袁越陽

（湖南城市學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，湖南 益陽 413099）

0 引言

嵌入式單片機(jī)是以微控制器為核心，包涵了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)等，集CPU、RAM、ROM、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換、輸入/輸出端口等部分于一體，是各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵元器件，是作為控制單元嵌入控制對(duì)象中的專用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[1]。自上世紀(jì)70年代初出現(xiàn)第一款微處理器開始，，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)從無操作系統(tǒng)開始，歷經(jīng)了簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)階段和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段，正面向網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)發(fā)展[2-3]。目前，嵌入式單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品設(shè)備中，特別是在網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，各種具有網(wǎng)絡(luò)智能的終端設(shè)備都離不開嵌入式單片機(jī)技術(shù)。

鑒于市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展，國(guó)內(nèi)外許多高等學(xué)校也紛紛開設(shè)這門課程，尤其是計(jì)算機(jī)類、自動(dòng)化、電子工程、電氣工程、機(jī)械工程等工科專業(yè)，嵌入式單片機(jī)已成為必修專業(yè)課之一[4-6]。我國(guó)部分高校最早于上世紀(jì)80年代就開設(shè)的與嵌入式單片機(jī)有關(guān)的課程，如《微機(jī)原理》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》等，為我國(guó)改革開放中工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等方面培養(yǎng)和提供了大量的技術(shù)人才和技術(shù)保障。

隨著時(shí)代的進(jìn)步，各類企業(yè)對(duì)嵌入式方面的技術(shù)需求日益增長(zhǎng)，不僅表現(xiàn)在人員數(shù)量上，而且對(duì)技術(shù)要求越來越高，更注重于技術(shù)上的創(chuàng)新性和綜合性[7-10]。譬如，鑒于嵌入式單片機(jī)與硬件和操作系統(tǒng)結(jié)合非常緊密，目前很多企業(yè)需要軟、硬件兩手都要硬的系統(tǒng)性軟件人才。對(duì)此，我國(guó)的高校雖然已經(jīng)有所認(rèn)識(shí)，紛紛調(diào)整在這方面的教學(xué)內(nèi)容，如增加操作系統(tǒng)之類的課程。然而，在關(guān)注于企業(yè)需求的同時(shí)，卻忽視了“術(shù)業(yè)有專攻”，缺乏針對(duì)學(xué)生自身的特點(diǎn)和興趣來考慮教學(xué)的方式及內(nèi)容的思考。

本文致力于高校嵌入式單片機(jī)的教學(xué)研究，為適應(yīng)于現(xiàn)代高水平應(yīng)用型本科高校的發(fā)展，培養(yǎng)更多更優(yōu)的學(xué)生，滿足社會(huì)對(duì)高水平嵌入式應(yīng)用型人才的需求，參考一家日資中小型電子企業(yè)研發(fā)部工程技術(shù)人員的培養(yǎng)模式，從企業(yè)對(duì)嵌入式人才的需求角度著手，以注重嵌入式技術(shù)綜合應(yīng)用和分析解決具體項(xiàng)目問題為向?qū)?，分析討論充分發(fā)揮學(xué)生的專長(zhǎng)與個(gè)性的培養(yǎng)模式。

1 企業(yè)培養(yǎng)模式

日本的嵌入式技術(shù)是目前世界上比較發(fā)達(dá)的國(guó)家之一，其國(guó)內(nèi)的東芝、三菱、富士通、瑞薩等知名嵌入式芯片廠商在業(yè)界是首屈一指[11-12]。在此，參考一家典型的中小型電子企業(yè)（幸葉電子有限公司，該公司是一家以研發(fā)和生產(chǎn)POS機(jī)為主要產(chǎn)品的日資企業(yè)）研發(fā)部門對(duì)嵌入式單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)人員的培訓(xùn)來加以介紹和分析。

1.1 培養(yǎng)模式

公司對(duì)新進(jìn)研發(fā)技術(shù)人員采用為期3-6個(gè)月的封閉式分散培訓(xùn)方式，即依據(jù)面試的基本情況和公司目前的崗位需求，安排具體的培訓(xùn)內(nèi)容，并對(duì)每個(gè)新進(jìn)技術(shù)人員給出合理的能力期望，其具體流程如圖1所示。

圖1 培訓(xùn)流程Fig.1 the flow chart of training

在培訓(xùn)期間，受訓(xùn)人員每天的任務(wù)就是完成其指導(dǎo)工程師安排的學(xué)習(xí)任務(wù)，比如對(duì)嵌入式軟件工程師，其培訓(xùn)內(nèi)容通常包括：熟悉和掌握公司目前采所用的嵌入式單片機(jī)的詳細(xì)規(guī)格，熟讀理解現(xiàn)有相關(guān)程序，并每天將學(xué)習(xí)心得和問題等報(bào)告給其指導(dǎo)工程師。

指導(dǎo)工程師每天對(duì)受訓(xùn)人員的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)判是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。直到培訓(xùn)期結(jié)束，才給出總體評(píng)判，確定是否正式錄用。整個(gè)過程，受訓(xùn)人員如有問題可以向指導(dǎo)工程師咨詢外，不鼓勵(lì)與其他人員進(jìn)行學(xué)習(xí)上的交流（除安排團(tuán)隊(duì)合作方面的培訓(xùn)內(nèi)容外），指導(dǎo)工程師除只安排學(xué)習(xí)內(nèi)容和評(píng)判學(xué)習(xí)結(jié)果外，不參與受訓(xùn)內(nèi)容的具體操作方面的指導(dǎo)。

1.2 培養(yǎng)內(nèi)容與目的

表1 嵌入式研發(fā)工程師技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容及目標(biāo)Tab.1 the contents and objectives for training the new the embedded microcomputer engineers

如表1所示，是該公司最近幾年對(duì)其研發(fā)部新進(jìn)嵌入式研發(fā)工程師的技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容及目標(biāo)。表中列舉了該公司對(duì)其研發(fā)部硬件工程師、底層軟件工程師和頂層軟件工程師三類與嵌入式單片機(jī)相關(guān)崗位的培訓(xùn)內(nèi)容和目標(biāo)。

2 思考與分析

相對(duì)于普通高校對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)要求及特點(diǎn)，企業(yè)對(duì)員工的培訓(xùn)存在很大的差別，前者主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)內(nèi)容的廣泛性和學(xué)習(xí)時(shí)間的長(zhǎng)期性，而后者主要表現(xiàn)在培訓(xùn)內(nèi)容的具體性和培訓(xùn)時(shí)間的短期性。企業(yè)對(duì)其人員的培訓(xùn)的最終目的是為產(chǎn)品和企業(yè)贏取利潤(rùn)服務(wù)，但學(xué)校主要是為人才服務(wù)?？此苾烧咧g存在不可比性和不可借鑒性，但從人才最終用途，特別是應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，企業(yè)的這種培訓(xùn)方法方式也可以給予高校教學(xué)一定的啟示，值得去探討和加以深化。從企業(yè)的培訓(xùn)方式、內(nèi)容和目標(biāo)來看，我們可以對(duì)其進(jìn)行如下分析和思考。

2.1 學(xué)習(xí)的獨(dú)立性

在方式上，幸葉公司采取了給予受訓(xùn)者相對(duì)獨(dú)立的培訓(xùn)方式，基本上不受其他人員和工作的影響。該企業(yè)在確定人選之后，為每個(gè)受訓(xùn)人員量身定制了一份簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)內(nèi)容，即要求完成時(shí)間為3到6個(gè)月。在這段時(shí)間內(nèi)，受訓(xùn)者可以非常獨(dú)立的完成所指定的學(xué)習(xí)內(nèi)容，完全可以發(fā)揮其自主權(quán)。就這一點(diǎn)而言，目前學(xué)校還做得很不夠，學(xué)生通常是被動(dòng)接受老師的安排。

2.2 注重基礎(chǔ)能力

從企業(yè)所給出的學(xué)習(xí)任務(wù)來看，比如為硬件工程師所制定的學(xué)習(xí)內(nèi)容僅只有“熟悉Altium Design設(shè)計(jì)軟件、Toshiba 87C單片機(jī)資料學(xué)習(xí)、計(jì)算器電路閱讀”，都是非?；A(chǔ)的內(nèi)容。根據(jù)這些內(nèi)容，可以充分體現(xiàn)該企業(yè)對(duì)技術(shù)人員的基本能力的重視。在注重基礎(chǔ)方面，企業(yè)對(duì)工程技術(shù)人員的要求與學(xué)校對(duì)學(xué)生的要求差別不大，如Altium Design設(shè)計(jì)軟件，對(duì)于一般應(yīng)用型本科院校的電子類畢業(yè)生都已經(jīng)在校學(xué)習(xí)過該門課程或類似課程（protel設(shè)計(jì)軟件）。

2.3 具有層次性

如表1所示，所布置培訓(xùn)內(nèi)容具有很好的層次性，前一個(gè)內(nèi)容的學(xué)習(xí)是后一個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)，后一個(gè)學(xué)習(xí)的內(nèi)容需要涉及前一個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容的知識(shí)。如對(duì)底層軟件工程師所布置的培訓(xùn)內(nèi)容，首先是學(xué)習(xí)芯片資料，然后是閱讀現(xiàn)有程序，最后才是具體的程序設(shè)計(jì)。作為一個(gè)底層程序工程師，只有在熟悉該芯片的具體特點(diǎn)特性之后，才深入到具體程序的閱讀和開發(fā)設(shè)計(jì)。其實(shí)學(xué)校的課程安排也很有層次性，從簡(jiǎn)到難，從基本知識(shí)到實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。但學(xué)校課程的層次性主要只是體現(xiàn)在基礎(chǔ)層面，還沒有上升到實(shí)踐應(yīng)用層面。

2.4 針對(duì)性強(qiáng)

以新進(jìn)工程師即將從事的主要工作為背景，安排與之相對(duì)應(yīng)的培訓(xùn)內(nèi)容。對(duì)于硬件工程師而言，該公司對(duì)其強(qiáng)調(diào)的三個(gè)目標(biāo)：能夠使用Altium Design工具軟件設(shè)計(jì)電路和PCB；熟悉Toshiba 87C單片機(jī)；能夠基于企業(yè)現(xiàn)有電路開展新的電路開發(fā)設(shè)計(jì)。因而針對(duì)這三個(gè)目標(biāo)安排相應(yīng)的培訓(xùn)內(nèi)容：使用Altium Designer設(shè)計(jì)電路原理圖和PCB；學(xué)習(xí)Toshiba 87C單片機(jī)資料；閱讀計(jì)算器電路。但目前學(xué)校教學(xué)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)主要還是針對(duì)期末考試，其最主要的目的時(shí)讓學(xué)生如何通過考試。

3 討論與總結(jié)

企業(yè)的需求是高等教育人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)。企業(yè)對(duì)人才的培養(yǎng)，即注重基礎(chǔ)又注重專業(yè)，是以完成具體的項(xiàng)目和產(chǎn)品為總目標(biāo)，是以實(shí)現(xiàn)具體的產(chǎn)品功能為總目標(biāo)，是以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品達(dá)到客戶的要求為總目標(biāo)。企業(yè)的這種在嵌入式技術(shù)方面的培訓(xùn)模式是不是值得我們高校在進(jìn)行嵌入式單片機(jī)技術(shù)教學(xué)時(shí)借鑒呢？

首先，高校教學(xué)與企業(yè)培訓(xùn)的目標(biāo)是趨于一致的。兩者的主要和最終目標(biāo)是為把嵌入式單片機(jī)技術(shù)融合到產(chǎn)品開發(fā)中，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能，包括開發(fā)設(shè)計(jì)硬件電路和軟件程序等。

其次，高校教學(xué)和企業(yè)培訓(xùn)的對(duì)象可以是一致的。兩者的培訓(xùn)和教學(xué)對(duì)象都是技術(shù)人員，是即將從事嵌入式單片機(jī)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)崗位的人員，都具備有一定的基礎(chǔ)知識(shí)（不一定是嵌入式單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)）。

然后，高校教學(xué)和企業(yè)培訓(xùn)的內(nèi)容可以是一致的。兩者所擬定的內(nèi)容，都是針對(duì)嵌入式單片機(jī)技術(shù)及其相關(guān)的技術(shù)，為培養(yǎng)合格的嵌入式單片機(jī)技術(shù)人員服務(wù)。

最后，對(duì)高校教學(xué)與企業(yè)培訓(xùn)的結(jié)果評(píng)價(jià)可以是趨于一致的。高校教學(xué)與企業(yè)培訓(xùn)的目的是使學(xué)生和技術(shù)人員能夠達(dá)到具有完成嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)的能力，考核其是否具備這方面的能力是兩者共同的標(biāo)準(zhǔn)。

綜合而言，企業(yè)的這種以項(xiàng)目為導(dǎo)向的嵌入式單片機(jī)培訓(xùn)模式，值得高校在這方面的教學(xué)方式方法的借鑒和嘗試。