嵌入式系统分析与设计：从基础到实践

"新分区示意图-嵌入式系统分析与设计" 嵌入式系统是计算机科学中的一个重要分支，它涉及到计算机硬件、软件、半导体技术和电子技术等多个领域。本课程旨在帮助学生深入理解嵌入式系统的构成、设计原理以及实践应用。通过学习，学生将能够掌握嵌入式系统的软硬件设计流程，了解嵌入式操作系统的基础知识，并学习如何进行嵌入式软件的开发。 课程内容首先从基础理论入手，包括计算机组成原理、微型计算机原理与接口技术、数字电路、操作系统和计算机网络等核心概念。这些基础知识对于理解和设计嵌入式系统至关重要，因为它们构成了嵌入式系统的基础架构。 课程实践部分，学生将接触到ARMCortex-M3开发实践，这是一种常见的嵌入式处理器，广泛应用于各种嵌入式设备。实践中，学生将学习硬件设计、开发环境的搭建、SD卡存储的实现、USB协议栈的理解以及Ethernet & TCP/IP网络通信。此外，还有更高阶的项目，如智能小车的开发，这将涉及到更复杂的技术整合和系统集成。 嵌入式系统的特点在于它们是以应用为中心，以计算机技术为基础的专用计算机系统，强调软件和硬件的可裁剪性，以满足特定应用对于功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求。它们不同于通用计算机，后者通常有固定的硬件架构，而嵌入式系统的硬件往往与软件紧密集成，以实现更高的效率和优化。 在开发方式上，嵌入式系统采用交叉开发，即在通用计算机上进行开发，然后在嵌入式平台上运行。这与通用计算机的开发方式不同，后者通常开发和运行平台一致。嵌入式系统的软件在很大程度上是定制的，一旦硬件固定，其二次开发性相对较弱，通常不能像通用计算机那样方便地进行应用程序的重新编程。 课程还将探讨嵌入式系统的历史发展，从早期的计算机控制系统，如1960年代的PDP11控制的石油化工生产线，到现代的多任务、实时操作系统，以及应用特定的软件系统。这些历史案例有助于学生理解嵌入式系统的发展趋势，如嵌入式互联（物联网）的发展，这是当今互联网的一个重要方向。 这门课程全面覆盖了嵌入式系统的理论与实践，是学习和进入这个领域的良好起点。通过深入学习，学生将具备设计和实施各种嵌入式解决方案的能力，为未来的物联网、自动化和智能化领域打下坚实基础。