCD液晶顯示和鍵盤，能對現(xiàn)場情況進行直接控制，從而確保系統(tǒng)的持續(xù)運行。
2.3 嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件協(xié)同設(shè)計
在進行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計時，需要對系統(tǒng)的硬件、軟件進行詳細的分析和設(shè)計，一般情況下，在設(shè)計過程中，需要將系統(tǒng)的硬件和軟件看成一個整體，但在初期設(shè)計過程中，需要對系統(tǒng)的硬件功能和軟件功能進行詳細的劃分，并將其相應(yīng)功能區(qū)域固定好，這樣才能確保嵌入式系統(tǒng)硬件和軟件的良好組合，才能充分發(fā)揮整個系統(tǒng)的功效。在這個過程中，還需要進行嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件的協(xié)同設(shè)計，從而確保系統(tǒng)硬件和軟件獲得最佳效益。
3. 結(jié) 語
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計一項復(fù)雜的工程，基于ARM嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計和整個系統(tǒng)的設(shè)計有很大的關(guān)聯(lián)，隨著信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用將會越來越廣泛，因此，做好嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計工作是十分重要的。
參考文獻
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淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇9
摘要：隨著CPU的性能的不斷提升，處理速度越來越快，運算能力不斷增強，在許多嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中逐漸出現(xiàn)了軟外設(shè)（Software Peripherals）。所謂軟外設(shè)是指以軟件編程為手段，模擬CPU的外圍設(shè)備的功能，真正達到以軟代硬的目的。軟外設(shè)的出現(xiàn)給產(chǎn)品的開發(fā)帶來了極大的靈活性，不但使系統(tǒng)體積變得更小，而且使系統(tǒng)的升級換代變得更為方便，從而真正實現(xiàn)SOC。
本文介紹軟外設(shè)的設(shè)計思想以及在開發(fā)過程中應(yīng)注意的事項，并結(jié)合一個嵌入式系統(tǒng)，分析軟外設(shè)對系統(tǒng)的影響以及如何使設(shè)計合理化。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) UART Software Peripherals
一、介紹
應(yīng)該說軟外設(shè)并不是一個新思想，從計算機發(fā)明以來，電子系統(tǒng)設(shè)計人員一直試圖盡可能多地用軟件編程來代替實際電路，通過這種方式把外設(shè)嵌入進系統(tǒng)。但由于CPU速度、計算能力有限，以及內(nèi)存技術(shù)的發(fā)展不夠成熟，從而束縛了軟外設(shè)的發(fā)展。
近年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，越來越多的處理器廠家在處理器的設(shè)計中加大了對軟外設(shè)的支持，象ARM公司宣稱他們的32、64位RISC處理器已經(jīng)能用軟件實現(xiàn)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(xiàn)在已經(jīng)能夠在CPU上實現(xiàn)。Motorola公司已經(jīng)開發(fā)出基于SM56PCI接口的用純軟件實現(xiàn)的調(diào)制解調(diào)器。這些都說明電路設(shè)計已經(jīng)進入了一個嶄新的時期。
目前，電子設(shè)計中把外設(shè)嵌入進系統(tǒng)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(nèi)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現(xiàn)，CPU內(nèi)核往往為Altera和Xilinx等FPGA生產(chǎn)廠家提供的軟件模塊。以上兩種方法都需要開發(fā)人員熟悉硬件描述語言，但在實際應(yīng)用中CPU內(nèi)核以及各種IP核的使用的往往要得到產(chǎn)權(quán)許可，而且可編程邏輯芯片體積大，價格昂貴，故在一些便攜式裝置的研制中不便采用。
軟外設(shè)的設(shè)計通常是采用標準的微處理器，在滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和系統(tǒng)負荷允許的條件下，設(shè)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實現(xiàn)某種外設(shè)的功能。并且可以配置、升級、重組，從而完成特定的功能。應(yīng)該說明的是，并不是所有外設(shè)的功能都能完全由軟件實現(xiàn)，這種設(shè)計方法的目的是在系統(tǒng)允許的條件下盡量“以軟代硬”，以盡可能少的硬件開銷取得最佳的性能比。
二、系統(tǒng)要求
下面給出具有軟外設(shè)的嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
下面給出對嵌入式系統(tǒng)的要求：
�。�1）高性能CPU內(nèi)核。軟外設(shè)的必須以高性能CPU內(nèi)核為支持，只有采用高性能CPU內(nèi)核，系統(tǒng)的頻率才能得以提高，軟外設(shè)和CPU之間才能高速傳送數(shù)據(jù)，軟外設(shè)才能得以高速運行而對系統(tǒng)整體工作不會有太多影響。建議采用帶有流水線、32位以上RISC核的CPU。
�。�2）快速的中斷響應(yīng)。軟外設(shè)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(nèi)部總線之間增加寄存器組來減少系統(tǒng)的中斷響應(yīng)時間。
�。�3）附加硬件模塊。正如前面所提，系統(tǒng)有些特性是不能由軟件實現(xiàn)的，象定時器、中斷控制器。另外在信號處理中由于A/D、D/A轉(zhuǎn)換如果用軟件實現(xiàn)對系統(tǒng)開銷太大，由硬件實現(xiàn)較好。
�。�4）快速、足夠的存儲器和高性能的運算單元。
三、軟外設(shè)的算法設(shè)計
由于軟外設(shè)要求實時性強，有時需要和別的應(yīng)用程序并行執(zhí)行，在設(shè)計時可以把軟外設(shè)看作等待服務(wù)的任務(wù)，協(xié)調(diào)、安排好這些任務(wù)非常重要，根據(jù)任務(wù)的確定性可以把實時系統(tǒng)的進程調(diào)度策略劃分為兩類：一類是靜態(tài)的，主要負責(zé)預(yù)先知道發(fā)生時間的任務(wù)；要求按進度準點完成的任務(wù)；要求固定時間發(fā)生的任務(wù)。對這類調(diào)度策略可以采用Round－robin算法或間隔算法（見3）。另外一類是動態(tài)進程調(diào)度策略，負責(zé)那些不能預(yù)測何時發(fā)生任務(wù)；不知執(zhí)行周期有多長的任務(wù)。這是一些具有臨時性的任務(wù)，比如含有條件循環(huán)的任務(wù)（不知何時滿足條件）。以上兩種策略分別適用于不同的情況，在一個復(fù)雜的系統(tǒng)中，往往存在幾個要求并行執(zhí)行的軟外設(shè)，進程的調(diào)度對任務(wù)的同步和系統(tǒng)的優(yōu)化非常重要。
另外為了設(shè)計的可移植性和簡便，要進行模塊化和層次化設(shè)計，復(fù)雜的軟外設(shè)可以看作由幾個具有層次的簡單的模塊構(gòu)成。
四、性能分析
現(xiàn)以示出了一個嵌入式系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)采用Motorola公司生產(chǎn)的MCF5104型號CPU，接有三個軟外設(shè)，分別為UART、LCD和鍵盤控制器。現(xiàn)在從工作速度和能量損耗方面以UART軟外設(shè)為例，對軟外設(shè)進行性能分析。
在UART實現(xiàn)程序中，共有16條匯編指令，假定每條指令需要一個時鐘周期（即CPI＝1），沒有奇偶校驗功能。通過改變CPU主頻（變化范圍為30～100），計算執(zhí)行的時間占有CPU時間的比率，分析UART軟外設(shè)在不同波特率情況下對CPU的負擔，計算過程如下：
假定CPU發(fā)送/接收一個字節(jié)的時間為t。UART軟外設(shè)的CPU占有率為T，則
t=指令數(shù)×CPI＋中斷響應(yīng)周期×CPU主頻－1。
T＝t×波特率。
結(jié)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(tǒng)計數(shù)據(jù)是在假定UART工作在全雙工方式（FD）下，沒有檢錯功能得到的，而系統(tǒng)絕大多數(shù)時間是工作在半雙工方式（HD）下的，HD方式下該UART的CPU占有時間率要減少25％。如果加上奇偶校驗功能，該軟外設(shè)的CPU占有時間率在FD方式會增加11.45%，HD方式下增加7.60%。
由表1可知，CPU頻率越高，軟外設(shè)對系統(tǒng)的負擔越小，另外隨著UART的波特率增加，系統(tǒng)負擔加重。建議軟外設(shè)的運行占CPU時間不能超過20％，實驗證明，軟外設(shè)的CPU占有率不超過20％的情況下對系統(tǒng)來說是可以承受的。
接下來我們分析該軟外設(shè)的能耗問題。圖三示出了CPU在接有URAT軟外設(shè)或URAT硬件的情況下在不同情況下的CPU消耗電流曲線。
上圖表明：
1．隨著波特率增加，UART軟外設(shè)的能耗增加。
2．隨著CPU主頻增加，UART軟外設(shè)的能耗增加。
3．波特率在小于70Kbit/s時UART軟外設(shè)的能耗低于硬件外設(shè)，此時選用軟外設(shè)可以降低能耗，即該軟外設(shè)適合于數(shù)據(jù)量不是很大的場合（如語音通信）。在要求系統(tǒng)傳輸速率極快的情況下（如視頻流傳輸），選用硬件實現(xiàn)較為合適。
五、結(jié)束語
本文系統(tǒng)地介紹了軟外設(shè)的設(shè)計思想，并以一個軟外設(shè)為例，分析了它的一些性能指標。軟外設(shè)具有許多優(yōu)點：如調(diào)試方便，系統(tǒng)可移植性強，能耗小，成本低。很適合在一些要求便攜式、低能耗的場合應(yīng)用。雖然也存在一些缺點，如速度慢，并行性差，但隨著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得到改觀。設(shè)計人員在設(shè)計時需要對硬件設(shè)計和軟件設(shè)計進行折衷考慮。畢竟，軟外設(shè)的出現(xiàn)給嵌入式系統(tǒng)設(shè)計提供了一種更為靈活的設(shè)計方案，給設(shè)計人員也提供了更多的選擇余地，更廣的設(shè)計空間。
淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇10
摘要：嵌入式系統(tǒng)以計算機為基礎(chǔ)，它跟傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，具有專用性強、系統(tǒng)精簡、高實時性等優(yōu)點，是機電控制系統(tǒng)中的最佳選擇。隨著嵌入式系統(tǒng)的普及面越來越大，在機電控制系統(tǒng)中引用嵌入式系統(tǒng)已逐漸成為人們拓展嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的重要方式，為機電控制系統(tǒng)中的硬件和軟件平臺的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，嵌入式系統(tǒng)在機電控制中的廣泛應(yīng)用提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益，同時也增強了企業(yè)之間的競爭力。文章針對嵌入式系統(tǒng)在機電控制中的應(yīng)用進行分析。
關(guān)鍵詞：機電控制;嵌入式系統(tǒng);應(yīng)用
簡單來說，嵌入式系統(tǒng)是對計算機系統(tǒng)的補充和延伸，但實際上，由于其發(fā)展時間并不長，其本身還存在一定的問題，發(fā)展不夠完善。工程師需要根據(jù)機電的功能要求設(shè)計芯片，通過這個芯片指導(dǎo)機電完成各種工作，以滿足用戶的各種需求。嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)的應(yīng)用，促進了嵌入式系統(tǒng)更好更快的發(fā)展。由于芯片體積比較小，將來各種機電將會越來越小，功能也越來越全面，在生產(chǎn)過程中也會得到更好的運用。
1.嵌入式系統(tǒng)的概述
嵌入式系統(tǒng)是一種完全嵌入受控器件的內(nèi)部，為了特定的應(yīng)用而專門設(shè)計的計算機系統(tǒng)，用來監(jiān)視或者控制機器、工廠、裝置等一些大規(guī)模設(shè)備。與計算機系統(tǒng)不同的是，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定程序并且預(yù)先設(shè)定好的任務(wù)。由于嵌入式系統(tǒng)往往只針對一項特殊的任務(wù)，工程師能夠?qū)λM行簡化，縮小體積、降低成本。嵌入式系統(tǒng)通常是大規(guī)模生產(chǎn)的，所以作為單個系統(tǒng)，它的成本比較低，為嵌入式系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。作為嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)的計算機系統(tǒng)，是嵌入式系統(tǒng)不可缺少的重要結(jié)構(gòu)，同時也是嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)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?qū)⑦@兩個部分進行改進，那么就有可能實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)更完善的配置。嵌入式系統(tǒng)自身存在比較強的自擬功能，在它實際的運用過程中，計算機系統(tǒng)會在其中發(fā)揮很大的功能，從嵌入式系統(tǒng)運行環(huán)境的可靠性和功能消耗低的角度來說，這些為嵌入式系統(tǒng)提出了更高的要求。
2.嵌入式系統(tǒng)所具備的特點
嵌入式微處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心，以下四點是它所具備的特點：
①對實時的任務(wù)有比較可靠的支持能力，能同時完成多項任務(wù)并且中斷響應(yīng)時間比較短，從而能夠做到內(nèi)部的代碼和實時內(nèi)核心的執(zhí)行時間縮短到最低的程度；
②儲存區(qū)保護功能比較強。這是因為嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)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(xiàn)錯誤的交叉，需要設(shè)計功能比較強大的存儲區(qū)保護功能，同時也有利于診斷軟件是否出現(xiàn)問題；
�、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(jié)構(gòu)，以便能最快地開展出最高性能的滿足應(yīng)用的嵌入式微處理器。因此，在實際應(yīng)用過程中，嵌入式系統(tǒng)能夠擁有多任務(wù)的操作系統(tǒng)，因為它系統(tǒng)精簡，所以在操作的時候不會有太復(fù)雜的操作過程，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(yīng)用和普及能夠給人們帶來豐富的利潤回報，它能夠迎合了現(xiàn)如今信息技術(shù)部高速發(fā)展的特點，進一步在生產(chǎn)生活中被人們普及利用。
3.嵌入式系統(tǒng)需要的應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件
一個設(shè)備的驅(qū)動程序在剛開發(fā)的時候，應(yīng)按照一定順序來啟動，對硬件信息進行收集的時及尋找正確的訪問方式的時，外部設(shè)備通過查詢與中斷等設(shè)定好的通訊程序?qū)χ黧w軟件進行全方位查詢，每一種應(yīng)用情況都有相應(yīng)的應(yīng)用方式。通過對目標功能編寫源代碼來對相應(yīng)的驅(qū)動程序進行軟件的實時驅(qū)動。一般用嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核自帶的PRINTKO函數(shù)對其輸入相應(yīng)的代碼信息來進行調(diào)試，或在核內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的驅(qū)動程序。當驅(qū)動程序加入到內(nèi)核以后，便可以和內(nèi)核一起進行程序編譯，也可以利用動態(tài)的形式在運行狀態(tài)下強行輸入，在常規(guī)驅(qū)動軟件之前，應(yīng)仔細進行檢查，使用軟件來模擬驅(qū)動的過程，能及時找出源程序中存在的問題，并及時進行反復(fù)調(diào)試，有效減少在直接加載到實物上時出現(xiàn)問題的可能性。
4.結(jié)束語
嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用在當今已成為研究和應(yīng)用的熱點，采用嵌入式系統(tǒng)的機電系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的機電系統(tǒng)具有功耗低、體積小、性價比高、實用性強等優(yōu)點。當前市場上的很多生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)都安裝有內(nèi)嵌的通訊系統(tǒng)，并且有能夠被互聯(lián)網(wǎng)訪問的功能，這一技術(shù)為互聯(lián)網(wǎng)將來遠程遙控的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。嵌入式系統(tǒng)是在不同的軟硬件上慢慢壯大的系統(tǒng)，隨著嵌入式系統(tǒng)在生活中的廣泛應(yīng)用，逐漸形成了機電系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的共同發(fā)展的局面。通過對嵌入式系統(tǒng)的進一步研究，有利于研究和開發(fā)更完善的機電控制系統(tǒng)，為今后大規(guī)模工業(yè)化的發(fā)展打下了更加堅實的基礎(chǔ)。更重要的是，它使人們的生活更加便利�？偠灾S著嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)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(tǒng)中的應(yīng)用將會更加的有效化、規(guī)范化。另外，想要不斷優(yōu)化嵌入式發(fā)展系統(tǒng)，需要市場的正確導(dǎo)向，只有準確地把握市場動態(tài)，嵌入式系統(tǒng)的活力將會一直保持，迎來更好的發(fā)展。
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淺談嵌入式系統(tǒng)論文 篇11
前言
隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展， 嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制系統(tǒng)、航天軍事、信息家電等領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。雖然幾乎所有的高等院校都開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)課程，然而由于嵌入式系統(tǒng)是一門綜合性極強的課程，涉及到數(shù)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(tǒng)實踐性很強，而且發(fā)展迅速，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，因此傳統(tǒng)的嵌入式教學(xué)體系、授課方式、實驗方法已經(jīng)不能滿足信息時代的培養(yǎng)嵌入式人才的需求。因此，本文針對傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實驗中存在著的弊端，提出了一系列的改革和創(chuàng)新辦法，旨在培養(yǎng)出適應(yīng)時代發(fā)展和市場需求的嵌入式工程師。
1. 傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中存在的弊端
傳統(tǒng)的嵌入式教學(xué)中普遍存在著以下問題：(1)教材陳舊，內(nèi)容過時，不能適應(yīng)市場發(fā)展的需求，而且教材普遍以生硬的講概念說原理為主。(2)傳統(tǒng)的授課方式以老師灌輸為主，學(xué)生只能被動地接受知識，從而感到枯燥，無法激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣;而且教學(xué)和實驗環(huán)節(jié)脫節(jié)。(3)傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容以驗證性內(nèi)容為主，缺乏設(shè)計性實驗，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。另一方面，實驗內(nèi)容陳舊，和實際生活嚴重脫節(jié)。(4)傳統(tǒng)的考核方式只重視筆試成績，不能反映嵌入式系統(tǒng)這種實踐性強的課程的特點，無法體現(xiàn)學(xué)生的實際動手能力和創(chuàng)新能力。
2. 嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革的探索
為了提高嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的效果，培養(yǎng)出符合時代發(fā)展需求的嵌入式人才，本文針對傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式下存在的問題，進行了深入的調(diào)查研究和實踐活動，提出了一系列的教學(xué)改革的方案。
2.1 教學(xué)內(nèi)容選擇針對性和合理性
嵌入式是技術(shù)與應(yīng)用結(jié)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。其特點決定了嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容也需要做到與時俱進，雖然我們無法向?qū)W生傳授所有新的處理器，總線協(xié)議、嵌入式技術(shù)，不是我們應(yīng)當在教學(xué)內(nèi)容上，保持必要的開放性，向?qū)W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(tǒng)性連續(xù)的、實驗內(nèi)容新穎，和實際緊密結(jié)合的教材。即便如此，在實際教學(xué)中，也應(yīng)當取消或者調(diào)整教材中內(nèi)容陳舊，思想過時的部分，老師應(yīng)該有能力做到把教學(xué)內(nèi)容和行業(yè)內(nèi)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(nèi)容中，盡量保持保持教學(xué)內(nèi)容的鮮活生命力和可持續(xù)發(fā)展性。
基于當前的嵌入式技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和市場的需求，我們在教學(xué)內(nèi)容上，選擇把“ARM 硬件平臺+嵌入式Linux 操作系統(tǒng)”作為主要的教學(xué)內(nèi)容。目前市場上占主導(dǎo)地位的嵌入式系統(tǒng)90%依然是基于ARM處理器的硬件平臺。因此，向?qū)W生傳授基于ARM 的嵌入式理論知識，不僅可以幫助學(xué)生保持市場就業(yè)的競爭能力，對于學(xué)習(xí)其它的嵌入式系統(tǒng)也是觸類旁通的， 不如正在蓬勃發(fā)展的基于INTEL 處理器的嵌入式系統(tǒng)。而在操作系統(tǒng)方面，我們選擇了以嵌入式Linux 操作系統(tǒng)為主，但為了讓學(xué)生充分理解嵌入式系統(tǒng)的開放性，對于Win CE 商業(yè)操作系統(tǒng)，我們也作了基本的講解，這不僅能讓學(xué)生通過對比，理解不同的嵌式如操作系統(tǒng)的流程和特點，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(jù)嵌入式系統(tǒng)課程的知識體系，結(jié)合相關(guān)的的實驗內(nèi)容，把一部分的實驗內(nèi)容作為教學(xué)內(nèi)容，在課堂上利用嵌入式的實驗設(shè)備演示相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.2 授課方式的改進
傳統(tǒng)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(xí)主要限制在課堂，而實驗課則被限制在實驗室并按照設(shè)定的實驗程序“依樣畫葫蘆”。學(xué)生完全是被動的學(xué)習(xí)和接收。這種禁錮在課本和實驗指導(dǎo)書中的封閉式的教學(xué)，極大地限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
我們將改變這種傳統(tǒng)的結(jié)論灌輸?shù)牡慕虒W(xué)模式，在講解嵌入式的基本理論知識的時候，我們將強調(diào)嵌入式系統(tǒng)和通用計算機系統(tǒng)的基本理論中相同點和不同點，結(jié)合學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過的單片機系統(tǒng)，微機原理等基本理論，以類比，對照的方法進行解析。甚至啟發(fā)式地引導(dǎo)學(xué)生把已有的通用計算機系統(tǒng)知識和理論進行轉(zhuǎn)換、進而映射到嵌入式平臺中來，從而可以更加深刻地體會和理解嵌入式系統(tǒng)中的一些重點理論和特點。比如，在講解ARM 指令的時候，我們采用啟發(fā)式教學(xué)，在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)的80×86 匯編語言的基礎(chǔ)之上，通過啟發(fā)、對比和完善，把ARM 指令和匯編語言的相同點和不同點分析出來。接著通過一些典型試驗訓(xùn)練，讓學(xué)生通過閱讀和分析程序，領(lǐng)會其精髓。這樣既可以節(jié)約課堂授課時間，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(qū)別所在，從而加深對嵌入式系統(tǒng)特點的理解。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)展過程和形成背景，這樣比讓學(xué)生單純的死記硬背一些結(jié)論性的概念更有實際意義。
其次，我們將推行以實驗為主的教學(xué)方法，打破傳統(tǒng)的課堂教學(xué)理論與實驗課完全獨立的授課方式， 將理論知識的學(xué)習(xí)貫穿到試驗中，以實驗來促進理論知識的吸收。也就是以實例、實驗為主線，實行講授與實驗一體化的教學(xué)方法。首先，在課堂上利用嵌入式仿真器、實驗箱等實驗設(shè)備演示實驗項目， 先讓學(xué)生看到實驗的過程及其結(jié)果，變抽象為具體，變枯燥為有趣，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，適當?shù)貙⒄n堂搬到實驗室，充分利用實驗室的資源，結(jié)合試驗，講授理論知識。再次，根據(jù)嵌入式系統(tǒng)課程的知識體系，設(shè)計出與各項內(nèi)容相適應(yīng)的實驗內(nèi)容，一方面在授課的時候，以實驗內(nèi)容為教學(xué)內(nèi)容編成講義，以講義為主，教材為輔;另一方面，在實驗中，以實驗的方式鞏固教學(xué)內(nèi)容。最后，鼓勵學(xué)生自己動手做實驗，自己去分析實驗中涉及的硬件、編程方法及實驗?zāi)康�。讓學(xué)生從試驗的被動接受者變?yōu)閷嶒灥闹鲃訕?gòu)建者和創(chuàng)新者，讓學(xué)生體會到科學(xué)試驗的樂趣和魔力，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣。
2.3 改進實驗內(nèi)容和方法
嵌入式系統(tǒng)是一門實踐性很強的課程。在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中，實驗是學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的關(guān)鍵。通過實驗，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(tǒng)的感性認識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣; 而且可以幫助學(xué)生理解嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計流程，全面掌握嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)、硬件基本體系和結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運行模式嵌入式軟件開發(fā)、系統(tǒng)調(diào)試與驗證方法等，使學(xué)生具有一定的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)知識和能力。
首先，我們要改變的傳統(tǒng)的實驗課的授課方式，打破先上理論課，再上試驗課的傳統(tǒng)模式，將理論課和實驗課結(jié)合起來，邊教學(xué)邊實驗，理論教學(xué)和實驗練習(xí)充分結(jié)合。其次，改進傳統(tǒng)的的實驗內(nèi)容設(shè)計，一方面結(jié)合教材內(nèi)容，設(shè)計出一些基礎(chǔ)實驗，幫助鞏固理論知識;更重要的是選擇生活中能見到的嵌入式的應(yīng)用實例，設(shè)計出系統(tǒng)實驗內(nèi)容，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手實踐的愿望! 再次進一步拓展實驗內(nèi)容，注入一些新穎的，與現(xiàn)代企業(yè)嵌入式應(yīng)用技術(shù)緊密聯(lián)系的實驗課題，引導(dǎo)學(xué)生盡可能多地接觸國內(nèi)外工業(yè)界的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)實例，一方面來彌補課內(nèi)實驗教學(xué)在內(nèi)容上的不足，同時還能拓展學(xué)生的視野，提高就業(yè)能力。最后，鼓勵學(xué)生自己設(shè)計實驗內(nèi)容，自主查閱整理資料，確定實驗主題和試驗?zāi)康�，討論解題思路與設(shè)計原理，自主完成程序流程圖、開發(fā)程序、上機調(diào)試等。這種自主式的實驗訓(xùn)練不僅鍛煉了學(xué)生的科研、創(chuàng)新和實際解決問題的能力，而且也幫助老師豐富了教學(xué)資源，也促進了老師的提高，真正體現(xiàn)了教學(xué)相長的新型教學(xué)理念。
當然，在進行實驗教學(xué)時，還是應(yīng)當遵循循序漸進的方式，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(tǒng)地理解嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計過程、掌握開發(fā)工具和驗證方法。另外，這種實驗改革的創(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(zé)實驗內(nèi)容的改革和創(chuàng)新。在實際的實驗教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，如果老師能和學(xué)習(xí)一起參與到具體的實驗中， 一起實現(xiàn)實驗中的硬件設(shè)計。比如液晶顯示控制實驗，當學(xué)生看到老師通過連線、編程，可以實現(xiàn)LCD 顯示漢字字符、彩色位圖等的實驗結(jié)果后， 自己一定很想試試。這樣就大大激發(fā)了學(xué)生的實驗積極性。另外，學(xué)校在條件允許的情況下，應(yīng)當提高更好的嵌入式實驗條件，老師應(yīng)當為學(xué)生創(chuàng)造寬松的實驗環(huán)境。比如盡可能的開放實驗室，改變傳統(tǒng)的只能在實驗課做實驗的模式，讓學(xué)生充分利用實驗室提供的實驗器材、設(shè)備和環(huán)境等資源來完成實驗。不僅讓學(xué)生享受到實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。
所有的實驗，都是為了提高學(xué)生的知識水平和實踐能力，培養(yǎng)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(xùn)，這種培訓(xùn)，不僅僅是簡單的編程能力的培訓(xùn)，更是對嵌入式系統(tǒng)知識的升華，對于培養(yǎng)學(xué)生積極思考、努力探索、和解決實際問題的應(yīng)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(tǒng)設(shè)計大賽，比如：大學(xué)生電子設(shè)計大賽、飛思卡爾智能車大賽、博創(chuàng)杯嵌入式大賽等，都取得了不錯的成績。這對培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和積極參與競爭的意識有著重要的意義。
2.4 改進的課程考核辦法
傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)課程的考核由筆試成績和平時實驗成績組成，而實驗成績僅僅通過實驗報告來考核。這種考核方式對于嵌入式系統(tǒng)這種實踐性很強的課程，缺乏必要的區(qū)分度，一方面會使學(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(xiàn)重實驗報告，輕實際操作的弊病，不能真正考核學(xué)生的實際能力。因此我們不僅需要改進傳統(tǒng)的閉卷考試方式的方法，而且也要減少簡單的理論成績和實驗成績加成帶來的弊端�；趯W(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，因此在考核的評定辦法上我們應(yīng)當格外強調(diào)實驗中的表現(xiàn)。改革的考核辦法如下：(1)平時成績以參考實驗中的表現(xiàn)為主，書面的實驗報告為輔，這就要求老師要觀察學(xué)生在試驗中的表現(xiàn)，而不是僅僅通過課后的實驗報告的數(shù)據(jù)和結(jié)果來打分。(2)期末評定時，不僅要減少理論課筆試成績的比例，而且在理論筆試中，盡量避免死記硬背的題型測試，并重點考察學(xué)生對知識的理解程度和應(yīng)用能力。(3)在期末考試中，不僅要增加專門的實驗測試環(huán)節(jié)，而且要提高實驗測試成績載期末總評中的比例。實驗測試時，有學(xué)生當場抽取自己的實驗測試題;實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，能讓實際動手能力較強的同學(xué)又充分發(fā)揮表現(xiàn)的空間。(4)對于平時或者假期參加了嵌入式大賽的學(xué)生，或者參加企業(yè)的實際嵌入式項目實踐的學(xué)生，或者參加了自主創(chuàng)新實驗實踐活動的學(xué)生給與適當?shù)母郊诱n外創(chuàng)新成績。
3. 結(jié)束語
嵌入式系統(tǒng)是一門綜合性、應(yīng)用性、時效性很強的課程。本文針對傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中存在的弊端， 提出了一系列關(guān)于課程內(nèi)容建設(shè)、授課方式改進、實驗內(nèi)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(tǒng)課程的開放性和創(chuàng)新性， 保證其長期發(fā)展的生命力和活力，改善教師的教學(xué)方法和實驗方法,以此來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力,培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的嵌入式工程師。
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