| 作品名称： | 嵌入式系统数字课程 |
| 作 者： | 张凯龙 |
| 出版单位： | 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社 |
| 出版时间： | 2022年12月 |
| 项目策划： | 王康 |
| 策划编辑： | 王康 |
| 责任编辑： | 王康 |
| 技术编辑： | 李菁 |
版权说明： |
本数字课程的专有出版权归高等教育出版社所有。未经出版者预先书面许可，任何单位和个人不得为任何目的、以任何形式或手段复制和传播本数字课程的任何部分，出版者保留一切法律追究的权利。 |
嵌入式系统是实现信息与物理、信息与应用深度融合的经典技术，其呈现出技术形态快速演化、物联网络多态互联、智能应用融合发展等新的特征，是支撑万物智联的技术构成和重要基石。鉴于此，近年来嵌入式系统课程已被列为计算机、自动化、电子信息以及航空航天航海等诸多学科专业的核心课程，其知识体系完备、软件硬件融合，天然具备了系统思维与系统能力培养的独有特质。
西北工业大学软件学院、计算机学院的嵌入式系统课程最早开设于2005年，以研究型大学高层次人才培养为目标进行课程建设。课程团队由长期从事嵌入式系统、物联网系统、计算机控制等领域教学与科研工作的教授、副教授组成，长期积累、形成了校企联合、学研结合、交叉融合的团队优势，并由中国计算机学会嵌入式系统专委会秘书长、中国嵌入式系统十大杰出青年称号获得者张凯龙教授长期担任课程负责人和主讲教师。
在十多年的教学过程中，团队总结了嵌入式系统课程的天然优势、特质及其挑战，进而从重构知识体系、编译系列教材、拓展实践模式等角度对课程内容与体系、教学资源与模式等进行了全面优化，已建设成为西北工业大学一流本科课程与高水平开放课程。其中，在国内率先重构、形成了“从技术到思想、宏观到微观、模型到具象、硬件到软件、高级语言到汇编语言”等的多维融合嵌入式系统知识体系；以编、译并举的方式出版《嵌入式系统体系、原理与设计》、《嵌入式系统导论——CPS方法》（第2版）、《嵌入式系统设计──CPS与物联网应用》（第3版）、《柏拉图与技术呆子》等课程教材，形成了从基础到高阶、从经典到前沿的教材体系，相关教材被国内数十所高校采用。为了发掘嵌入式系统课程在系统思维与能力培养的特质，有针对性地改革并构建了以专业培养与思政引导、课堂教学与随课设计等相融合的课程教学创新体系，深受师生好评与欢迎。同时，建成课程与教学资源平台网站2个，校企共建嵌入式操作系统联合实验室1个，为教学质量的提升提供了有力保障。实践证明，这些举措与创新有效解决了广大专业教师和学生所公认的、长期掣肘嵌入式系统课程教和学的诸多难题与挑战。近年来，课程团队发表嵌入式系统课程教学研究论文10余篇，指导本科生获得国家级专业竞赛奖励多项，获陕西省优秀教学成果一等奖、西北工业大学优秀教学成果一等奖、二等奖等。
本数字课程内容以线下课程为蓝本，重点选取了涵盖嵌入式系统的软硬件关键知识点进行主题讲解和讨论，共计37讲。希望大家通过本课程的学习能够掌握嵌入式系统的知识体系、核心方法和发展趋势，在掌握专业知识的同时培养和提升系统思维与系统能力。
课程教师
张凯龙
版权信息
联系方式
| 课程负责人： | 张凯龙 |
| 电 子 邮 箱： | kl.zhang@nwpu.edu.cn |
| 电 话： | 13572203560 |
| 内 容 咨 询： | 王康 |
| 电 子 邮 箱： | wangkang@hep.com.cn |
| 电 话： | 010-58556021 |
| 技 术 咨 询： | 李菁 |
| 电 子 邮 箱： | lijing2@hep.com.cn |
| 电 话： | 010-58581826 |
课程大纲
课程导学
第1章 嵌入式系统概述
1.1 嵌入式（计算机）系统课程内涵与知识体系
1.2 嵌入式（计算机）系统概念
1.3 嵌入式（计算机）系统组成与特点
第2章 嵌入式硬件基础
2.1 嵌入式系统的电路基础1
2.2 嵌入式系统的电路基础2
2.3 一个硬件设计实例
2.4 嵌入式系统硬件及其形式
第3章 嵌入式处理器
3.1 嵌入式处理器模型与MCU
3.2 典型嵌入式处理器类型
第4章 嵌入式存储器
4.1 嵌入式存储器子系统——模型、只读与随机存储器
4.2 嵌入式存储器子系统——混合存储器
第5章 最小系统与外围电路
5.1 最小系统、电源与时钟电路
5.2 复位电路与看门狗逻辑
第6章 典型I/O接口与总线
6.1 SPI串行总线
6.2 I2C串行总线
6.3 UART与USART接口
6.4 GPIO与GPIB
第7章 嵌入式软件体系与基础组件
7.1 嵌入式软件体系结构
7.2 典型嵌入式软件组件
第8章 嵌入式操作系统模型及其服务机制
8.1 嵌入式操作系统模型
8.2 内核基本服务──多任务机制
8.3 实时性与可调度性
8.4 任务管理与实时调度
8.5 优先级翻转与解决方法
8.6 任务间通信机制
8.7 分区存储管理
第9章 嵌入式软件设计方法
9.1 典型嵌入式软件结构
9.2 中断机制与ISR设计
9.3 数据共享问题
9.4 低功耗软件设计
9.5 电路消抖与软件滤波
9.6 看门狗任务设计
9.7 代码共享问题──可重入函数
9.8 几种软件工程方法
第10章 嵌入式系统开发与验证
10.1 交叉编译及编译优化
10.2 嵌入式软件与系统调试
10.3 测试与仿真验证