嵌入式系统的软硬件设计

课程编码：085400M05029N 英文名称：Software and Hardware design of Embedded Systems 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业普及课 主讲教师：樊卫华

通过学习本课程，可以掌握嵌入式系统的基本知识，嵌入式系统设计基本流程和方法，嵌入式系统软件和硬件详细设计的基础理论和一般方法，实时嵌入式操作系统的基本概念与工作原理；理解从需求和性能要求出发，设计系统总体方案并加以优化；学会运用专业理论知识，进行嵌入式系统的详细设计，分析并解决工程实际问题。
通过课程的教学，使得学生理解工程实际系统设计的技术与国家、社会、法律、伦理等因素的联系与关系，培养学生工程伦理意识和职业道德素养；树立中国特色社会主义的“四个自信”，培养学生献身科学、积极创新的工匠精神。

C/C++语言程序设计、模拟电子线路、数字逻辑电路、电路、微机原理及接口技术

第一章 嵌入式系统的基础知识 3学时 樊卫华
第1节 嵌入式系统的基本概念
第2节 嵌入式系统的组成
第3节 嵌入式系统的特点
第4节 嵌入式系统的发展及现状
第二章 ARM微处理器基础 4学时 樊卫华
第1节 嵌入式微处理器概述
第2节 ARM微处理的组成及工作原理
第3节 ARM微处理器的编程模式
第三章 嵌入式系统设计基础 6学时 樊卫华
第1节 嵌入式系统设计基本原则
第2节 嵌入式系统设计方法
第3节 嵌入式系统设计流程
第4节 嵌入式系统的软件开发环境
第5节 嵌入式C语言程序设计
第四章 嵌入式系统的硬件设计 10学时 樊卫华
第1节 硬件电路的设计方法
第2节 嵌入式微处理器选型
第3节 最小系统电路设计
第4节 存储器扩展
第5节 嵌入式系统接口电路设计
第6节 硬件电路的优化设计
第五章 嵌入式系统的软件设计 11学时 樊卫华
第1节 嵌入式实时操作系统概述
第2节 任务调度
第3节 资源共享与访问控制
第4节 并发编程
第5节 嵌入式系统的软件架构设计
第6节 嵌入式系统的软件优化技术
第六章 嵌入式系统设计案例分析与研讨 6学时 樊卫华
第1节 嵌入式系统需求分析
第2节 嵌入式系统总体方案
第3节 嵌入式系统的接口设计
第4节 嵌入式系统软件架构及流程设计
第5节 嵌入式系统的调试与测试

樊卫华，男，江苏海门人，1975年生，博士，副教授
工作经历：
2005年1月至今，南京理工大学自动化学院
2013年7月-2014年7月，南洋理工大学访问学者
科研方向：
主要从事机器人智能控制、网络化控制系统和运动高精度控制系统方面的研究和开发工作。参加工作以来，承担了多项各类科研项目。现为中国自动化学会网络化控制系统学组委员。
科研获奖情况：
工业和信息化部 国防科学技术进步奖 二等奖1项、三等奖1项
工业和信息化部 国防技术发明奖 二等奖1项
江苏省科学技术进步奖 三等奖1项
国家电网有限公司 科学技术进步奖 二等奖1项
科研经历：
主持江苏省前瞻性联合研究项目“多联机群控型电梯驱动与控制系统研制”，作为主要成员参与国家自然科学基金“受基底神经节启发的机器人行为选择与行为学习研究”、“基于多电机同步联动消除齿隙的大功率伺服系统动力学建模与控制研究”、国家“863”项目、“多电机同步联动控制技术”等多项国防预研项目，参与多项江苏省工业支撑计划项目及成果转化项目。
科研主要成果：
申请专利90余项，其中授权发明专利15项；以第一作者或通信作者在国内外核心期刊或学术会议上发表学术论文30余篇。
教学工作经历：
1、嵌入式控制系统及应用，本科专业核心课，必修
2、嵌入式控制系统及应用[英]，本科留学生，必修
3、嵌入式控制系统及应用综合实验[英]，本科留学生，必修
4、嵌入式系统软硬件设计，研究生，选修
5、智能控制系统[英]，硕士留学生，选修
5、生产实习，本科，必修
6、毕业设计，本科，必修

发表教学论文：
樊卫华，谢蓉华，陈庆伟. 面向卓越工程师的专业课教学模式探索与实践，2015全国自动化教育学术年会，2015年7月；
樊卫华，谢蓉华，王海梅，吴益飞. 嵌入式系统类课程MOOC建设初探，2019全国自动化教育学术年会，2019年7月；
教材建设：
1、主编《嵌入式控制系统原理与设计》，已列入国家“十三五”重点出版物规划项目：卓越工程师能力培养与工程教育专业认证系列规划教材， 2020年出版；
2、翻译教材《实时嵌入式系统》，机械工业出版社，2019年出版。
一流课程建设：
1、主持江苏省线上线下混合一流课程《嵌入式控制系统及应用》
在线开放课程：
1、《嵌入式控制系统及应用》，2018年上线。
教学奖励：
1、2019年，获第二届全国高校自动化类专业青年教师实验设备设计“创客大赛”银奖；
2、2018年，获“豪森药业杯”第五届中国研究生智慧城市技术与创意设计大赛优秀指导奖；
3、2019年，获南京理工大学第二十八届“创新杯”大学生课外学术科技作品竞赛“优秀指导教师”荣誉称号。
4、2019年，江苏省高校微课教学比赛，本科组三等奖；