論文摘要：由于嵌入式系統(tǒng)涉及的知識廣、綜合性強和應(yīng)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(jìn)的通信類教師也開放學(xué)習(xí)與研究。在對嵌入式實驗平臺有個系統(tǒng)的認(rèn)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(xué)　教學(xué)設(shè)計

　　考慮到通信類學(xué)生的培養(yǎng)與實際就業(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)計的一般方法和流程外，還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用開發(fā)能力。因此，嵌入式教學(xué)應(yīng)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(xué)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(xué)平臺，設(shè)計了具體的實驗教學(xué)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(jìn)技術(shù)和具體應(yīng)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(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(xué)體系方面進(jìn)行了深入的探討[2-4]。

　　1 嵌入式實驗教學(xué)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(xué)生對嵌入式系統(tǒng)理論知識的認(rèn)知，提高學(xué)生解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力，實驗教學(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，在嵌入式實驗實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)了以下問題。

　　2 實驗教學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(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)的實驗指導(dǎo)書。實驗系統(tǒng)構(gòu)架。

　　3 實驗教學(xué)設(shè)計

　　結(jié)合理論教學(xué)，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(xué)內(nèi)容。學(xué)生邊學(xué)習(xí)理論知識，邊進(jìn)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(rèn)知。當(dāng)學(xué)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(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(xué)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(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(xué)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(zhǔn)備。這部分實驗指導(dǎo)書較詳細(xì)，學(xué)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(jìn)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(jìn)行初始化的方法。目的是為了讓學(xué)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(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(xué)生熟悉和理解交叉編譯的原理和概念，學(xué)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(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)實驗。通過本實驗，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。