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XuetangX

嵌入式软件设计

Dalian University of Technology via XuetangX

Overview






嵌入式软件设计是计算机科学与技术/软件工程专业嵌入式方向的专业方向课,是一门实践性、技术性很强的重要课程。本课程的主要任务是全面介绍基于ARM/嵌入式Linux操作系统的GNU C语言程序设计思想、方法与技术。通过本课程的学习,使学生掌握嵌入式软件设计的基本流程、基本知识、开发环境、软件架构和编程技巧,为后续从事嵌入式学习以及未来从事嵌入式系统开发工作,打下一个良好的基础。

本课程共计14章,主要内容如下:

1、概述:嵌入式系统概念、嵌入式软件设计概述;

2、嵌入式C编程综述:基于ARM平台的C直接编程方法(无操作系统);

3、ARM C程序优化设计:通过反汇编分析如何在ARM平台进行高效的C程序设计;

4、Linux操作系统:Linux的基础知识和基本操作命令;

5、Linux编程工具链、Makefile:介绍vi、GCC、gdb等工具链组件,以及软件工程工具Makefile的撰写方法;

6、嵌入式软件平台构建:Bootloader、OS内核、嵌入式软件设计流程等;

7、文件目录和内存操作:嵌入式Linux平台下使用C语言进行文件、目录和内存编程;

8、进程与线程:嵌入式Linux平台下使用C语言进行进程控制和线程编程;

9、信号:嵌入式Linux平台下使用C语言进行信号的产生、发送、捕获等操作;

10、进程间通信:嵌入式Linux平台下使用C语言进行信号量、共享内存、消息队列等操作;

11、套接字:套接字的原理介绍,服务器端和客户端套接字程序设计方法;

12、驱动程序及实例:模块和驱动程序设计原理介绍及实例分析;

13、STM32编程方法:STM32处理器简介及编程方法介绍;

14、Proteus虚拟仿真:Proteus仿真工具介绍及编程方法介绍。

本课程资源完备,课程内容共计80个知识点,配套有80个短视频(每个10分钟左右)和80份多媒体课件,每章课后均由配套习题,课程所有的代码均调试通过。课程资源适用于32学时课程,每周4学时,也可由任课教师灵活调整为48学时。




Syllabus

  • 第一章 概述
    • 1.1 嵌入式系统概述
    • 1.2 嵌入式软件设计概述
  • 第二章 嵌入式C编程架构
    • 2.1 软件架构
    • 2.2 C的面向对象化
    • 2.3 汉字处理
    • 2.4 屏幕操作
    • 2.5 输入事件
  • 第三章 ARC C程序优化
    • 3.1 优化思路
    • 3.2 变量的数据类型选择
    • 3.3 次数固定的循环优化
    • 3.4 次数不定的循环优化
    • 3.5 循环展开
    • 3.6 指针别名
    • 3.7 结构体
  • 第四章 Linux操作系统
    • 4.1 Linux简介
    • 4.2 Linux的shell
    • 4.3 Linux的基本操作
    • 4.4 Linux的网络命令
  • 第五章-1 Linux C编程工具链
    • 5.1 工具链概述
    • 5.2 编辑器vi
    • 5.3 gcc简介
    • 5.4 gcc的使用
    • 5.5 gdb简介
  • 第五章-2 Makefile
    • 5.6 Makefile工作原理
    • 5.7 Makefile实例分析
    • 5.8 Makefile设计
    • 5.9 Makefile综合实例
  • 第六章 嵌入式软件平台构建
    • 6.1 基于Linux的嵌入式平台
    • 6.2 BootLoader
    • 6.3 应用程序设计流程
  • 第七章 文件目录和内存操作
    • 7.1 文件的属性
    • 7.2 文件操作
    • 7.3 文件操作举例
    • 7.4 目录操作
    • 7.5 获取目录列表
    • 7.6 内存映像
    • 7.7 内存影响举例
  • 第八章 进程与线程
    • 8.1 进程创建
    • 8.2 在进程中启动程序
    • 8.3 等待进程结束
    • 8.4 线程简介
    • 8.5 多线程编程举例
    • 8.6 线程同步
    • 8.7 线程的属性
  • 第九章 信号
    • 9.1 信号简介
    • 9.2 发送和捕获信号
    • 9.3 更健壮的信号接口
    • 9.4 信号集处理
  • 第十章 进程间通信
    • 10.1 有名管道
    • 10.2 无名管道
    • 10.3 信号量简介
    • 10.4 信号量举例
    • 10.5 共享内存简介
    • 10.6 共享内存举例
    • 10.7 消息队列简介
    • 10.8 消息队列举例
  • 第十一章 套接字
    • 11.1 套接字简介
    • 11.2 套接字举例
    • 11.3 套接字接口函数
    • 11.4 网络套接字
    • 11.5 访问系统服务
    • 11.6 多客户
  • 第十二章-1 模块与驱动程序
    • 12.1 内核模块简介
    • 12.2 内核模块设计
    • 12.3 Linux设备驱动程序简介
    • 12.4 驱动程序的数据结构
    • 12.5 虚拟字符设备驱动程序实例
  • 第十二章-2 驱动程序实例
    • 12.6 蜂鸣器驱动程序
    • 12.7 中断按键驱动程序
    • 12.8 键盘驱动程序
  • 第十三章 STM32编程方法
    • 13.1 STM32简介
    • 13.2 STM32常用片内资源
    • 13.3 GPIO编程方法--寄存器方式
    • 13.4 LED流水灯实例--GPIO寄存器方式
    • 13.5 GPIO编程方法--标准库方式
    • 13.6 LED灯闪烁实例--GPIO标准库方式
  • 第十四章 嵌入式软件仿真
    • 14.1 Proteus简介
    • 14.2 流水灯仿真实例
    • 14.3 通用定时器仿真
    • 14.4 外部中断仿真
  • 期末考试

    Taught by

    Xiaochen Lai, Jianjian Shen, and Hui Liu

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