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文本内容:
教师教案2010—2011学年第1学期课程名称微机系统原理及接口技术授课学时80授课班级机电学院任课教师吴献钢教师职称讲师教师所在学院机械电子工程学院电子科技大学课程名称微机系统原理及接口技术授课专业班级机电学院年级2008级课程编号BK03修课人数114课程类型必修课学科基础课√;专业基础课;专业课选修课专选课;公选课授课方式理论课√;实践课考核方式考试√考查是否采用多媒体是是否采用双语否学时分配课堂讲授64学时,实践课16学时名称作者出版社及出版时间教材微处理器系统结构及嵌入式系统设计李广军等电子科技大学出版社,2005参考书目
1.体系结构(第5版)
2.计算机机系统结构
3.计算机组成原理
4.计算机机组织与体系结构-性能设计(第七版)
5.ARM体系结构与编程
6.ARM体系结构及其嵌入式处理器郭新房等译张晨曦等潘松,潘明编张昆藏等译杜春雷编著任哲等编著清华大学出版社,2007年高等教育出版社,2008年科学出版社,2007年清华大学出版社,2006年清华大学出版社,2007年北京航空航天大学出版社,2007授课时间周一第56节;周三第12节;单周五第56节第一章概述授课学时
41、教学内容及要求☆内容☆1课程介绍本课程讲授的主要内容、改革目标及要求相关知识及本课程在系列课程中的地位有效学习方法推荐参考书教学进度安排课程考核方式2计算机基础知识从微电子技术角度理解计算机的发展现代计算机系统的层次模型并行处理技术流水线、超标量、VLIW、多机(处理器)存储器层次结构不同的CPU设计策略CISC和RISC结构计算机系统的性能评测嵌入式系统概念☆要求☆1重点掌握内容现代计算机系统的层次模型不同的CPU设计策略CISC和RISC结构计算机流水线结构2理解内容计算机存储器的层次结构3了解内容计算机的发展过程多核处理器的并行结构嵌入式系统
2、教学重点与难点☆重点☆现代计算机的层次结构现代计算机的流水线结构RISC和CISC体系结构的区别计算机组织的模型计算机组织和体系结构☆难点☆计算机体系结构、计算机组织、计算机实现以及计算机层次结构的关系
三、课后练习作业
1、7~10思考
2、
3、
5、6
四、本章参考资料
五、教学后记重点是使学生能够了解本课程的学习重点和关注的技术领域,激发学生的学习兴趣,并引导学生建立良好的学习方法和学习习惯其它问题本书例程是否需要统一成ARM指令?不统一的好处在于x86汇编指令其实更容易理解;另外也可以对比学习到CISC和RISC两种类型的指令第二章计算机系统组成与工作原理授课学时10
一、教学内容及要求☆内容☆1计算机体系结构冯诺依曼体系结构的特点现代计算机的体系结构的改进指令集的改进、存储器组织结构的改进、输入/输出的改进2计算机的组成原理总线与接口技术CPU的结构存储器组织结构输入/输出的组织结构3计算机互连结构总线要素及组织结构总线仲裁方式、总线带宽和时序串行总线4计算机工作原理与基本工作流程☆要求☆1重点掌握内容冯诺依曼体系结构的特点CPU的基本结构及组成存储器的分层体系及组织结构输入/输出控制方式及接口组成总线组织形式及带宽、仲裁、时序的概念串行总线的特点2理解内容计算机的基本工作过程3了解内容
二、教学重点与难点☆重点☆计算机体系结构指令集、存储器读写、I/O控制方式计算机组成原理CPU结构、存储器组织、总线及接口计算机互连总线协议、总线带宽、总线仲裁、总线时序计算机工作流程☆难点☆计算机工作原理及工作过程串行总线
三、课后练习作业
7、13~
15、20~
23、28~31思考1~
6、8~
12、16~
18、25~27
四、本章参考资料
五、教学后记本章几乎全是重点,而且从不同角度解释CPU子系统、存储器子系统及输入输出子系统的结构及工作原理,可能会导致学生感觉混乱,还需要找到一个好的方法将计算机体系结构及组成这两个角度融合起来理解建议将第四章提前到第三章前讲第三章微处理器体系结构及关键技术授课学时10学时
一、教学内容及要求☆内容☆
1.CPU的内部结构和功能
2.从逻辑设计和硬件电路的角度,研究微处理器的体系结构、指令系统及其特性
3.探讨微处理器系统的硬件、软件两者之间的相互影响☆要求☆1重点掌握内容计算机指令系统要素指令格式与寻址方式2理解内容微处理器的结构和组成随机逻辑结构及操作微码体系结构流水线体系结构3了解内容超标量体系结构及操作
二、教学重点与难点☆重点☆微处理器结构与功能指令系统设计要素☆难点☆微码体系结构随机逻辑体系结构
三、课后练习作业
1、
2、
7、
9、
11、13思考3~
6、
8、
10、
12、
15、16
四、本章参考资料
五、教学后记需要强调并引导学生建立“CPU=硬件+指令”的系统级概念,理解软件和硬件的等价性对于CPU的不同体系结构应注意说明并不是对立的,而是发展过程中逐渐演变成的考虑是否补充CISC(x86)及RISC(ARM)的具体结构及机器指令编码格式,当然这个也可以在第五章补充第四章计算机总线接口技术授课学时10
一、教学内容及要求☆内容☆接口基础地址映射、地址译码、总线隔离存储器接口技术并行接口技术(无条件控制、查询控制、中断控制)串口接口技术模数/数模接口技术定时/计数接口技术☆要求☆1重点掌握内容地址映射技术地址译码设计方法存储器模块结构及设计程序控制方式下并行接口技术及接口电路设计方法2理解内容中断接口电路设计串行接口设计定时/计数接口设计÷模数/数模接口技术3了解内容DMA控制器接口
二、教学重点与难点☆重点☆接口的概念,地址空间概念,接口电路中译码电路的设计主存储器扩展设计并行接口设计☆难点☆地址分配、地址空间及地址译码带握手信号的接口结构及工作流程中断接口的软硬件实现模数接口技术
三、课后练习作业
1、
2、
4、
7、
8、
10、
13、
18、
19、
22、
23、
28、
31、
39、41思考
3、
9、11(较难)、
14、
16、
21、
25、
26、
27、
29、32(较难)、33(较难)、
34、
35、37
四、本章参考资料教材第4章、接口技术相关参考书
五、教学后记本章教材中内容比较简略,建议在附录中增加涉及到的几个接口芯片的手册第五章ARM体系结构及指令系统授课学时10
一、教学内容及要求☆内容☆ARM体系结构及处理器ARM编程模型、运行模式、工作状态、存储器组织结构存储器格式及地址映射ARM指令系统、寻址方式ARM指令集THUM指令与ARM指令的区别☆要求☆1重点掌握内容ARM指令系统指令寻址方式指令格式ARM指令集的常用指令数据传送指令,基本运算指令2理解内容ARM指令模型处理器运行模式、工作状态存储器组织状态3了解内容ARM体系结构及处理器THUMB指令与ARM指令的区别
二、教学重点与难点☆重点☆ARM指令系统、寻址方式指令格式及特点指令操作数ARM常用指令,数据传送指令,基本运算指令☆难点☆指令结构规律指令操作
三、作业作业
5、
7、
9、10思考1~
4、
6、
8、11
四、本章参考资料教材第5章ARM指令集等相关文件,ARM网站及论坛
五、教学后记第六章ARM程序设计授课学时7
一、教学内容及要求☆内容☆汇编程序结构与汇编语言汇编语言常用伪指令汇编程序格式及规范ARM汇编程序设计方法ARM程序设计举例ARM汇编与C语言混合编程☆要求☆1重点掌握内容汇编程序结构要求及特点ARM汇编语言的伪指令汇编语言指令格式汇编语言程序设计2理解内容ARM程序框架函数调用混合编程
二、教学重点与难点☆重点☆汇编程序结构及规范常用伪指令汇编语句格式规范汇编程序设计☆难点☆汇编语言程序设计混合编程、函数调用
三、作业作业
3、
4、
6、
8、
12、14~19思考
1、
2、
10、13
四、本章参考资料教材第6章,ARM指令系统、程序设计及C语言设计相关参考书,ARM论坛及网站
五、教学后记第七章基于ARM内核的微处理器芯片简介授课学时5
一、教学内容及要求☆内容☆ARM处理器结构存储器管理单元及接口CACHE、总线接口单元ARM9微处理器MX21处理器、SAM9263处理器、S3C2440处理器ARM处理器硬件系统☆要求☆1重点掌握内容ARM处理器最小系统的设计2理解内容ARM处理器内核结构存储器管理单元总线接口单元高速存储取ARM处理器MC9328MX213了解内容ARM处理器AT91SAM9263ARM处理器S3C2440
二、教学重点与难点☆重点☆ARM处理器最小硬件设计ARM处理器内核结构特点☆难点☆ARM处理器内核结构
三、作业3,5
四、本章参考资料教材第7章,ARM处理器芯片资料
五、教学后记第八章嵌入式系统论设计授课学时6
一、教学内容及要求☆内容☆嵌入式系统简介嵌入式系统设计方法及设计流程嵌入式处理器介绍嵌入式软件系统软件系统结构、工作流程嵌入式操作系统任务及技术指标常用嵌入式操作系统嵌入式操作系统移植嵌入式系统的测试☆要求☆1重点掌握内容嵌入式操作系统的移植BOOTLOADER的移植方法及过程嵌入式操作系统的内核移植方法2理解内容嵌入式软件的设计流程嵌入式处理器介绍嵌入式软件系统3了解内容嵌入式系统简介其他常用嵌入式操作系统
二、教学重点与难点☆重点☆嵌入式操作系统移植BOOTLOADER移植方法嵌入式系统设计方法嵌入式软件设计☆难点☆嵌入式操作系统内核移植
三、作业
1、
3、
4、
6、
8、
10、12
四、本章参考资料教材第8章,嵌入式系统相关资料
五、教学后记第九章基于ARM微处理器核的SoC设计授课学时2
一、教学内容及要求☆内容☆片上芯片设计方法SOC的片上总线基于ARM内核的SOC系统设计☆要求☆1理解内容片上系统结构及关键技术SOC的片上总线2了解内容基于ARM内核的SOC系统设计
二、教学重点与难点☆重点☆片上芯片总线☆难点☆片上系统设计
三、作业
1、3
四、本章参考资料教材第9章,SOC相关资料
五、教学后记。