論文摘要：由于嵌入式系統(tǒng)涉及的知識廣、綜合性強和應用性強，且軟硬件技術(shù)不斷革新，這就需要授課老師具有一定的項目開發(fā)經(jīng)驗。而本套實驗箱正是由授課老師參與研發(fā)，對于一些新進的通信類教師也開放學習與研究。在對嵌入式實驗平臺有個系統(tǒng)的認識之后，遇到突發(fā)問題也可以及時解決，這大大降低了教師的授課難度，提高了實驗課效率。

　　論文關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)　實驗教學　教學設(shè)計

　　考慮到通信類學生的培養(yǎng)與實際就業(yè)情況的需求，在嵌入式教學中，除了使學生掌握基本的通信技術(shù)原理和嵌入式軟件設(shè)計的一般方法和流程外，還應注重培養(yǎng)學生的實際應用開發(fā)能力。因此，嵌入式教學應該傾向于實踐而不是僅僅局限于只是傳授理論知識。本文針對本專業(yè)嵌入式實驗教學中普遍存在的專業(yè)針對性弱、設(shè)備缺乏、課程系統(tǒng)性和層次性的不足等問題，利用研究所自主研發(fā)的嵌入式實驗教學平臺，設(shè)計了具體的實驗教學方案。

　　嵌入式系統(tǒng)是計算機技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)等先進技術(shù)和具體應用對象相結(jié)合的更新?lián)Q代產(chǎn)品。嵌入式系統(tǒng)面向具體的應用領(lǐng)域，隨著產(chǎn)品智能化、小型化的普遍需求，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)滲透至各個行業(yè)，具有廣闊的市場前景[1]。近年來，各高校信息自動化計算機類專業(yè)逐漸將嵌入式系統(tǒng)納入重要專業(yè)課程范圍，尤其在嵌入式實踐教學體系方面進行了深入的探討[2-4]。

　　1 嵌入式實驗教學中存在的問題

　　嵌入式系統(tǒng)課程的實踐性非常強，為了加強學生對嵌入式系統(tǒng)理論知識的認知，提高學生解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力，實驗教學在嵌入式課程教學中有著至關(guān)重要的作用。到目前為止，在嵌入式實驗實際教學中發(fā)現(xiàn)了以下問題。

　　2 實驗教學配套設(shè)施

　　本研究所自主開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)實驗平臺是一套功能完善的實驗箱，選用ARM處理器+Linux操作系統(tǒng)的主流配置。實驗箱上提供有教學系統(tǒng)采用的各種測試點(包括圖像視頻采集輸入、I/O輸出等)，方便教學中使用示波器等測試儀器;多路數(shù)字信號源(包括四路視頻輸入功能);ARM開發(fā)系統(tǒng)功能等眾多功能。此套基于雙核處理器架構(gòu)(雙核處理器架構(gòu)，是指采用一個ARM核及一個SoC圖像處理核的架構(gòu)芯片)的四路DVR教學實驗箱，可以實現(xiàn)視頻采集，H.264壓縮，音頻壓縮，網(wǎng)絡(luò)傳輸以及嵌入式Linux操作系統(tǒng)等功能，主要為高等院校通信工程類專業(yè)、電子信息類專業(yè)等高年級學生的通信專業(yè)課程設(shè)計、通信專業(yè)大型實驗、畢業(yè)設(shè)計、電子設(shè)計競賽以及研究生的數(shù)字通信實驗而設(shè)計，也可供相關(guān)專業(yè)的本專科畢業(yè)班學生使用以及自學使用。此外，還配有教學資料光盤，以及分層次、系統(tǒng)的實驗指導書。實驗系統(tǒng)構(gòu)架。

　　3 實驗教學設(shè)計

　　結(jié)合理論教學，嵌入式系統(tǒng)實驗的重點放在軟件的開發(fā)上。充分考慮到嵌入式軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、開發(fā)內(nèi)容和方式的特殊性，從而設(shè)置多種配置方案、多層次實驗項目的實驗教學內(nèi)容。學生邊學習理論知識，邊進行實驗操作，設(shè)置一些基礎(chǔ)型和模塊化的實驗使其對原理有更透徹的認知。當學生理論知識積累到一定的程度，可通過設(shè)置綜合型的實驗使學生進行系統(tǒng)學習與提高。此外，為了達到學生自主創(chuàng)新能力提高的目的，創(chuàng)新型實驗的設(shè)置也必不可少。減少基礎(chǔ)型實驗，同時增大綜合型和創(chuàng)新型實驗的比例，并加入可選項，學生可根據(jù)自己的能力興趣，自主制定實驗內(nèi)容。另外，為了適應本專業(yè)學生的培養(yǎng)，除了需要掌握嵌入式系統(tǒng)基本的方式方法之外，還在綜合型實驗中設(shè)置了較多通信類實驗課程。

　　3.1 基礎(chǔ)型實驗

　　基礎(chǔ)型實驗多為驗證型實驗，其目的是為了讓學生掌握基本的理論知識以及嵌入式軟件的一般開發(fā)流程，熟悉開發(fā)工具與開發(fā)環(huán)境，為之后的綜合型實驗和自主創(chuàng)新型實驗做好準備。這部分實驗指導書較詳細，學生能夠扎實地掌握嵌入式系統(tǒng)的基本軟件開發(fā)知識。基于本實驗系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)實驗主要如下。

　　ADS環(huán)境下的匯編指令實驗。本實驗介紹了ADS環(huán)境下用匯編語言進行編程和調(diào)試的一般流程，以及使用匯編語言實現(xiàn)對GM8180開發(fā)板進行初始化的方法。目的是為了讓學生熟悉和掌握ADS開發(fā)環(huán)境。

　　建立Linux虛擬機及熟悉常用命令實驗。通過本實驗，學生需要掌握如何在Windows系統(tǒng)下面搭建Linux服務(wù)器，并學會基本的Linux命令和操作。

　　Linux交叉編譯平臺實驗。通過在Linux下建立交叉編譯平臺和使用交叉編譯平臺編譯源代碼的方法，使學生熟悉和理解交叉編譯的原理和概念，學會建立Linux交叉編譯平臺。

　　程序下載燒寫實驗。本實驗介紹了配置和編譯BootLoader(ARMBOOT)和Linux內(nèi)核的方法，從而學生可以掌握下載編譯好的BootLoader(ARMBOOT)和Linux內(nèi)核的方法以及建立NFS文件系統(tǒng)的方法。

　　Mount掛載(nfs/usb/sd)實驗。通過本實驗，學生能掌握配置linux下nfs服務(wù)的方法和mount掛載usb/sd的方法。