南京理工大學泰州科技學院科技培訓處 林王兵

南京理工大學泰州科技學院電子電氣工程學院 王 剛 劉 磊

1.引言

隨著信息化，智能化，網(wǎng)絡化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也將獲得更加廣闊的發(fā)展空間。學校自動化專業(yè)從2011級開始將嵌入式系統(tǒng)作為本專業(yè)的教學內(nèi)容。擬建設的嵌入式實驗室包括一個嵌入式系統(tǒng)專業(yè)實驗室和一個嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實驗室。建成后的嵌入式系統(tǒng)實驗室可以滿足嵌入式系統(tǒng)原理及應用課程的實踐教學[1-3]，并做到2人一組；建成后的嵌入式創(chuàng)新實驗室[4]可以為本專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的學生開展創(chuàng)新實驗訓練、大學生電子科技競賽培訓以及教師科研項目等。由于嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應用的特點，該實驗室的建設也為日后的專業(yè)實驗拓展奠定了一定的基礎(chǔ)。

2.建設思路及目標

2.1 建設思路

利用飛思卡爾提供的平臺外加學校提供必要的配套設備建設。飛思卡爾是世界領(lǐng)先的微處理器生產(chǎn)廠商，其產(chǎn)品覆蓋的MCU從8位機到32位機，應用在工業(yè)自動化、汽車電子、醫(yī)療電子、航天軍工等各個領(lǐng)域。選擇飛思卡爾實驗平臺進行嵌入式實驗室建設[5]能夠縮小學生從學校學習到工作所需之間的差距。在飛思卡爾提供的實驗平臺基礎(chǔ)上，學校再配套必要的實驗用儀表、設備及桌椅，滿足嵌入式系統(tǒng)實驗室的目前需求和長遠發(fā)展需要。

2.2 建設目標

2.2.1 著力提高學生的實踐動手能力

(1)嵌入式實驗室能夠從以下四個方面培養(yǎng)學生的實踐動手能力；

(2)掌握基本的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程；

(3)熟悉飛思卡爾系列微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外設資源；

(4)積極參與到大學生創(chuàng)新項目中；

(5)開展大學生電子科技競賽。

2.2.2 充分滿足嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程實驗教學任務

嵌入式專業(yè)實驗室[6]作為嵌入式系統(tǒng)原理與應用的課內(nèi)實驗室，能夠滿足自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)、計算機專業(yè)、電子專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課內(nèi)實驗。每次實驗2人一組，最多一次能夠容納70人。

嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實驗室主要用于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，能夠同時大約容納50人參與到各類相關(guān)的創(chuàng)新項目中。

嵌入式系統(tǒng)專業(yè)實驗室能夠開設的實驗內(nèi)容如表1所示。

3.建設方案

嵌入式系統(tǒng)實驗室分為嵌入式系統(tǒng)專業(yè)實驗室和嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實驗室兩個實驗室。

3.1 嵌入式系統(tǒng)專業(yè)實驗室

嵌入式系統(tǒng)專業(yè)實驗室的建設基于目前自動控制原理實驗室現(xiàn)有資源，新增飛思卡爾ARM Cortex-M4 K60實驗箱設備，能夠開設嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和創(chuàng)新實驗。儀器設備需要一間100平米左右實驗室。

3.2 嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實驗室

嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實驗室，主要滿足學生科技競賽、創(chuàng)新設計項目及教師科研需求。儀器設備及實驗場地需要一間120平米左右實驗室。

嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實驗室的設備類型主要有6種，包括K60系列、ColdFire系列、DSC系列、S12系列、HC08系列以及GPRSZIGBEE系列。能夠滿足嵌入式系統(tǒng)開發(fā)設計及項目研究等各種實踐需求。

表1 嵌入式系統(tǒng)專業(yè)實驗室能夠開設的實驗

嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實驗室能開展的實驗項目包括：8位、16位及32位類型MCU的基礎(chǔ)性實驗、綜合設計實驗及創(chuàng)新性實驗。此外，該實驗室可以作為學生科技競賽的培訓基地及實訓基地，嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實驗室主要功能如表2所示。

4.管理制度

實驗室管理制度是實驗室能夠良好運行的前提和保證，完善合理的實驗室管理制度能夠保障實驗順利進行，提高實驗室利用效率，延長實驗設備使用壽命，使實驗室進入良性循環(huán)。為此，我校嵌入式實驗室建設過程中制定了比較完善的實驗室管理制度，目前正在向其他實驗室逐步推廣。我校嵌入式實驗室分為兩級管理。首先，實驗室配備專職教師一名，主要負責實驗室使用的申請審核，實驗室的日常管理，實驗設備的日常維護等常規(guī)工作；其次，嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程的教師可以提前向?qū)嶒炇夜芾斫處熒暾垖嶒炇业氖褂茫喊ㄖ笇W生課內(nèi)實驗、課程設計、學生競賽以及教師自己進行科研活動等；另外，我校嵌入式實驗室實行開放式管理，學生可以自行組成嵌入式興趣小組，興趣小組也可以向?qū)嶒炇夜芾砣藛T申請實驗室的使用，強化學生的實踐動手能力。此外，為了切實提高開放實驗室的管理經(jīng)驗，實驗室與嵌入式系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)廠商保持密切聯(lián)系，密切關(guān)注嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的最新動態(tài)，積極準備參加教師嵌入式系統(tǒng)培訓班和研討會。

5.結(jié)語

針對目前各高校人才培養(yǎng)過程中普遍存在的實踐應用能力差的問題，我校在嵌入式系統(tǒng)實驗室建設過程中，經(jīng)過深入調(diào)研，選擇目前市場上應用廣泛的“飛思卡爾”制造商開發(fā)的嵌入式實驗平臺，實現(xiàn)學生畢業(yè)后與公司的更好銜接。另外同時建立嵌入式基礎(chǔ)實驗室和創(chuàng)新實驗室兩大實驗室，基礎(chǔ)實驗室主要用于學生的課內(nèi)實驗和課程設計等常規(guī)實驗項目；創(chuàng)新實驗室進行開放式管理，主要用于學生的各類競賽，教師科研等實踐活動。盡兩年來的實驗室建設和管理經(jīng)驗和取得的成果表明，嵌入式系統(tǒng)實驗室建設進行開放式管理有利于推動高校實驗教學改革，有利于應用型本科高校對人才的培養(yǎng)。

表2 嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實驗室的主要功能

[1]張其亮,韓斌.“嵌入式系統(tǒng)”課程的實驗教學研究[J].實驗室研究與探索,2009,28(6):132-133.

[2]劉森,慕春棣.自動化專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)教學探討[J].實驗室研究與探索,2007,24(1):115-117.

[3]梁宜勇,王曉平,趙文義.“嵌入式系統(tǒng)”課程教學與實踐探討[J].中國大學教學,2009(5):36-37.

[4]謝友柏.高校的聚焦點是培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].實驗室研究與探索,2010,29(9):1-3.

[5]孫建梅,騰英巖.獨立學院嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程的教學研究與實踐[J].計算機教育,2008(16):134-135.

[6]愈建新.略論嵌入式系統(tǒng)的實驗教學[J].實驗室研究與探索,2005,25(7):741-745.