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嵌入式产品设计

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嵌入式产品设计范文第1篇

关键词:安全处理器;防入侵;安全性;嵌入式系统

新闻总是乐于报道安全系统遭到攻击的事件:操作系统漏洞、非法入侵政府网络、笔记本电脑的信用卡帐户信息被窃等等。安全性不仅仅涉及到笔记本电脑和服务器,嵌入式领域也越来越关注安全性问题,例如交通灯、家庭安全系统、烟雾探测器、ATM、收银机等,由此看来,风险无处不在。

嵌入式系统需要安全保护的原因有多种,某些应用中,政府部门需要对敏感数据进行保护,例如:病历、信用卡信息等。有时还会对销售流程进行安全保护,例如,公司可能以低于成本价出售打印机,通过打印机耗材的高利润进行补偿。利用安全技术可以鉴别耗材的真伪,避免使用第三方的假冒产品。某些情况下,安全技术被用来保护知识产权,嵌入式设备中可能包含极具创新的算法,制成成品后,为了保护来之不易的产品设计,需要增加安全性,以防止盗版。

安全性设计是一个折中的过程-理想的安全产品设计将耗资无限,而不具备安全保护的设计则不需要任何安全功能的花费。每种特定应用都必须确定所要求的安全等级,具体了解安全系统需要保护什么?

加密安全吗?

选择合适的加密工具对于通讯架构来说至关重要,应选择公共算法,应用较为普遍的算法包括:DES、RSA或DSA。许多人认为选择一个模糊的私有算法会更安全,实际情况并非如此,公开算法已经经过学术界、政府机构和业内专家的评估。私有算法看起来安全,而且也经过一位收取一定费用的专家的评审,但是,如何保证事物背后的安全性,如何保证评审人员的可信度?另外,私有算法还可能需要支付许可权费用、版权费用等,限制今后的选择权。

尽管加密技术对于嵌入式系统的安全性来说至关重要,但这只是一个方面。假设现实世界场景中,两个人通过相互传递编码信息进行交流。攻击者可能窃取此信息,如果信息编码所采用的加密技术可靠,这种攻击将是无效的。有胆量的攻击者可能会直接对人进行攻击。与破解加密信息相比,强迫参与者泄漏通讯密码会更加容易。

这个例子对于嵌入式应用非常形象,例如ATM与银行之间的加密通信。试图破译传输线上的加密PIN数据几乎是不可能的,有些攻击者可能认为攻击ATM机更有效。攻击者可能会在夜深人静时打开ATM。在一系列攻击后获取ATM与银行通信的密钥。然后,攻击者将ATM恢复原位后离开。这种情况下,对传输线的监测使攻击人员获取了密钥,可以解密所有帐号和PIN数据。

值得庆幸的是,目前的ATM具备强大的物理层和逻辑安全技术的保护。当然,上述例子也提出了以下几个安全性问题:

・加密技术只提供一层保护,不能完全阻止攻击者的行为。

・贮存在ATM机中最有价值的东西是密钥,而非账号、PIN数据或现金。

・一个安全的嵌入式设备必须在遭受攻击时有所反应,擦除有价值的密钥。

对嵌入式系统的攻击

攻击者通过什么途径得到ATM的密钥呢?

攻击着可能从最简单的操作开始,假如密钥存储在外部存储器,攻击者只需简单地访问地址和数据总线窃取密钥。即使密钥没有连续存放在存储器内,攻击者仍然可以破解外部代码,确定哪个存储器包含有密码。引导装入、调试和测量状态下都是遭受简单攻击的薄弱环节。这些工作状态通常允许对微处理器内存和寄存器读/写操作。即使这些状态的文件不公开,对于有着广泛社交经验的工程师来说,通过微处理器厂商的雇员来获取这些信息也是轻而易举的事情。

尝试了简单的攻击手段后,如果没有达到目的的话,攻击者还会采取更为诡异的手段。从简单的时序和功率分析中观察加密操作的时序和功率消耗。对于设计不理想的加密过程可能会在处理密钥1时比处理O时消耗更多的时间和功率,这为攻击者提供了足够的信息,使其推算出密钥。如果这种简单的分析手段不起作用,攻击者便会使用差分能量分析(DPA)技术。差分能量分析是一种统计攻击方法,通过采集上千次运行时的能量损耗数据,最终,从功率脉冲信号中获取密码。虽然这种方法耗时,但可以自动操作。此外,攻击者还可能采用故障注入攻击,使微处理器运行在工作范围以外的条件下,从而产生故障信息,导致密码泄漏。攻击者也可能试图拆除微处理器的塑料封装,用微探针分析密码数据。内存具有规则的结构,很容易在硅片中识别出来,利用微探针设备可以很容易地对此操作。

面对上述种种攻击,工程师必须采取适当的措施为嵌入式系统提供有效防护。

防攻击措施

在高安全性应用中需要具有唯一的质询,单一品牌的处理器。安全微处理器,例如Dallas Semiconductor的DS5250,能够满足最高安全级别的设计需求。

优秀的安全处理器非常注重密钥保护,使用非易失电池备份SRAM储存敏感信息。这种SRAM应该采用定制的可归零或瞬间擦除的存储器,一旦检测到篡改操作时即刻擦除存储器内容。利用连续工作的传感器或有电池供电的时钟检测篡改事件(例如温度攻击、电压攻击或微探针攻击)。这种安全监测可以确保攻击者利用外部时钟控制时无法阻止清零过程。使用片上存储器,攻击者无法窃取器件内部传输的密钥。另外,假如对器件实施物理攻击,密钥会被立刻擦除。

为了确保攻击者无法控制内存总线、插入可能窃取密钥的指令,安全处理器对外部存储器总线进行加密,并对程序存储器提供完整性监测,密钥随机产生,每个器件不同,这种加密方法确保攻击者无法复制或窃取产品设计,提供有效的知识产权保护。假如攻击者试图插入随机指令,完整性检查就会报告检测错误,认为侦测到篡改事件。

安全处理器同样配备了硬件加密加速器,可以在纳秒级(而不是毫秒级)时间内执行三DES算法。另外,硬件加速器设计运行在固定数量的时钟周期,不管密钥内容如何,都会消耗同样的能量。随机数生成器也能够把一系列虚假的执行周期添加到加密算法的头部和尾部,禁止功率时序分析。

嵌入式产品设计范文第2篇

关键词 嵌入式系统 嵌入式CPU 嵌入式操作系统 消费类电子产品

中图分类号:TP273 文献标识码:A

嵌入式计算系统在一般情况下不运用在通用计算机,我们通常所说的固件就是在运行中固化的软件,用户最终是很难或者根本不可能改变固件,操作系统和应用软件集成到计算机的硬件系统中,形成系统的应用软件和系统硬件集成。嵌入式系统软件具有代码少,高度自动化,响应快等特点,特别是适合于实时和多任务处理的情况下。相比与通用计算机系统,嵌入式系统的低功耗,高可靠性,功能强大,性能价格比高,实时,多任务处理,占用空间小,效率高,应用程序特定,可灵活定制就非常占据优势。

1 嵌入式系统中的应用现状

就目前而言,中国嵌入式系统市场进入快速增长期。在过去几年和未来几年,为几乎所有的电子设备的嵌入式系统的发展注入了新的活力,由速发展的互联网趋势和微处理器以廉价的形式出现使嵌入式系统在我们日常的生活中形成一个更大的应用领域。中国嵌入式系统的主要客户集中在消费电子,通信,医疗,安防等行业。中国目前的嵌入式系统市场,几大热点应用领域包括:汽车和电力系统的电源管理,高清晰度数字电视和数字机顶盒,智能手机与智能工业设备,终端和联网能力。嵌入式工业设备将融入更多的智能功能,如通信和网络,并在汽车电子市场,医疗电子市场,机械和电子产品市场,视频电子市场和数码电子产品市场已越来越广泛的应用。

1.1 消费类电子产品

环球资源2004年联合研究,这项报告显示,在亚太地区的嵌入式系统最迫切的需求行业是消费电子行业。近年来FPGA技术的飞速发展和广泛的应用程序和嵌入式消费类电子产品。全球数字和高清晰度广播和电视传输标准,游戏和多媒体娱乐系统,液晶和等离子显示技术,家庭DVR和DVD-W技术,汽车驾驶室娱乐系统和GPS导航系统,信息,通信和安全系统及其他持续上升的需求和应用,标志着前者在消费类电子产品是普遍深入人们的生活。

1.2 汽车和动力系统,智能电源管理技术

随着搭载CPU的汽车电子设备要求电源电压变得更加多样化,需要更低的电压和更强大的功能,电源管理也变得越来越重要,电源管理的要求也在不断变化。汽车电子设备变得更大,屏幕分辨率变高,但在同一时间,其规模要小得多。所有这些新的应用程序将需要高集成度,高性能,高效率的电源管理。车载电源延长便携式设备的电池寿命,它也需要设法消除自动开关电源敏感电路的干扰。电力系统,变电站点多面广,以及减员增效适应现代管理要求的,有很大一部分的无人值守变电站,同时也为基于嵌入式Web服务器的配置管理技术的设备提供了良好的条件。可以大大减少劳动力,设备运行,设备管理,及时了解变电站运行信息,设备故障的处理也更迅速和有效。随着国家电网的发展,基于嵌入式Web服务器设备的维护比基于传统的拨号远程维护方法更有利。

1.3 工业控制嵌入式设备

全球各行业各领域迅速发展时,在中国工业控制领域,医疗电子市场,与国民生产总值,机械和电子产品市场,视频和数码电子产品市场的电子产品市场,航空航天,运输相关的嵌入式应用程序也快速增长起来。近年来,嵌入式网络解决方案,已经发生了重大的变化:首先是小设备,如手持式扫描仪;其次是具有更高的网络传输速度和便携无线功能要求;需求再度降低功耗;最后需要进行数据安全和加密。

2 嵌入式系统的发展趋势

(1)根据行业和领域不同的发展阶段来看,嵌入式应用软件开发时需要对此进行配套相同能力的开发工具和操作系统支持。随着互联网技术的日趋成熟,随着带宽的增加,ICP和ASP提供的信息内容在互联网上越来越丰富,形式多样的应用项目。在为了满足应用程序升级功能,设计师不仅需要越发强大的嵌入式处理器,如32,64R工人SC芯片或信号处理器DSP增强处理能力;还需要采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制嵌入式系统功能的复杂性,从而达到简化设计应用程序,以此来确保软件的质量和缩短软件的开发周期。

(2)网络发展已经成为一个必然的趋势,以满足嵌入式的分布式处理架构和应用程序的访问,在二十一世纪的需要配备标准要求的嵌入式系统中,一个或多个网络通信接口。外部网络的要求,配备必要的通信接口,相应的需要TCP/IP协议套件的软件支持,还需要提供相应的通信网络协议软件和物理层驱动软件的嵌入式设备。

(3)嵌入式产品设计师在设计时要考虑到嵌入式系统支持小型电子设备体积小,微功耗,成本低等性能,内存容量的限制和复用接口芯片。因此,设计嵌入式产品需要经验丰富的软件人才,也需要发展先进的嵌入式软件技术,如Java,Web和WAP等等。

参考文献

嵌入式产品设计范文第3篇

关键词:嵌入式系统;实时操作系统;RTOS

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)18-4491-02

Summary of Real-time Operating System

ZHANG Jun-lin1, WANG Shi-hao2

(1.The Department of the Information of Lu'an Vocational and Technical College, Lu'an 237158, China; 2.ASIC Research Center of Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)

Abstract: Currently, computer technology, computer chip technology and software technology as the core digital technology has made rapid development of modern control technology, multimedia technology and popularity to promote consumer electronics, computer, communications integration, the trend accelerated, re-embedded technology become a research hotspot.

Key words: embedded systems; real-time operating system; RTOS

目前,以计算机技术、芯片技术和计算机软件技术为核心的数字化技术取得了迅猛发展,数字化产品不仅广泛渗透到社会、经济、军事、交通、通信等相关行业,而且深入到家电、娱乐、艺术、文化等各领域,掀起了一场数字化技术革命。现代控制技术、多媒体技术的应用与普及,促使消费电子、计算机、通信一体化趋势步伐加快,嵌入式技术再度成为研究热点。

早期的嵌入式技术,以功能简单的专用计算机和单片机为处理核心,通过对处理器直接编程完成系统特定工作,由于处理器结构和目标系统功能简单,因此,以处理器基础的嵌入式应用的开发广泛应用与工业制造和控制行业。

计算机硬件的发展和高性能的处理器出现,使高性能和功能复杂应用系统实现成为可能,嵌入式系统开发变得越来越复杂。为了管理复杂的处理器和设备,简化开发过程,嵌入式实时操作系统RTOS(Real Time Operation System)开始出现并得到迅速的发展,嵌入式操作系统能运行于各种微处理器上,用于管理嵌入式系统的硬件资源,提供丰富的通用程序库,简化嵌入式系统的开发过程,方便嵌入式产品的升级和移植。

随着微电子技术发展,以芯片技术为核心的嵌入式系统开始出现,今天的集成电路规模能够使复杂的应用系统集成到单一的芯片上,从而形成片上系统(SoC: System on Chip),片上系统出现,使嵌入式产品结构越来越小,功能越来越强大。为简化SoC的开发过程,提高产品的可靠性和性能,SoC产品广泛采用基于嵌入式操作系统开发方法。

1 实时操作系统(RTOS)特点

同传统的操作系统相同,RTOS用于管理嵌入式系统的硬件资源,方便用户式用于开发,典型的RTOS包括CPU管理与调度、存储器管理、设备管理、文件管理和网络访问等。RTOS具有可剪裁性和可扩展性,真正的RTOS内核很小,一般只有十几K甚至几K字节,使用时嵌入在目标代码中。用户根据RTOS移植对象(处理器)和应用程序特点,适当选择RTOS其它的功能组件。目前广泛使用手机和PDA等产品都是典型的基于RTOS嵌入式应用。基于RTOS的嵌入式软件开发具有以下特点:

1)RTOS引入简化了嵌入式系统的复杂性。随着嵌入式系统的功能越来越多样化,性能要求愈来愈高,嵌入式产品开发变得更加复杂。RTOS提供系统各功能模块的标准接口,复杂嵌入式系统通过RTOS接口可以分为各个独立的开发模块,各模块只与RTOS交换信息,与其它模块设计者无关,从而简化了复杂嵌入式系统。使开发过程更易管理。

2)基于RTOS开发的系统,具有很好的移植性。由于RTOS封装硬件部分功能,而嵌入式软件采用基于RTOS开发方式,这样,嵌入式软件的移植工作,只要重写RTOS与处理器有关的代码即可。一般情况下,RTOS与硬件相关的代码占整个RTOS代码量的5%~10%左右,商业化的RTOS一般都提供各种处理器支持,因此代码移植很方便。

3)RTOS的功能重用,缩短开发周期,提高开发效率。RTOS封装CPU调度、I/O访问、定时器等系统资源,把对硬件资源标准调用接口提供给开发者,这样软件开发者不必关心软件-硬件接口部分是如何工作。直接使用标准调用接口,请求系统资源的分配和使用。这样,嵌入式软件的很大部分功能由RTOS完成,从而大幅度提高开发效率。

4)RTOS具有很高的灵活性,系统扩展方便。最小RTOS内核一般只提供一些基本功能,根据用户应用的需要,开发者可在RTOS内核的基础上,扩展RTOS功能,如增加文件管理功能,设备驱动功能,TCP/IP协议支持等。

5)RTOS具有可综合特点。软件提供商以软IP核形式固化RTOS代码,将SoC所需的RTOS内核软件,如通信协议软件,FAX功能软件等,以标准API方式和IP核形式,供EDA工具调用,并固化到FLASH或ROM。目前一些嵌入式软件供应商纷纷把成熟的RTOS内核和功能扩展件,以软件IP核构件形式出售,如Microtec的VRTXoc for ARM就是典型例子。

目前,我国的大多数嵌入式软件还没有采用基于RTOS下的开发方式,而是采用基于处理器直接编写代码的传统方式,这种对系统软件和应用软件不加区分的开发方式存在很多弊端。随着嵌入时技术的发展,特别是系统芯片SoC(System on a Chip)技术的出现,嵌入式应用系统变得越来越庞大、复杂。传统的设计方法已经无法满足日益发展的嵌入式产品设计的需要,目前,嵌入系统设计正趋向于采用软/硬件协调设计(codesign)的方法,作为嵌入式协调设计重要组成部分的软件开发,正在朝着基于RTOS上的应用软件开发方向发展。

2 基于RTOS的嵌入式系统开发

基于RTOS嵌入式系统开发是嵌入式产品开发的发展方向,国内外很多厂商提供基于RTOS的嵌入式系统开发环境和工具。主要包括:

1)交叉编译器,主要是C/C++编译器。目前市场上存在专用和通用的C/C++编译器,通用的C/C++编译器主要是美国自由软件基金会(GNU)提供GCC编译器,它支持目前市场上主流处理器类型,而且可以免费获得,因此被广泛采用。

2)RTOS本身,RTOS是嵌入式系统开发基础和平台,包括实时内核和扩展功能库,为嵌入式应用提供API调用和功能扩展接口。

3)RTOS开发调试工具,提供基于RTOS应用的调试,帮助开发人员更好的完成系统功能。特别多任务实时应用系统,调试工具不可缺少。

4)硬件仿真和模拟器,提供实时在线开发和调试,一般由处理器制造商提供,一些公司还提供类似仿真器和逻辑分析仪的硬件调试工具。

嵌入式系统结构如图1所示,RTOS直接运行于嵌入式芯片之上,用于管理嵌入式芯片硬件资源,提供系统调用接口。嵌入式软件建立于RTOS之上,通过调用RTOS调用接口访问嵌入式芯片资源,这种层次化系统结构大大简化系统开发过程,方便系统维护和后期管理,而且,通过修改少量的RTOS代码,可以用不同类型的芯片实现系统功能,方便系统的移植和硬件的升级。

对于特定芯片的嵌入式应用系统的开发,首先选择合适的实时操作系统RTOS,通过RTOS的功能库函数和调用接口,开发特定功能的应用软件代码。并交叉编译生成面向特定处理器的目标代码,目标代码下载并固化到处理器的存储器,从而形成满足特定功能的嵌入式应用系统。目前广泛应用的掌上电脑和手机都是典型的嵌入式应用。

3 RTOS发展前景

从1981年Ready System发展了世界上第1个商业嵌入式实时内核(VRTX32),到今天已经有近20年的历史。20世纪80年代的产品还只支持一些16位的微处理器,如68k,8086等。这时候的RTOS还只有内核,以销售二进制代码为主。进入20世纪90年代,现代操作系统的设计思想,如微内核设计技术和模块化设计思想,开始渗入RTOS领域。进入20世纪90年代中期,互联网之风在北美日渐风行。网络设备制造商、终端产品制造商都要求RTOS有网络和图形界面的功能。为了方便使用大量现存的软件代码,他们希望RTOS厂家都支持标准的API,如POSIX, Win32等,并希望RTOS的开发环境与他们已经熟悉的UNIX,Windows一致。这个时期代表性的产品有Vxwork,QNX, Lynx和WinCE等。

目前,RTOS 已经在全球形成了一个新产业,据美国EMF(电子市场分析)报告,1999年全球RTOS市场产值达3.6亿美圆,而相关的整个嵌入式开发工具(包括仿真器、逻辑分析仪、软件编译器和调试器)则高达9亿美圆。市场上的RTOS产品也趋于成熟,比较流行的实时操作系统:VxWorks、PSOS、QNX、WinCE、Hopen OS等。VxWorks是由美国WindRiver System Inc.公司推出的,其产品在高可靠、高性能领域中被广泛应用。成功用于1997年发射的火星探测器“探路者”而声名大噪;PSOS、VxWorks 都提供丰富的、适应各种通信协议的驱动程序,特别是用于通信产品的开发。

在我国,嵌入式操作系统开发起步较晚,目前市场上还不存在具有竞争力产品。由北京凯思软件集团开发的嵌入式操作系统Hopen OS,是我国具有自主知识产权的计算机操作系统,虽然由于“女娲计划”而备受瞩目,但目前仍然没有的到广泛的推广和应用。

国外技术垄断严重限制我国信息技术的发展,在嵌入式产品开发方面,昂贵的RTOS使用版税和服务费用,使我国的嵌入式产品成本大大增加,限制产品市场和国际竞争力。而且,资金的短缺和研究经费的不足一直中小科研机构和厂商面临的难题。

自由软件诞生和源代码开放为我国的嵌入式技术带来了新的发展机遇,自由软件最大的特点就是源代码开放,目前广泛流行的Linux操作系统就是其中一例,Linux提供操作系统所具备全部功能,有很高灵活性,用户可以根据要求进行剪裁和重组。RT-Linux(Real C Time Linux)就是利用自由软件Linux进行开发的嵌入式操作系统,由美国新墨西哥州FSM实验室开发。类似公开源代码的嵌入式操作系统还有Cygnus的u/Cos等。

4 小结

在嵌入式产品功能高度复杂的今天,嵌入式产品的开发方式发生了巨大的变化,基于RTOS的嵌入式产品开发方式逐渐成为嵌入式产品的开发的主流,RTOS成为嵌入式产品功能核心和灵魂。为了摆脱对国外RTOS产品的依赖,我们应该开发具有自主版权的实时操作系统。但是,实时操作系统结构非常复杂,即使在软件技术高度发达的今天,要从头设计一个完整的实时操作系统绝非一朝一夕能够完成,我们应该充分利用信息化的网络优势,利用现有的公开源码RTOS,并在此基础上进行功能调整和扩展,最终形成自主版权的RTOS产品。

参考文献:

[1] Jean J. Labrosse. MicroC/OS-II The Real-Time Kernel[Z]. R&D Publications,Inc.

[2] 邵贝贝,许庆丰,王若鹏.一个源码公开的实时内核[J].单片机与嵌入是系统应用,2001(9):70-75.

[3] Gien M. 实时操作系统走入开放世界[J].电子产品世界,1996(2):43-45.

[4] 吕京建,肖海桥. 嵌入式系统开发工具及RTOS平台[J].电子产品世界,1999(9):61-62.

嵌入式产品设计范文第4篇

嵌入式方向包括软硬件协同设计、嵌入式体系结构、实时操作系统、嵌入式产品设计等方面的知识,需要掌握嵌入式系统设计的典型开发工具,培训学生具备嵌入式系统软、硬件的开发能力,对于特定行业领域(例如移动终端、数字家庭、信息家电以及对传统产业信息化改造)已经逐步形成了特定的嵌入式开发方法与手段。

随着软硬件技术快速发展,嵌入式系统不再是一门课程就可以介绍清晰,而逐步成为一个课程群,该方向的专业课程可划分为:嵌入式系统原理、嵌入式操作系统、实时系统、嵌入式软件设计、软硬件协同设计、嵌入式系统软件工程、嵌入式系统中间件、数字信号处理等。一些学校还开设了微机电路应用设计、单片机编程、ARM等课程。

我们收集并分析了国内部分高校在嵌入式课程上的教学大纲,以此为基础设置了我们的嵌入式系统概论课程。表1是我们收集的大学名称、课程名称、学时数与知识点,这些课程基本上是基于Intel的XScale实验板设计的,对我们设计“嵌入式系统概论”有借鉴作用。

综合上述高校的嵌入式课程,有些是针对计算机专业开设的,有些是针对其他专业的,有本科期间开设的,也有硕士期间开设的,一些高校开设了多门嵌入式方向大课程。我们设计的“嵌入式系统概论”是针对本科阶段开设的嵌入式方向入门课程,主要面向大三的本科生,其课程结构如图1所示,其前修课程一般是计算机组成、微机原理、接口、汇编、操作系统、程序设计语言、体系结构。部分后续课程开设在研究生阶段。

嵌入式系统概论课程的目的,是综合前修计算机专业课程,以及包括数字电路等更基础的知识,开拓学生对嵌入式的视野,为后续课程奠定基础。因此在嵌入式课程中不会介绍汇编语言设计、接口电路的设计等知识。

我们认为,该课程理论部分的知识点分布基本上如图2所示,主要分为四大模块,分别是嵌入式概念、嵌入式体系、嵌入式系统软件、嵌入式软件开发。实验部分由于各学校实验材料的差异,较难对比,我们的使用设备主要是30套Intel XScale与30套Motorola Dragonball。

对于嵌入式体系结构,首先介绍各种嵌入式体系结构、处理器、DSP。

由于ARM体系是目前嵌入式系统工业界事实上的标准,一般都以ARM体系为例介绍嵌入式体系结构,并介绍ARM汇编。由于上课学生已经学习了汇编语言,所以需要简单介绍ARM汇编与微机汇编的差异与特点,要求学生以自学为主,作业为辅,可以较快地掌握该汇编。浙江大学计算机专业本科生阶段在计算机组成课程中还学习了MIPS汇编,所以学生们对ARM汇编掌握起来就更快一些。

在嵌入式体系的具体实例介绍中,我们结合本课程的实验平台简要介绍XScale体系,这部分主要也是自学为主,结合实验环节让学生掌握看硬件资料的能力。

在嵌入式体系结构部分,还需要介绍嵌入式系统的硬件系统,包括JTAG接口、外设、中断、总线等。通过这部分的介绍,学生们可以了解嵌入式硬件系统的构成与软硬件接口。

嵌入式系统软件就是嵌入式操作系统。嵌入式操作系统包括非实时嵌入式操作系统与实时嵌入式操作系统(RTOS),在嵌入式课程中主要介绍RTOS。在系统软件模块中将介绍实时系统概念、操作系统在嵌入式系统领域的改造,例如处理器调度的实时性改造、中断处理、文件系统、MMU等。嵌入式系统概论课程主要介绍常见的各种嵌入式操作系统,包括它们的特点、应用领域,并以嵌入式Linux为例子,介绍Linux的改造、裁减与移植。

最后一个模块是嵌入式软件开发,是介绍嵌入式软件开发的过程,使得整门课程最终能够形成一个完备的嵌入式开发体系。Bootloader的设计,也可放在操作系统移植中进行介绍。嵌入式图形用户界面目前没有统一的标准,作为概论课程需要介绍各个嵌入式GUI的优缺点与适用范围。同样,课程介绍包括Tornado、等嵌入式开发环境,以及嵌入式中间件。课程最后将以实例来介绍嵌入式系统的开发流程。

作为后续课程,我们认为一些专题性质的开发工具,例如开发、Symbian开发、BREW开发等,可以利用浙江大学暑假短学期为期两周的课程实践来完成。而实时系统可以单独开设研究生层次的课程,面向领域的嵌入式系统设计可以开设相关的专题班进行讨论。部分嵌入式软件开发的知识点,可以交给其他课程完成,例如人机交互设计课程里面,可以介绍嵌入式GUI的设计,FPGA可以在相关硬件课程中完成。微机原理课程也可以涉猎部分嵌入式课程的内容,例如工业控制、嵌入式系统扩展等,对于微机原理课程的改革,也是嵌入式中心正在进行的工作之一,希望将实验设备更新到奔腾M处理器,增加FPGA,实现原来微机原理的实验,并完成嵌入式的实验。

嵌入式产品设计范文第5篇

关键词:信息家电嵌入式Linux路由器开发

1 引言

智能计算机首席专家高文教授说:所谓后PC时代,是英文pervasive computing的中文意译,pervasive的原意是普遍的、蔓延的、渗透的,所以pervasive computing这个词组直接的翻译应该是渗透到各个方面的计算。因而我们可以认为,所谓后PC时代是指:计算机无所不在,它渗透到我们工作和生活的方方面面。当然,这样的无所不在的计算机也绝不都是象今天的PC一样摆在桌子上或放在书包里,后PC时代的绝大多数计算机是以非计算机的形式出现的,例如作为随身物品出现的电话、遥控开关、电子戒指、电子手杖等,再例如作为家庭网络组成部分的电视机、电冰箱、空调等等。这些设备的核心部分都有计算机,但大多是以嵌入式系统的形式存在,而不是以整机的形象出现。所以,我们也可以说后PC时代的特点是计算机无处不在、很少可见。

如果要问当今IT业最热门的话题是什么,从事硬件开发的人会毫不犹豫地回答:信息家电;从事软件开发的人同样也会毫不犹豫地回答:Linux。事实上,当人们在谈论PDA、手持电脑、机顶盒时,后PC时代就到来了,或者说信息家电时代到来了。信息家电之所以直到现在才变得火爆,一个很重要的原因就是Linux的加入。廉价的Linux资源与信息家电结合,真正宣告了信息家电时代的到来,嵌入于信息家电(或其他设备)中的Linux棗嵌入式Linux,是国际软件界的一个新宠。Linux是个天生的网络操作系统,成熟而且稳定。Linux是开放源代码的,任何人都可以修改它,或者用它开发自己的产品。Linux系统是可以定制的,系统内核最小值目前只有134kB。一个带有中文系统以及图形化界面的核心程序也可以做到不足1MB,而且同样稳定。因此,Linux作为嵌入式系统新的选择,是很有潜力的。

国际上有数以百计的嵌入式Linux开发计划,在国内,这方面的发展也有了较大进展,并在这方面做了一些有益的尝试,有公司最近推出了一个嵌入式Linux操作系统棗Pocket IX预览版。

与传统的嵌入式系统相比,Pocket IX采用标准的Linux结构,所有运行在标准Linux下的应用软件都可平滑移植到该系统上。Pocket IX是一个内核基于标准Linux的嵌入式操作系统,由一个体积很小的内核及一些可以根据需要进行定制的系统模块组成。其系统占用空间小、启动速度快、稳定性好,并具有多任务、多线程的特征。

在传统家电向信息家电过渡时,操作系统小型化、产品稳定性及是否易于开发等成了至关重要的问题。嵌入式Linux虽然只是刚刚兴起的热门技术,但它却能很好解决上述问题。作为嵌入式Linux产品的研发,涉及到嵌入式微处理器技术、Linux技术、网络通讯技术、通讯产品设计师的行业经验,华恒网络技术公司正是基于在以上经验的优势,成功推出国内首款基于嵌入式Linux超小型应用产品——网络管理卡,该产品已经批量生产、投放市场。

2嵌入式Linux开发的优点及版本

嵌入式Linux由于代码开放性以及强大的网络功能,在中低端的嵌入式网络设备中应用起来,比起pSOS+,VxWorks等专用系统有许多优势,Linux甚至支持蓝牙技术,VxWorks对于新技术的支持远没有Linux那么迅速;从我们开发路由器卡可知:从产品上市时间到产品的功能不断扩充、开发人力的投入都验证了使用嵌入式Linux作为操作系统平台的优势。如果是用VxWorks作为平台来做就相当困难,一系列的防火墙协议以及Web Server协议、TCP/IP整个体系结构、拨号协议等等,不是自己开发就是要买VxWorks的编译好的库(不公开源代码的),价格也比较昂贵。表1将专用嵌入式实用操作系统与嵌入式Linux作了详细的分析和比较。

Linux是自由的多任务操作系统,用户可以获得多种配置及体系不同的Linux版本。因此,如何选择Linux的发行版本,也是我们要解决的一个重要问题。

Linux的版本主要有3大类:

(1)标准的Linux版本。

(2)小型化的嵌入式版本(Small foot -print“ embedded” Version)。

(3)具有实时扩展功能的Linux版本。

另外,Linux还有一些特殊应用、把Linux移植到非X86体系的CPU(包括PowerPC、RISC、68K以及许多别的微控制器)上的版本。例如有许多针对不同的如“瘦服务器”或“防火墙”应用的小型化、实时特性增强的特殊版本。

我们要认识到,所有的Linux发行版本都是在同一个框架结构类型下发展演变的,它们使用的基本模块都相同,其中包括Linux内核、Shell命令(命令执行解释模块)以及许多的通用工具。不同的是,数以百计的Linux应用程序,被包含在不同的发行版本当中,安装的进程处理程序也不同。

3 嵌入式Linux的一个开发实例分析

传统的路由器都是使用专用的RTOS开发的,在开发TCP/IP、防火墙协议以及Web Server协议时都只能自己去实现,产品上市的周期非常长,对新协议、新接口的支持以及设备升级的周期也很长,因为专用的RTOS有关内容都要自己开发;而对于Linux来说,这些都可以直接从网上获得代码,针对应用系统的要求作必要的改动即可,对新协议、新接口的支持也是如此,无需要自己从头去开发。

另外购买网络模块,如OSPF动态路由协议库,很昂贵;若自行开发则稳定性较差且开发时间长,免费获得自由软件代码,只需移植,由于来自桌面Linux平台,继承性好、稳定性好、开发时间短.产品升级以及对新网络厂家反映慢,支持慢,不一定能支持新特性.利用全世界Linux自由软件开发团体的力量,支持迅速开发。

嵌入式产品设计范文第6篇

    1嵌入式实验教学中存在的问题

    嵌入式系统课程的实践性非常强,为了加强学生对嵌入式系统理论知识的认知,提高学生解决实际问题的能力和创新能力,实验教学在嵌入式课程教学中有着至关重要的作用。到目前为止,在嵌入式实验实际教学中发现了以下问题。缺乏针对性强的实验平台。嵌入式课程教学和人才培养具有高度的实践性,通常情况下,教学所用的实验平台(实验箱)是委托科教仪器公司开发的。由于教学投入不足,经常出现设备板子烧毁,讲义资料不全,实验箱不完善导致能开设的实验不多,由于部分源代码不开源等现象,所以相关实验基本上都是演示性的实验,或者与其他学科共同使用一套实验设备,没有本学科专业特色,很难实现视频采集、音视频压缩、网络传输等功能。这些因素皆不利于通信专业学生实践能力的培养。其次,缺乏灵活的实验设计及讲义。在嵌入式系统应用领域,嵌入式系统中的软件开发困难,既要考虑不同平台的差异,又要具备一定的稳定及易行性条件。以往这些类型的软件开发都是由硬件厂商包办,且提供的嵌入式系统软件解决方案五花八门。而实验设计应侧重于主流操作系统下软件的实践和创新。此外,大多数学生照着详细的实验指导书按部就班,缺乏自主创新的意识,甚至不深入思考实验现象背后的理论知识。这显然与培养学生创新性思维和能力的目的背道而驰。而实验课时少也是实践教学中亟待解决的一个问题。嵌入式系统课程对学生的专业知识要求较高,学生先要学习单片机原理及应用、C/C++程序设计、DSP原理及应用等嵌入式相关课程,等到具备了一定的实验操作和编程能力之后,在大三下半学期或大四上半学期开设嵌入式系统课程。理论性教学和实验教学交叉进行,再加上总课时的限制,使得学生自主实验时间大大减少。虽然已从原有实验课时占较少课时的状态,调整到实验课时占总课时一半的状态,课内实验还是远不能满足对学生的培养需求。

    2实验教学配套设施

    本研究所自主开发的嵌入式系统实验平台是一套功能完善的实验箱,选用ARM处理器+Linux操作系统的主流配置。实验箱上提供有教学系统采用的各种测试点(包括图像视频采集输入、I/O输出等),方便教学中使用示波器等测试仪器;多路数字信号源(包括四路视频输入功能);ARM开发系统功能等众多功能。此套基于双核处理器架构(双核处理器架构,是指采用一个ARM核及一个SoC图像处理核的架构芯片)的四路DVR教学实验箱,可以实现视频采集,H.264压缩,音频压缩,网络传输以及嵌入式Linux操作系统等功能,主要为高等院校通信工程类专业、电子信息类专业等高年级学生的通信专业课程设计、通信专业大型实验、毕业设计、电子设计竞赛以及研究生的数字通信实验而设计,也可供相关专业的本专科毕业班学生使用以及自学使用。此外,还配有教学资料光盘,以及分层次、系统的实验指导书。实验系统构架如图1所示。由于嵌入式系统涉及的知识广、综合性强和应用性强,且软硬件技术不断革新,这就需要授课老师具有一定的项目开发经验。而本套实验箱正是由授课老师参与研发,对于一些新进的通信类教师也开放学习与研究。在对嵌入式实验平台有个系统的认识之后,遇到突发问题也可以及时解决,这大大降低了教师的授课难度,提高了实验课效率。

    3实验教学设计

    结合理论教学,嵌入式系统实验的重点放在软件的开发上。充分考虑到嵌入式软件系统的结构、开发内容和方式的特殊性,从而设置多种配置方案、多层次实验项目的实验教学内容。学生边学习理论知识,边进行实验操作,设置一些基础型和模块化的实验使其对原理有更透彻的认知。当学生理论知识积累到一定的程度,可通过设置综合型的实验使学生进行系统学习与提高。此外,为了达到学生自主创新能力提高的目的,创新型实验的设置也必不可少。减少基础型实验,同时增大综合型和创新型实验的比例,并加入可选项,学生可根据自己的能力兴趣,自主制定实验内容。另外,为了适应本专业学生的培养,除了需要掌握嵌入式系统基本的方式方法之外,还在综合型实验中设置了较多通信类实验课程。这样,学生在实验过程中,由浅到深、由基础到综合地进行实践操作,符合渐进性的教学规律。为了解决课时少的问题,设置了一部分课外可操作的实验,使一部分有兴趣而不满足于课内学习设计的学生有更广阔的学习时间与空间。

    3.1基础型实验基础型实验多为验证型实验,其目的是为了让学生掌握基本的理论知识以及嵌入式软件的一般开发流程,熟悉开发工具与开发环境,为之后的综合型实验和自主创新型实验做好准备。这部分实验指导书较详细,学生能够扎实地掌握嵌入式系统的基本软件开发知识。基于本实验系统设计的基础实验主要如下。ADS环境下的汇编指令实验。本实验介绍了ADS环境下用汇编语言进行编程和调试的一般流程,以及使用汇编语言实现对GM8180开发板进行初始化的方法。目的是为了让学生熟悉和掌握ADS开发环境。建立Linux虚拟机及熟悉常用命令实验。通过本实验,学生需要掌握如何在Windows系统下面搭建Linux服务器,并学会基本的Linux命令和操作。Linux交叉编译平台实验。通过在Linux下建立交叉编译平台和使用交叉编译平台编译源代码的方法,使学生熟悉和理解交叉编译的原理和概念,学会建立Linux交叉编译平台。程序下载烧写实验。本实验介绍了配置和编译BootLoader(ARMBOOT)和Linux内核的方法,从而学生可以掌握下载编译好的BootLoader(ARMBOOT)和Linux内核的方法以及建立NFS文件系统的方法。Mount挂载(nfs/usb/sd)实验。通过本实验,学生能掌握配置linux下nfs服务的方法和mount挂载usb/sd的方法。

    3.2综合型实验综合性实验旨在培养学生的综合设计能力。根据之前的理论教学与基础性实验的练习,综合所学知识,具备基本的软件开发能力。这部分教学实践实行“教师逐步放手,学生动手去做”的原则,故实验指导书编写得简明扼要。为了达到综合培养的目的,既要包括多方面的知识与设计要求,又要有空间让学生自己发挥。ADS下混合编程。本实验让学生熟悉和掌握在ADS环境下C语言和汇编语言的混合编程和调试,巩固使用AXD和Mulit-ICE调试的方法。C语言程序设计与串口通信实验。通过本实验,学生可以掌握在ADS环境下的操作和JTAG的下载和调试,掌握使用C语言对GPIO端口控制。GPIO驱动实验、I2C驱动实验。在理解Linux驱动程序的结构、原理和I2C协议的原理,掌握Linux驱动程序的编程的基础上,学生能够掌握Linux动态加载驱动程序模块的方法。图像合成实验。本实验要求学生具有图像合成的知识,熟练进行实验设备的连接和调试、寄存器的设置,能够修改配置文件,深入理解图像合成的原理。MMC/SD驱动实验。在学生掌握了MMC/SD卡接口的基本原理、MMC/SD驱动的结构以及SD卡的挂载的方法和测试方法后,能够配置、编译Linux内核,在实验箱上烧写Linux内核,建立NFS文件系统,并运行测试程序进行SD卡的读写。视频网络传输实验。学生在了解了视频网络传输协议工作过程及原理之后,学会在IP网络中实现视频传输的方法。Web服务器实验、单Server多Client实验。在本实验之前,学生已经熟悉了Web服务器原理及工作过程,通过路由器将实验箱和PC机连接,编写简单的服务器代码,在PC机上运行IE浏览器,能够查看网页服务器是否运行;以及熟练开启Linux,能向多个客户端发送视频数据。远程控制视频实验。本实验要求学生理解远程控制的原理,通过本实验掌握在Windows下TCP客户端建立及通信的过程,及Linux下TCP服务器建立及通信的过程。

    3.3创新型实验在嵌入式系统的应用领域里,嵌入式软件已经逐渐成为嵌入式产品设计创新和增值的关键因素,所以实验教学应侧重于软件实践和创新。理论和实践要相结合,而学生的创新能力要着重培养。针对本实验系统的可开放性,设计了一些具有创新型的实验,比如修改内核的内部代码,从而能使学生深入理解实时操作系统的一些机制,加深对理论知识的理解与巩固。再加上指导教师对实验系统原理的熟知,即使学生在操作的过程中导致实验系统瘫痪也能及时得以解决,让学生放心大胆进行实践设计。在实验课堂上,学生难免会依赖于实验设备以及教师的指导而缺乏自主思考的动力,再加上实验室开放场地和时间的限制,要在有限的时间和空间里完成自主创新设计有些困难。课程选用ARM处理器+Linux操作系统的主流配置,学生可以在课外利用PC机上的Linux进行代码编写,可行之后再利用实验箱进行验证。这样,一方面可以减少场地和时间的限制,加强学生对所学知识渗透性的认知,另一方面提高了学生自主学习能力,培养其创新能力。基于此,在课程设置上,加进了学生自主安排时间。

    3.4课外实践鼓励学生参加院校级“建龙基金”、“运河杯”等课外科技立项活动。活动基金提供实验平台,而通信类学生可以根据自己的兴趣与长处设立通信网络与设备等的项目计划,申请资金设备并在导师的同意后获得实验室开放资源。此外,通过组织学生参加省级、国家级电子设计大赛及其他各种嵌入式应用型竞赛,让感兴趣、学有余力的学生得到更好的实践与创新能力锻炼的机会。

嵌入式产品设计范文第7篇

更讲究功能的专业化

产品有竞争力,并不表示在市场中就一定有竞争的能力。一个行业的发展需要持续的创新,集成灶最初诞生时采用了将吸油烟、燃气灶、消毒柜集成在一起的设计,是一种创新。但大部分品牌集成灶的功能集成依然还是烟、灶、消三样,是不是将烟机、燃气灶、消毒柜集成在一起就是消费者最需要的呢?消费者厨房常用的烹饪功能到底都有哪些?

因此,从产品设计的角度来看,集成厨电产品是要将不同的功能集成在一起,不是产品堆砌,更要追求功能的专业化。企业需要将中国家庭利用率高的专业功能集成至产品中,专门针对中国的消费习惯进行相应的集成产品设计。例如,奥田电器将烤箱与蒸气炉与烟灶集成在一起。其中,蒸和烤都是相对独立的功能模块。可能与独立式电蒸锅和电烤箱相比没有那么功能丰富,但集成之后,一台电器就可以同时满足消费者的三种烹饪功能需求。因此,集成电器更讲究每一个功能模块的专业化。

更要求安全及稳定

随着集成电器的发展,被集成的功能必然会越来越丰富。但每集成一个新的功能,稳定性都非常重要。即使这个功能用于独立的产品中已经相当稳定,但集成以后可能还会出现各种各样的问题。因此,集成化电器虽然可以把空间节省出来,但不利的地方就是集成化以后需要很多的配合,对功能的稳定性要求会更高。同时,多种电器功能的集成,对电器的安全问题及使用中的安全隐患也是必须要重视的问题,需要在产品的安全结构与防护措施的设计上特别注意。

嵌入式产品设计范文第8篇

关键词:实践教学体系;电子信息工程专业;创新创业能力

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)02-0137-02

在培养具有创新精神和创业意识的应用型人才过程中,实践教学是巩固理论知识并将知识内化为能力的重要环节,是培养学生掌握科学方法和提高操作能力的必由之路。而电子信息工程专业属于实践性极强的应用型学科,在科技快速发展的今天,电子信息技术发展迅速,新技术层出不穷,如何提高电子信息工程专业学生的创新精神和创业能力,形成完善的实践教学体系对电子信息工程专业的人才培养具有重要的意义。

一、实践教学在培养学生创新创业能力中的作用

在国内,《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》和《国家教育事业发展第十二个五年规划》两个重要教育改革规划文件非常明确地指出各高等院校教育改革的重点发展方向是“加快培养重点领域相对紧缺的应用型人才,优化学科布局,办出各自特色,为地方服务”。清华大学、南京大学、浙江大学、北京邮电大学等许多重点大学先后进行了电子信息专业人才培养模式改革,经过多年实践检验已经取得了很多成功经验。但是各高校的性质和特点并不完全相同,其人才培养模式虽有借鉴,但差异较大,尤其对于地方高校电子信息专业教学体系的改革还未有成熟经验可供借鉴。因此,紧跟本科高校教育转型的时代步伐和适应新形势发展的要求,根据我校地方背景和电子信息工程专业自身特点,探索符合我校实际的电子信息工程专业的实践教学体系刻不容缓。

因此,紧跟本科高校教育转型的时代步伐和适应新形势发展的要求,根据我校地方背景和电子信息工程专业自身特点,探索符合我校实际的电子信息工程专业的实践教学体系刻不容缓。

二、构建创新创业实践教学体系需要解决的几个关键问题

从电子信息工程专业的实际出发,按照被服务行业对电子信息工程专业学生的专业实践能力和专业技能的需求,调整和优化课程实验教学内容、校内实践环节、校外实践环节及创业实践环节,建立一套具有自己特色的、突出应用能力培养的、科学合理的电子信息工程专业实践教学体系,为社会培养更多具有扎实的专业技能、创新精神、创业意识的应用型技术人才。

1.明确专业培养方向,突出办学特色。随着科技的发展,我国经济正处于转型时期,电子信息工程专业对具有较强创新精神和创业意识的应用型人才需求日益增加,如何结合电子信息工程专业的特色,以服务行业为目标,培养出更多的能够胜任电子产品设计与开发的、具有创新精神和创业意识的高级应用型技术人才直接关系到电子信息工程专业的未来。

2.建立开放的实践教学模式,激发学生的实践兴趣。兴趣是最好的老师,只有充分发挥学生的主观能动性、充分发挥学生的潜能,才能使教育效果事半功倍。鼓励学生参加各种创新、创业协会,制定行之有效地激励学生参与大学生创新创业项目及教师科研项目的政策,鼓励学生参加各种学科竞赛,制定合理可行的实践教学学分置换方案,形成“协会+项目+竞赛”的实践教学模式,吸引更多的学生利用业余时间进行产品的设计和仿真,提高学生的实际能力、创新精神和创业意识。

3.提高教师开发设计实践教学能力,保证实践教学有序进行。多来来,我国教育或多或少地受到精英教育思维的影响,存在重理论、重研究、轻实践的惯性思维,越来越多的青年教师是从一个学门进入到另一个学门,虽然学术水平、科研能力显著增强,但存在缺乏工程实践经验、动手能力较差的问题,因此建立鼓励教师投身企业实践、提高工程设计能力的激励措施是电子信息工程专业实践教学体系的基础。

4.充分利用校外资源,多渠道解决学生实践问题。随着我国大众化教育的普及,高校招生人数大幅增加,而实验教学经费的投入相对不足,实验设备台套数不足,加之电子信息技术发展迅速,实验设备淘汰率较高,单靠学校的实验设备很难满足学生实践能力的培养。为此,研究如何充分利用企业和第三方教育机构的资源,建立行之有效的校企合作、校校合作模式,完善学生实习安全防护措施,建立校内外实践环节学分置换政策,才能保证学生有充分的实践机会,提高学生的创新精神和创业意识。

三、创新创业实践教学体系形成与特色

基于以上建设思路,并结合我校电子信息工程专业的办学特色和多年来形成的就业领域,按照学生的学习能力和兴趣,在专业通识教育的基础上,按照所服务的行业对学生专业技能、创新能力的需求,将学生的培养方向细分为“电子产品设计”、“嵌入式系统软件开发”、“信号处理算法与实现”等方向,针对每个实践环节构建与培养方向相适应的平行实践项目指导学生按兴趣和能力合理选择,并在此基础上,开放实习内容,制定相应的激励措施,鼓励学生组成研究小组,开展自主性研究,不断完善学生校外实习安全保障机制、学分置换机制,鼓励学生充分利用校外实践基地的资源,不断提高自己的实践能力。

1.构建分层次实践教学体系,适应学生能力要求。学生是学习的主体,只有充分发挥他们的主观能动性,教育才能取得事半功倍的效果。为此,我们将电子信息工程专业实践环节分为三个相互平行的实践群,每个实践群强调不同实践能力培养,鼓励学习按自己的兴趣选择。“电子产品设计”实践群以电子产品硬件设计及调试为主,重点在于培养学生设计工业检测仪表、通信产品、日用消费电子产品的能力。“嵌入式系统软件开发”实践群重点培养学生基于嵌入式操作系统的智能电子产品的开发能力,强调的是软件的开发、设计、调试能力。“信号处理算法与实现”实践群对理论性要求相对较高,要求学生具有较高的数学基础,以DSP开发和FPGA开发为主,强调的是学生的理论研究能力和原始创新能力。

2.实际产品设计,丰富实验内容。重新优化和整合课程实验内容,在增加综合性、设计性实验的基础上,丰富实验内容,使各专业课程的实验即自成体系,又相互补充,使得所设计的实验最终成为一个实际产品或实际产品的一部分。

3.“仿真+实物”的校内实验教学模式,充分激发学生的学习潜能。在校内实验教学中,鼓励学生利用业余时间,对所设计的内容进行仿真研究,在充分理解设计原理的基础上,进行实物设计,这样既有利于解决实验设备缺乏的问题,又可以使实验教学效果事半功倍。

4.“协会+项目+竞赛”的校内实践模式,学生创新精神显著提升。首先,按照满足“电子产品设计”、“嵌入式系统软件开发”、“信号处理算法与实现”领域的需求,整合校内原有实践项目,设计三套平行的实践方案,并引导学生按照自己兴趣合理选择。同时,鼓励学生参加“电子协会”、“仿真协会”、“计算机协会”等协会,并结合大学生创新创业项目、教师的科研项目,以及各种科技竞赛,实现学生的实践能力、创新能力的培养常态化。

5.“学校+企业+第三方培训机构”的校外实习模式,增加就业机会。为了进一步解决学生工程训练的需要,在增加企业实习、实践基地建设的基础上,学校鼓励学生参加社会上的第三方培训机构,完善校外实习安全保障机制及学分置换机制,解决学生的后顾之忧。

参考文献:

[1]张晓宇.一种应用型本科电子信息工程专业新型实践教学体系[J].华北科技学院学报,2014,11(4):88-91.

[2]潘丹青,杨小劲.应用型本科电子信息工程专业实践教学体系建设研究[J].教育观察,2015,4(21):113-115.

[3]李新国,郑明才.师范院校卓越电子工程师培养的实践探讨[J].湖南学院学报,2015,15(5):44-48.

Research on Practice Teaching System of Electronic Information Engineering Based on Innovation and Entrepreneurship Ability

QU Qiang,YANG Yong-hui,CHI Tao

(School of electronics and information engineering,University of Science and Technology LiaoNing,Anshan,Liaoning 114051,China)