高職高專類院校嵌入式系統(tǒng)課程教學方法的探討
(作者未知) 2010/10/31
摘要:高職高專院校應充分認識將嵌入式系統(tǒng)課程引入大專層面教學的必要性和重要性,明確該課程在高職高專院校開設(shè)的難度,探討該門課程的實際教學經(jīng)驗,培養(yǎng)能夠適應企業(yè)需要的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才。
關(guān)鍵詞:高職高專院校;嵌入式系統(tǒng)課程;實訓與實驗
嵌入式系統(tǒng)是當今最新的電子應用技術(shù)之一,無論是廣泛應用的手持式設(shè)備如PDA、智能手機、MP4播放器,還是應用于通信、航空航天和軍事領(lǐng)域的專用設(shè)備,都是以嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)的,因此,在當今的社會中,嵌入式系統(tǒng)已逐漸深入到我們生活中的各個方面,并時時刻刻影響著我們的生活。
早期的嵌入式系統(tǒng)都是以8位單片機為主的設(shè)備,這些設(shè)備具有相對來說較為簡單的結(jié)構(gòu)和功能,如最為典型的單片機ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52,除了具有雙向模擬I/O口的功能外,還有異步串行口、外部中斷輸入、定時器/計數(shù)器等功能,具備這些功能的8位單片機一般被用在空調(diào)、冰箱控制器和戶外LED顯示屏上,這類簡單的嵌入式系統(tǒng)課程在一般的高職高專和本科類院校都有開設(shè),具體課程主要是單片機原理與應用技術(shù)及C51編程技術(shù)。
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)重點逐漸由8位機轉(zhuǎn)向32位機,這是由于相對于8位機而言,32位機具有更加強大的功能和更加廣泛的應用領(lǐng)域,在功能上,32位機除了具有8位機所具有的特性外,還具有10/100M以太網(wǎng)口、LCD顯示屏、觸摸屏、Irda紅外控制器、USB主機和設(shè)備控制器、SD/MMC卡控制器、IIC控制器和電源控制等多項功能。具有這些功能的32位機可以開發(fā)出功能更加強大的電子設(shè)備,如手機、數(shù)字機頂盒、路由器、程控交換機和GPS導航系統(tǒng)等,這些設(shè)備已廣泛應用在家電、交通、通信和航空等領(lǐng)域。
嵌入式系統(tǒng)課程在高職院校開設(shè)的現(xiàn)狀
由于32位嵌入式系統(tǒng)具有如此多的優(yōu)點,國內(nèi)的很多高等院校已將其作為電子類本科高年級的專業(yè)選修課或研究生的專業(yè)必修課。一些教師也對其在本科院校的教學方法進行了研究,只有少數(shù)高職高專院校才在最近一到兩年開設(shè)該門課程,究其原因,主要有以下幾方面:
預修課程太多,時間不夠相對于8位機而言,必須具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識才能進入32位嵌入式系統(tǒng)課程的學習。在硬件方面必須先學習數(shù)字電路、模擬電路(高低頻)和單片機原理與應用等課程,在軟件方面要學習C程序設(shè)計、匯編語言、軟件學和操作系統(tǒng)原理等課程。只有掌握了這些課程的內(nèi)容后,才能進入32位嵌入式系統(tǒng)課程的學習,而高職高專院校的學制一般只有2~3年,學生學習這些課程的時間將非常緊張。
課程難度相對較大32位嵌入式系統(tǒng)本身的知識點很多,主要包括32位嵌入式芯片的結(jié)構(gòu)與功能、32位嵌入式硬件體系結(jié)構(gòu)、硬件平臺的電磁兼容設(shè)計、嵌入式軟件中的Bootloader引導程序、驅(qū)動程序的編制與調(diào)試技術(shù)、嵌入式實時操作系統(tǒng)平臺的移植與應用軟件的開發(fā)等,學習起來不但內(nèi)容繁多,而且難度很大。
實訓和實驗設(shè)備價格較高學習嵌入式系統(tǒng)課程,不但要在課堂上進行理論講解,還應將這些理論內(nèi)容放到實驗課程中去檢驗,只有這樣,學生才能消化吸收相關(guān)內(nèi)容。相對于其他課程的實驗設(shè)備,嵌入式開發(fā)系統(tǒng)實驗平臺系列的產(chǎn)品價格是比較貴的,嵌入式系統(tǒng)實驗箱的價格在5000元左右,Trace32仿真器的價格為8萬元一套,ADS1.2開發(fā)軟件價格在1萬元左右,包括其他測試軟件、GPS模塊或GPRS模塊。裝備一個具有25套開發(fā)系統(tǒng)的實驗室,要花費100萬元左右,因此,財力相對薄弱的高職高專院校引入該課程會面臨資金不足的問題。
學生素質(zhì)相對較弱本科院校和高職高專院校的學生都經(jīng)過了國家高等學校統(tǒng)一招生考試的選拔,但本科院校的學生是第一、二批次錄取的,高職高專院校的學生是第三、四批次錄取的。因此,相對而言,高職高專院校學生的學習能力與基礎(chǔ)要比前者薄弱,學習嵌入式系統(tǒng)課程,學生遇到的困難也會更大。
那么,是否高職高專院校就可以不進行嵌入式系統(tǒng)課程的教學了?答案是否定的。我們所處的時代是一個飛速發(fā)展的時代,特別是電子信息技術(shù),已經(jīng)改變了我們的生活和工作節(jié)奏,隨之而來的是社會對電子信息類人才大量的需求。因此,高職高專院校必須面對挑戰(zhàn),開拓創(chuàng)新,積極引入嵌入式系統(tǒng)課程的教學。
社會需要什么樣的嵌入式系統(tǒng)人才
筆者走訪了一些公司,以專門開發(fā)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板的深圳市旋極歷通科技有限公司為例,該公司技術(shù)研發(fā)部門除了技術(shù)總監(jiān)和項目經(jīng)理是具有博士和碩士學位的高端人才以外,其他技術(shù)人員大部分是來自深圳職業(yè)技術(shù)學院和深圳信息職業(yè)技術(shù)學院的高職大專生。這些開發(fā)人員的主要工作是ARM嵌入式硬件開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計、嵌入式相關(guān)軟件設(shè)計、操作系統(tǒng)移植與應用軟件開發(fā)和嵌入式系統(tǒng)總體調(diào)試和測試等,每個開發(fā)人(未完,下一頁)
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