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通信专业嵌入式系统实验教学设计

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2012-12-21

综合性实验旨在培养学生的综合设计能力。根据之前的理论教学与基础性实验的练习,综合所学知识,具备基本的软件开发能力。这部分教学实践实行“教师逐步放手,学生动手去做”的原则,故实验指导书编写得简明扼要。为了达到综合培养的目的,既要包括多方面的知识与设计要求,又要有空间让学生自己发挥。

ADS下混合编程。本实验让学生熟悉和掌握在ADS环境下C语言和汇编语言的混合编程和调试,巩固使用AXD和Mulit-ICE调试的方法。

C语言程序设计与串口通信实验。通过本实验,学生可以掌握在ADS环境下的操作和JTAG的下载和调试,掌握使用C语言对GPIO端口控制。

GPIO驱动实验、I2C驱动实验。在理解Linux驱动程序的结构、原理和I2C协议的原理,掌握Linux驱动程序的编程的基础上,学生能够掌握Linux动态加载驱动程序模块的方法。

图像合成实验。本实验要求学生具有图像合成的知识,熟练进行实验设备的连接和调试、寄存器的设置,能够修改配置文件,深入理解图像合成的原理。

MMC/SD驱动实验。在学生掌握了MMC/SD卡接口的基本原理、MMC/SD驱动的结构以及SD卡的挂载的方法和测试方法后,能够配置、编译Linux内核,在实验箱上烧写Linux内核,建立NFS文件系统,并运行测试程序进行SD卡的读写。

视频网络传输实验。学生在了解了视频网络传输协议工作过程及原理之后,学会在IP网络中实现视频传输的方法。

Web服务器实验、单Server多Client实验。在本实验之前,学生已经熟悉了Web服务器原理及工作过程,通过路由器将实验箱和PC机连接,编写简单的服务器代码,在PC机上运行IE浏览器,能够查看网页服务器是否运行;以及熟练开启Linux,能向多个客户端发送视频数据。

远程控制视频实验。本实验要求学生理解远程控制的原理,通过本实验掌握在Windows下TCP客户端建立及通信的过程,及Linux下TCP服务器建立及通信的过程。

3.3 创新型实验

在嵌入式系统的应用领域里,嵌入式软件已经逐渐成为嵌入式产品设计创新和增值的关键因素,所以实验教学应侧重于软件实践和创新。理论和实践要相结合,而学生的创新能力要着重培养。针对本实验系统的可开放性,设计了一些具有创新型的实验,比如修改内核的内部代码,从而能使学生深入理解实时操作系统的一些机制,加深对理论知识的理解与巩固。再加上指导教师对实验系统原理的熟知,即使学生在操作的过程中导致实验系统瘫痪也能及时得以解决,让学生放心大胆进行实践设计。

在实验课堂上,学生难免会依赖于实验设备以及教师的指导而缺乏自主思考的动力,再加上实验室开放场地和时间的限制,要在有限的时间和空间里完成自主创新设计有些困难。课程选用ARM处理器+Linux操作系统的主流配置,学生可以在课外利用PC机上的Linux进行代码编写,可行之后再利用实验箱进行验证。这样,一方面可以减少场地和时间的限制,加强学生对所学知识渗透性的认知,另一方面提高了学生自主学习能力,培养其创新能力。基于此,在课程设置上,加进了学生自主安排时间。

3.4 课外实践

鼓励学生参加院校级“建龙基金”、“运河杯”等

课外科技立项活动。活动基金提供实验平台,而通信类学生可以根据自己的兴趣与长处设立通信网络与设备等的项目计划,申请资金设备并在导师的同意后获得实验室开放资源。此外,通过组织学生参加省级、国家级电子设计大赛及其他各种嵌入式应用型竞赛,让感兴趣、学有余力的学生得到更好的实践与创新能力锻炼的机会。

4 结语

嵌入式系统产品发展迅猛,不断渗透各个行业,人才要求也日益迫切。近几年来,为顺应社会和企业人才的需求,越来越多的高校将嵌入式系统的课程加入通信类专业教学体系,使之成为专业选修课甚至专业必修课。然而,嵌入式教学体系还未成熟,存在诸多问题。针对前文分析的课程设置缺陷,及我们在教学中发现的问题,本文以研究所自主开发的嵌入式实验教学平台为例,提出了针对通信学生的层次性的实验教学方案。根据软件实验环境,设置合理的实验课程,突出自主性与创新性,提高学生自主学习的能力,对培养学生的创兴能力具有重要意义。

参考文献:

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