智能嵌入式系统设计

智能嵌入式系统是智能时代的重要特点之一，它在硬件基础上融入了人工智能科学与方法，让机器通过一定的方式进行智能判断、智能决策和智能控制，以便最有效地实现其智能功能。从人们日常生活到安全攸关的国家工程中都有智能嵌入式系统的存在，它极大地推动了各行各业进入到了智能时代。

软硬件协同设计是智能嵌入式系统设计与实现的基本方法和技术之一，它针对智能嵌入式系统产品的多个性能指标进行软硬件优化配置，使整个系统性能最优。这些性能指标有时表现是矛盾的， 如： 系统运行时间越快系统成本就越高，系统功耗越大系统耗电量也就越大。软硬件本身的性能也是有差异的，如硬件运行时间一般要短于软件运行时间，但硬件是有硬件面积的限制。因此，如何进行软硬件配置，即如何安排软件执行的任务和硬件执行的任务，成了智能嵌入式系统性能整体优化的关键。

本课程定位为实践探究型，将智能嵌入式系统行业前沿学术研究成果组成课程基本内容。以解决行业前沿案例为课程基本知识点选取的推动剂，形成了产业技术与学科理论相融合的课程内容。一方面填补电子信息领域人才培养教学内容空白，另一方面为解决信息领域“卡脖子”技术培养复合型高端人才。

本课程的知识目标：①学习系统级建模与仿真、性能指标获取等基础知识；②获得依据系统性能指标的智能嵌入式系统软硬件优化配置方案方法的核心技术；③掌握在异构嵌入式系统设计平台上，集成开发具体智能嵌入式系统的设计和实践能力。本课程是数字逻辑、嵌入式系统设计、智能系统规范与建模等知识的融合和延伸，为后续物联网及智能嵌入式系统开发实践提供更加具体和综合的理论、方法和技术基础，为培养具有系统级的科学研究和综合开发素质的高级研发人员提供恰当的知识和技能。

本课程制定了完整的智能嵌入式系统软硬件协同设计的知识体系，以及基础原理、方法和技术以及开发语言和工具。本课程知识点由三部分组成：第一部分——基础篇：系统建模、仿真与性能获取；第二部分—核心篇：智能系统软硬件优化配置方法，包括：多目标划分方法、多核划分方法、多模块划分方法和微系统划分方法；第三部分—实践篇：面向典型案例的系统设计与集成。

本课程把这三部分内容分成10章:第1章 智能嵌入式系统设计概述,第2章 系统建模, 第3章 系统仿真方法,第4章 系统性能获取,第5章 多目标划分方法,第6章 多核划分方法,第7章 多模块划分方法,第8章 微系统划分方法,第9章 系统设计,第10章 系统集成。

本课程共30课时，视频共561分钟，其中第1章2课时视频32分钟，第2章3课时视频82分钟，第3章2课时视频50分钟，第4章3课时视频56分钟， 第5章2课时视频41分钟，第6章2课时视频44分钟，第7章4课时视频100分钟，第8章3课时视频71分钟，第9章2课时视频46分钟，第10章2课时视频39分钟。

本课程教学了采取理论知识学习与实践项目结合的教学方式：培养学员熟悉工具的使用，以及自己开发相关工具能力，搭建自己工具链。面向行业典型案例，采取课堂教学、课堂实践以及课程设计实践等教学形式，进行组织本课程知识内容。解决传授最新研究成果同时体现实践探究性问题，培养学员对于开发完整系统的认知能力、动手能力、设计优化能力以及工程创新能力。

本课程教学内容在华东师范大学软件工程学院已讲授10余次，授课对象有研究生和本科生。本课程教学内容已汇入教材《智能嵌入式系统设计》，将由机械工业出版社出版。本课程成功入选上海市教委重点建设课程、华东师范大学在线开放课程建设项目。本课程入选2022年上海市教学名师课程。