論文摘要：由于嵌入式系統(tǒng)涉及的知識(shí)廣、綜合性強(qiáng)和應(yīng)用性強(qiáng)，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(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。而本套實(shí)驗(yàn)箱正是由授課老師參與研發(fā)，對(duì)于一些新進(jìn)的通信類教師也開(kāi)放學(xué)習(xí)與研究。在對(duì)嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)之后，遇到突發(fā)問(wèn)題也可以及時(shí)解決，這大大降低了教師的授課難度，提高了實(shí)驗(yàn)課效率。

　　論文關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)　實(shí)驗(yàn)教學(xué)　教學(xué)設(shè)計(jì)

　　考慮到通信類學(xué)生的培養(yǎng)與實(shí)際就業(yè)情況的需求，在嵌入式教學(xué)中，除了使學(xué)生掌握基本的通信技術(shù)原理和嵌入式軟件設(shè)計(jì)的一般方法和流程外，還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力。因此，嵌入式教學(xué)應(yīng)該傾向于實(shí)踐而不是僅僅局限于只是傳授理論知識(shí)。本文針對(duì)本專業(yè)嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的專業(yè)針對(duì)性弱、設(shè)備缺乏、課程系統(tǒng)性和層次性的不足等問(wèn)題，利用研究所自主研發(fā)的嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。

　　嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)和具體應(yīng)用對(duì)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(yīng)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(gè)行業(yè)，具有廣闊的市場(chǎng)前景[1]。近年來(lái)，各高校信息自動(dòng)化計(jì)算機(jī)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(shí)踐教學(xué)體系方面進(jìn)行了深入的探討[2-4]。

　　1 嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

　　嵌入式系統(tǒng)課程的實(shí)踐性非常強(qiáng)，為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)理論知識(shí)的認(rèn)知，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在嵌入式課程教學(xué)中有著至關(guān)重要的作用。到目前為止，在嵌入式實(shí)驗(yàn)實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)了以下問(wèn)題。

　　2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)配套設(shè)施

　　本研究所自主開(kāi)發(fā)的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是一套功能完善的實(shí)驗(yàn)箱，選用ARM處理器+Linux操作系統(tǒng)的主流配置。實(shí)驗(yàn)箱上提供有教學(xué)系統(tǒng)采用的各種測(cè)試點(diǎn)(包括圖像視頻采集輸入、I/O輸出等)，方便教學(xué)中使用示波器等測(cè)試儀器;多路數(shù)字信號(hào)源(包括四路視頻輸入功能);ARM開(kāi)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(gè)ARM核及一個(gè)SoC圖像處理核的架構(gòu)芯片)的四路DVR教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，可以實(shí)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(jí)學(xué)生的通信專業(yè)課程設(shè)計(jì)、通信專業(yè)大型實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽以及研究生的數(shù)字通信實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)，也可供相關(guān)專業(yè)的本專科畢業(yè)班學(xué)生使用以及自學(xué)使用。此外，還配有教學(xué)資料光盤，以及分層次、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)架。

　　3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

　　結(jié)合理論教學(xué)，嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)放在軟件的開(kāi)發(fā)上。充分考慮到嵌入式軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、開(kāi)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生邊學(xué)習(xí)理論知識(shí)，邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，設(shè)置一些基礎(chǔ)型和模塊化的實(shí)驗(yàn)使其對(duì)原理有更透徹的認(rèn)知。當(dāng)學(xué)生理論知識(shí)積累到一定的程度，可通過(guò)設(shè)置綜合型的實(shí)驗(yàn)使學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)與提高。此外，為了達(dá)到學(xué)生自主創(chuàng)新能力提高的目的，創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的設(shè)置也必不可少。減少基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，同時(shí)增大綜合型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的比例，并加入可選項(xiàng)，學(xué)生可根據(jù)自己的能力興趣，自主制定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。另外，為了適應(yīng)本專業(yè)學(xué)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(shí)驗(yàn)中設(shè)置了較多通信類實(shí)驗(yàn)課程。

　　3.1 基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)

　　基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，其目的是為了讓學(xué)生掌握基本的理論知識(shí)以及嵌入式軟件的一般開(kāi)發(fā)流程，熟悉開(kāi)發(fā)工具與開(kāi)發(fā)環(huán)境，為之后的綜合型實(shí)驗(yàn)和自主創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。這部分實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)較詳細(xì)，學(xué)生能夠扎實(shí)地掌握嵌入式系統(tǒng)的基本軟件開(kāi)發(fā)知識(shí)。基于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要如下。

　　ADS環(huán)境下的匯編指令實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)介紹了ADS環(huán)境下用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程和調(diào)試的一般流程，以及使用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)GM8180開(kāi)發(fā)板進(jìn)行初始化的方法。目的是為了讓學(xué)生熟悉和掌握ADS開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　建立Linux虛擬機(jī)及熟悉常用命令實(shí)驗(yàn)。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要掌握如何在Windows系統(tǒng)下面搭建Linux服務(wù)器，并學(xué)會(huì)基本的Linux命令和操作。

　　Linux交叉編譯平臺(tái)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)在Linux下建立交叉編譯平臺(tái)和使用交叉編譯平臺(tái)編譯源代碼的方法，使學(xué)生熟悉和理解交叉編譯的原理和概念，學(xué)會(huì)建立Linux交叉編譯平臺(tái)。

　　程序下載燒寫(xiě)實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)介紹了配置和編譯BootLoader(ARMBOOT)和Linux內(nèi)核的方法，從而學(xué)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(shí)驗(yàn)。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能掌握配置linux下nfs服務(wù)的方法和mount掛載usb/sd的方法。