摘要：21世紀(jì)是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時代，市場對專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)特別是嵌入式軟件開發(fā)人才需求日趨上升。從嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和定義出發(fā)，探討高職院校開設(shè)嵌入式方向?qū)I(yè)的可行性和必要性，提出高職院校計(jì)算機(jī)類的教學(xué)系必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的軟件專業(yè)設(shè)置觀念，引入嵌入式系統(tǒng)課程、設(shè)置嵌入式系統(tǒng)方向?qū)I(yè)；最后根據(jù)嵌入式系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)提出了軟件方向和硬件方向的課程設(shè)置建議。

關(guān)鍵詞：高職高專；嵌入式系統(tǒng)專業(yè)；課程設(shè)置

中圖分類號：TP368.1-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 21-0000-02

1 無處不在的嵌入式系統(tǒng)

談到嵌入式，可能還有很多人覺得是一個陌生的新名詞，但實(shí)際上，嵌入式系統(tǒng)如今已經(jīng)遍布人們工作生活的方方面面，人們很少會意識到他們往往隨身攜帶了好幾個嵌入式系統(tǒng)——MP3、手機(jī)或者智能卡等，而且人們在與汽車、電梯、廚房設(shè)備、電視、錄像機(jī)以及娛樂設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)交互時，也往往對此毫無覺察?？梢哉f嵌入式技術(shù)無處不在，應(yīng)有盡有，并時時刻刻影響著我們的生活。據(jù)權(quán)威部門預(yù)測，目前，全球嵌入式市場增長勢頭風(fēng)起云涌，一系列數(shù)據(jù)在向人們揭示著嵌入式市場方興未艾[1]：2011年，全球嵌入式設(shè)備市場將達(dá)到100億美元；2015年，全球?qū)⒂?50 億個嵌入式計(jì)算設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接。

21世紀(jì)是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時代，又稱“后PC時代”，而中國具有世界最大的嵌入式技術(shù)市場。那么，究竟什么是嵌入式系統(tǒng)？

嵌入式系統(tǒng)通常被叫做嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是嵌入到對象體系內(nèi)部的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）的定義[2]：嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”（原文為devices used to control， monitor， or assist theoperation of equipment， machinery or plants）。目前普遍被接受的對嵌入式系統(tǒng)的定義是：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?？梢?，嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)技術(shù)的最大差異是必須支持硬件裁減和軟件裁剪，以適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對體積、功能、功耗、可靠性、成本等的特殊要求。

廣義上講，凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可稱為嵌入式系統(tǒng)，如各類單片機(jī)和DSP（數(shù)字信號處理器）系統(tǒng)。早期的以8位單片機(jī)為主的設(shè)備，能完成較為單一的專業(yè)功能，相對來說結(jié)構(gòu)也比較簡單，通常具有雙向模擬I/O口的功能外，還有異步串行口、外部中斷輸入、定時器/計(jì)數(shù)器等功能，一般被用在空調(diào)、冰箱控制器和戶外LED顯示屏上，但由于沒有操作系統(tǒng)，管理系統(tǒng)硬件和軟件的能力有限，在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多任務(wù)功能時，往往困難重重，甚至無法實(shí)現(xiàn)。

這類簡單的嵌入式系統(tǒng)課程在一般的高職高專和本科類院校都有開設(shè)，具體課程主要是單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)及C51編程技術(shù)。

在狹義上，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)重點(diǎn)逐漸由8位機(jī)轉(zhuǎn)向32位機(jī)，在功能上，32位機(jī)除了具有8位機(jī)所具有的特性外，還具有以太網(wǎng)接口、顯示屏和觸摸屏、USB主機(jī)和設(shè)備控制器、Irda紅外控制器、SD/MMC卡控制器、IIC總線和電源控制等更多功能。這樣的處理器可以運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)，功能更加強(qiáng)大。因此從狹義上定義的所謂的嵌入式系統(tǒng)，是指那些使用嵌入式微處理器構(gòu)成獨(dú)立系統(tǒng)，具有自己的操作系統(tǒng)，具有特定功能，用于特定場合的嵌入式系統(tǒng)。

2 高職高專開設(shè)嵌入式系統(tǒng)專業(yè)課程的必要性

嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個分支，既“古老”又“年輕”。說它古老，那是因?yàn)閺V義上的嵌入式系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)發(fā)明伊始就在某些實(shí)時控制或過程控制領(lǐng)域中得到應(yīng)用，但狹義上的嵌入式系統(tǒng)則在近年才得到蓬勃發(fā)展，如日中天，成為IT行業(yè)的熱門，由此說它還年輕。目前，嵌入式行業(yè)已經(jīng)成為IT業(yè)界發(fā)展最快的行業(yè)，因而社會對嵌入式軟硬件人才的需求在不斷的增加，當(dāng)前畢業(yè)的大學(xué)生還無法滿足企業(yè)的這一需要。

然而，由于嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品千變?nèi)f化，小到MP3播放器，大到飛機(jī)導(dǎo)彈，差異非常大，個性多于共性，而且嵌入式技術(shù)門檻高，需要掌握的知識多，因此也使很多人望而卻步。目前高職類院校開設(shè)嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程的院校相對較少。那么，是否高職高專院校就可以不進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)了？

答案是否定的。經(jīng)過對一些專門開發(fā)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的公司的調(diào)查表明，通常技術(shù)研發(fā)部門除了技術(shù)總監(jiān)和項(xiàng)目經(jīng)理是具有博士和碩士學(xué)位的高端人才以外，從事ARM嵌入式硬件開發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式相關(guān)軟件設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)移植與應(yīng)用軟件開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)總體調(diào)試和測試以及以技術(shù)為基礎(chǔ)的工作，如嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品營銷、檢測、貿(mào)易的人員，基本都是來自高職高專院校的大專生，每個開發(fā)人員的分工都很明確。

據(jù)IT專業(yè)人才需求調(diào)查表明，一般軟件開發(fā)人員在就業(yè)時門檻低，因此競爭激烈，工作比較辛苦，通常一般的軟件藍(lán)領(lǐng)薪水也不是很高。而作為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員，雖然進(jìn)入這個領(lǐng)域的門檻高，但競爭相對溫和，工作相對比較輕松，薪水比較高，目前很多企業(yè)急需高職層面的嵌入式應(yīng)用技術(shù)人才。

另一方面，職業(yè)技能大賽可以說是高職教育的一個風(fēng)向標(biāo)。在2010年的職業(yè)技能大賽上，把嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)做為一個比賽項(xiàng)目，也說明嵌入式系統(tǒng)教學(xué)已經(jīng)偏向于高職高專，更能說明在高職開設(shè)嵌入式系統(tǒng)的課程并不是不可能的，而是大勢所趨。

由此可見，在高職高專院校引入嵌入式系統(tǒng)教學(xué)是一個不容回避的任務(wù)，社會要求高職院校培養(yǎng)能夠適應(yīng)企業(yè)需要的各類相關(guān)人才，學(xué)生也企盼能夠在三年的學(xué)習(xí)生活中學(xué)到一技之長，以增強(qiáng)融入激烈競爭的社會的能力，教師也應(yīng)該積極探索先進(jìn)的教學(xué)手段，使學(xué)生在學(xué)校求學(xué)期間逐漸培養(yǎng)出較強(qiáng)的應(yīng)用能力，在畢業(yè)之后成為社會的棟梁之材。

3 高職類院校開展嵌入式系統(tǒng)工程教學(xué)的優(yōu)勢

嵌入式專業(yè)是一門新興的專業(yè)，這一專業(yè)在國內(nèi)還剛剛起步，各個學(xué)校都處于同一起跑線。在嵌入式技術(shù)應(yīng)用人才培養(yǎng)方面，很多高校還沒有設(shè)置嵌入式技術(shù)相關(guān)的專業(yè)，一些本科院校的做法是在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)類或電子類專業(yè)的課程體系中增加了一、兩門嵌入式技術(shù)相關(guān)的課程，沒有形成嵌入式系統(tǒng)技術(shù)完整的課程體系結(jié)構(gòu)。

相比之下，高職院校可以將嵌入式系統(tǒng)方向辦成專業(yè)，通過長達(dá)3年教學(xué)，形成專業(yè)強(qiáng)項(xiàng)和特色。比如在大一的第二學(xué)期開始學(xué)習(xí)，將可以進(jìn)行4～5個學(xué)期的持續(xù)學(xué)習(xí)，可以保證學(xué)生充分的學(xué)習(xí)時間。

另一方面，嵌入式系統(tǒng)課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。高職學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的能力相對較弱，但是，他們的動手能力并不弱，而且由于高職院校在課程設(shè)置上一般規(guī)定實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程占總課時的一半以上，比較而言，合格的高職畢業(yè)生應(yīng)該比本科畢業(yè)生的動手能力更強(qiáng)。

因此，在嵌入式領(lǐng)域擁有高職學(xué)生的就業(yè)工作的一席之地，高職高專院校必須面對挑戰(zhàn)，開拓創(chuàng)新，積極引入嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)。

4 高職高專嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)置

嵌入式技術(shù)教學(xué)目前還沒有完整和現(xiàn)成的體系可供參考，由于高職學(xué)生特點(diǎn)和師資的原因不能直接應(yīng)用本科類院校的課程體系和開課模式，高職類院校因?yàn)榈赜蚝蜅l件的差異也很難直接互相參考。

高職嵌入式系統(tǒng)相關(guān)的專業(yè)主要人才培養(yǎng)目標(biāo)定位在面向嵌入式技術(shù)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展類人才，學(xué)生將掌握從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)必需的基本理論、基本技能及各種嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的典型開發(fā)、調(diào)試和測試工具的使用。畢業(yè)后有能力適應(yīng)市場需求，擁有一定的移動終端、數(shù)字家電、信息家電以及對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)信息化改造的開發(fā)及維護(hù)能力，成為企業(yè)急需的掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)并且掌握軟件工程技術(shù)的人才。

嵌入式系統(tǒng)專業(yè)方向是面向應(yīng)用的軟硬件結(jié)合的專業(yè)，因?yàn)橥ǔ]有軟件硬件兼顧的專業(yè)，所以，在高校開設(shè)嵌入式相關(guān)課程的專業(yè)有兩類。

一類是學(xué)電子工程、通信工程等偏硬件的專業(yè)，他們主要從事硬件設(shè)計(jì)，廣義上的單片機(jī)控制類嵌入式系統(tǒng)通常都是屬于硬件設(shè)計(jì)。嵌入式硬件方向的最重要的課程應(yīng)該包括：

（1）電路及電路板設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)、EDA、硬件調(diào)試。（2）機(jī)電基礎(chǔ)課程、單片機(jī)原理及應(yīng)用。（3）嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)及接口技術(shù)。（4）底層軟件開發(fā)，包括bootloader及底層驅(qū)動開發(fā)。

另一類是軟件、計(jì)算機(jī)相關(guān)的專業(yè)，主要從事嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的開發(fā)。嵌入式硬件設(shè)計(jì)完后，各種功能就全靠軟件來實(shí)現(xiàn)了，嵌入式設(shè)備的增值很大程度上取決于嵌入式軟件，這占了嵌入式系統(tǒng)的最主要工作，嵌入式產(chǎn)品的差異很大程度在軟件上。對于嵌入式軟件方向的最重要的課程應(yīng)該是：

（1）主流嵌入式微處理器的結(jié)構(gòu)與原理。（2）嵌入式操作系統(tǒng)類課程。（3）嵌入式開發(fā)的其它相關(guān)軟件課程。（4）嵌入式開發(fā)的相關(guān)硬件基礎(chǔ)課程。

嵌入式系統(tǒng)課程的難度較大，如果在高職院校中用傳統(tǒng)的以課堂講授為主的方法教學(xué)，學(xué)生將會對眾多的軟硬件知識點(diǎn)和概念難以理解，繼而產(chǎn)生厭學(xué)情緒，從而使教學(xué)效果大大降低。嵌入式系統(tǒng)方向的課程教學(xué)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)為主，講授為輔。課程設(shè)置應(yīng)突出行業(yè)特色和職業(yè)教育特色、體現(xiàn)如下特點(diǎn)：

（1）寬口徑的基礎(chǔ)課體系。（2）突出程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的軟件應(yīng)用類課程。（3）突出動手能力和專業(yè)知識能力培養(yǎng)的專業(yè)課程。

5 結(jié)論

據(jù)2009及2010年《安徽省高職高專教育專業(yè)情況分析報告》[3]中的統(tǒng)計(jì)，在校生數(shù)量較多的20個專業(yè)中，軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息管理和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)均位列其中；而畢業(yè)生就業(yè)率較低的20個專業(yè)中，計(jì)算機(jī)信息管理和軟件技術(shù)也是位列其中。因此，高職院校計(jì)算機(jī)類的教學(xué)系，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的軟件專業(yè)設(shè)置觀念。

正如教育部高等教育司高職與高專教育處范唯處長在全國高職高專校長聯(lián)席會議2010年年會的發(fā)言中所說，在新的歷史起點(diǎn)上，高等職業(yè)教育一定要以更新觀念、解放思想為先導(dǎo)，牢固樹立“就業(yè)導(dǎo)向”、“面向需求”和“人人皆可成才”觀念，突出人才培養(yǎng)的針對性、靈活性和開放性；堅(jiān)持科學(xué)定位，以培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)、管理第一線的高素質(zhì)技能型專門人才為主要任務(wù)。隨著嵌入式應(yīng)用的快速發(fā)展，人才的缺乏已經(jīng)成為制約嵌入式技術(shù)發(fā)展的瓶頸，市場對專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)特別是嵌入式軟件開發(fā)人才需求日趨上升。嵌入式專業(yè)，這個非常年輕的專業(yè)方向，必然是充滿活力和具有光明的發(fā)展前途的專業(yè)方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]http：//www.eccn.com/，中國嵌入式市場大幕開啟[Z]，2010.6

[2]周鳴爭，嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用[M]，中國鐵道出版社，2011.3

[3]安徽省高等教育處，安徽省高職高專教育專業(yè)情況分析報告[R]，2010.7、2009.7

[作者簡介]

郎璐紅（1968-），女，遼寧省遼陽市人，蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件工程系教師，高級工程師，碩士，嵌入式系統(tǒng)方向。

基金項(xiàng)目：安徽省教育規(guī)劃課題（JG11373）；安徽省高校優(yōu)秀青年人才基金（2012SQRL260）；

安徽省2011年高等學(xué)校省級教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目（皖教高[2011]5號）：序號96，省級示范實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中心（嵌入式技術(shù)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中心）。