独立学院电信专业(嵌入式硬件方向)课程的整合与优化

更新时间:2024-03-14 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:27695 浏览:122579

摘 要:文中分析了本院(独立学院)电子信息工程专业的培养方案中嵌入式硬件方向的课程设置现状,根据目前的发展需要,指出其中嵌入式硬件方向课程设置的问题,从三个方面对提出的问题进行整改与优化,从而达到优化课程,提高学生综合应用能力的目的.


关 键 词:独立学院嵌入式课程设置课程改革优化

中图分类号:G423.04

引言

以我校(武汉长江工商学院)为例,电子信息工程专业主要培养能在信息通信、电子技术、智能控制、计算机与网络等领域和行政部门从事各类电子设备和信息系统的科学研究、产品设计、工艺制造、应用开发和技术管理的应用型工程技术人才,因此,我们以培养应用型人才为目标制定了培养方案.

课程设置现状

在我们的培养方案中,除了专业基础课程(C语言程序设计、电路分析、电工基础、数字电路、模拟电路)外,有两条主线:嵌入式方向与信号处理方向.其它方向如微电子、射频、无线电等方向,考虑到我们学生的基础以及培养方案总课时的要求,最终选择了嵌入式与信号处理两个方向,当然,随着社会的不断发展,以后的培养方案可能会考虑微电子等较新的方向.

之所以选择嵌入式硬件方向为我们的一条主线是因为嵌入式系统是当前很热门而且很有发展前景并且对于学生而言也是比较好就业的应用领域之一.嵌入式系统在智能化家居、家电,汽车电子、医疗、交通等各个方面都有应用,我们的生活已经离不开嵌入式系统.嵌入式系统是软硬结合的技术,我们以硬件设计为主设置了我们的课程如下:

表1:嵌入式方向的课程设置

围绕ARM嵌入式技术这门课,还有微机原理、单片机、EDA、DSP等课程及相关实验.

学习了微机原理和单片机这两门课后再学习嵌入式,学生更容易入门,因为嵌入式本身是从单片机发展而来,并且在微机原理与单片机这两门课程中,我们以汇编指令为主,主要是考虑到做嵌入式系统除了了解ARM处理器工作原理和接口技术还要了解ARM的汇编指令系统.

考虑到嵌入式开发的发展方向与相关领域,我们还设置了EDA技术与DSP技术两门课.数字图像压缩技术是嵌入式的应用领域之一,主要是掌握MPEG编解码算法和技术和DSP技术,另外,为追求更高速的信号处理速度,现在一些速度要求较高场合,有不少公司是将一些DSP算法用硬件来实现,这就涉及到HDL数字电路设计技术及其FPGA/IP核实现技术.这也是我们将EDA技术与DSP技术这两门课作为这个方向的专业课程的原因.

课程改革思路

首先是微机原理与单片机这两门课,目前我们开设《微机原理与接口技术》理论课54课时,实验课18课时,《单片机原理及其应用》理论课54课时,实验课18课时,课程设计36课时.微机原理课程主要是帮助学生理解一款微型计算机的工作原理、结构、汇编语言编程及其接口电路,为以后的进一步学习不同的CPU以及计算机应用打下基础.目前我们的教学还是以8086/8088作为微机原理主讲芯片,其难度较大,与实验教学和学生在课外的实际应用(如参加电子设计系列竞赛、制作小作品、毕业论文、课程设计等)脱节,教学效果不理想.

随着半导体技术的进步,处理器从单核时代进步到了多核时代,并且将来处理核的数目将会越来越多.随着多核技术的发展,可能不久的将来大多数的软件开发都将以多核芯片为基础硬件平台,随之而来的是编程语言、数据结构、算法理论、软件工程等都将随着多核的出现而进行修订,对我们专业而言,要考虑的主要是计算机硬件方向的课程设置要进行调整以适应多核时代的到来.经过调研与研讨,我们决定将上述两门课整合优化为《单片机原理与接口技术》54课时及《多核架构与编程技术》54课时.前瞻性的将多核架构及编程技术引入到独立学院电子信息工程本科培养方案中,将培养方案中的专业基础知识进行综合与升华,帮助学生,顺应市场格局变化,接受新技术新理念,建立系统、完整的专业基础理论体系,培养学生综合应用能力与创新型思维,提高动手实践能力,开拓学生的专业学术视野.使我们的学生能顺应时代的变化,在硬件、软件方面能够更好地了解多核思想及编程技术,以适应高新技术的飞速发展的需要.

其次是EDA技术与数字电路的整合.目前我们开设《EDA技术》理论课34课时,实验课18课时,课程设计18课时,《数字电路》理论课54课时,实验课18课时,课程设计36课时.这两门课在实验和课程设计的内容上有一定的重复.我们可以将这两门课整合成一门课《数字电路与VHDL》,理论课72,实验课18,课程设计36课时,改变原有的教学模式和教学内容,建立新的实验体系,让学生感受2种不同的设计方法,摆脱传统的人工设计方法与思维模式,提高学生的创新意识与竞争能力,适应市场的需要.

最后是ARM嵌入式技术,目前我们以ARM7进行理论教学,以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成开发环境进行实验,理论课36学时,实验课18学时,只能满足低端教学任务.在最初制定教学计划,大部分ARM系统都是基于ARM7处理器,但是随着更多应用在嵌入式系统中的实现,嵌入式系统设计向着更高级、更复杂的方向发展,现在基于ARM9处理器的产品越来越多,我们的教学要与时俱进,教学内容也要进行升级为以ARM9进行教学.从ARM体系结构的教学内容上看,ARM9的指令集完全兼ARM7,教学上没有任何区别.并且学生们面对的编程模型和架构基础也保持一致.

总结

本校电子信息工程专业实行3+1培养模式,所有课程安排在大一到大三完成,大四学生全部参加实习,现有培养方案中,专业基础课排在第三、四学期,专业课基本压缩在第五、六学期,比如上面提到的微机原理安排在第五学期,单片机、EDA技术、ARM嵌入式技术安排在第六学期.通常在第六学期,一部分学生忙于考研,一部分学生忙于找工作,精力没有全部用于学习专业知识上,但是,经过上面的整合后,我们可以将单片机以及ARM嵌入式技术提前一个学期,再将EDA技术提前两学期,让学生们在整个大学的学习过程中,尽早的接触到专业课程,提高学生们的学习兴趣,这不仅可以让一部分想参加电子设计系列竞赛的同学可以尽早的进行系统学习,也可以让准备考研和找工作的同学投入更多精力学习专业知识.

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