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清华大学深圳研究生院 “嵌入式系统软硬件协同设计”高级培训班 2005年招生简章 一、培训班的背景 近些年来，以计算机技术，通讯技术、消费电子技术为主的电子信息技术的高速发展和国际互联网络（Internet）的广泛应用已经改变了人们的生活方式,世界各国都在为发展以计算机技术，通讯技术、消费电子技术为主要内容的信息产业制定宏伟的发展规划,以期在21世纪的政治、经济和技术竞争中处于主动有利的地位。信息技术对其他各产业的贡献越来越大,信息产业正逐渐成为其他产业的支柱。信息产业的发展程度、信息流通、畅通与否已成为评价各个国家的经济发展水平的一个重要标准。在人类步入全球信息化社会的进程中，全球性电子信息技术正在发挥着巨大的作用。 嵌入式系统和技术发展迅速，功能强大的嵌入式处理器已大量应用于各种航空航天飞行器控制系统、武器系统、数字电视机、视频高密光盘机（Vedio Compact Disc——VCD）、数字化视频光盘机（Digital Vedio Disc——DVD）、学习机、寻呼机、手持电话，个人数字助理（Personal Digital Assistant——PDA）、手持个人电脑（Handheld Personal Computer——HPC），汽车电子系统、电话系统、数字相机、各种智能设备、仪器仪表、办公电器、家用电器等各种各样的军用和民用嵌入式设备。例如，一些汽车工业生产厂家已经在他们生产的高档小轿车中嵌入了多达20多个以上的微处理器。据统计，目前95%的微处理器以及65%的软件产品用于嵌入式电子设备。嵌入式系统应用的市场迅猛扩大，对嵌入式软件在正确性、灵活性、规模和快速高效方面提出了极高的要求，市场的激烈竞争也将在这些方面展开。 嵌入式系统与技术广泛应用于工业、交通、通讯、商业、农业、金融、公安、国防、文化、政治、经济、航空航天、医疗卫生、教育、体育等国民经济的各个领域。据美国Gartner Group公司的估计，到2004年前，全世界投入使用的嵌入式系统约有700亿个。如移动电话，自动柜员机，IC卡系统，电子收款机(Point Of Sells——POS)，全球定位系统(Global Position System——GPS)，手持电脑（HPC），个人数字处理（PDA）,信息家电，Internet 接入终端设备、自动控制领域的工业自动化仪表与检测设备，化工过程自动化设备，电网系统，自动抄表设备，飞行控制器，空中交通控制系统，自动收费，航天器姿态与轨道定位装置等。 从某种意义上来说，通用计算机行业的技术是垄断的。占整个计算机行业90%的PC产业，80%采用Intel的8x86体系结构，芯片基本上出自Intel，AMD，Cyrix等几家公司。在几乎每台计算机必备的操作系统和文字处理系统方面，Microsoft的Windows及Word占80～90%，凭借操作系统还可以搭配其它应用软件。因此，当代的通用计算机工业的基础被认为是由Wintel(Microsoft和Intel建立的联盟)垄断的工业。 嵌入式系统与技术则不同，它是将先进的计算机技术、半导体技术、微电子技术、通讯技术、消费电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个高新技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统和一个分散的应用广泛的信息产业，充满了机遇、创新与竞争，没有哪一个系列的微处理器和嵌入式操作系统能够垄断全部市场。即便在体系结构上存在着主流，但各不相同的应用领域决定了不可能只有少数几个公司、少数几种产品垄断全部市场。因此，嵌入式系统领域的产品和技术，必然是高度分散的，留给各个行业的中小规模高新技术公司的创新与发展空间非常巨大。 另外，社会上的各个应用领域是在不断向前发展的，要求其中的嵌入式系统与技术也要同步发展，这也构成了推动嵌入式系统与技术发展的强大动力。 目前，国内外嵌入式系统与技术、嵌入式软件及软硬件系统协同设计与集成专业人才十分匮乏，人才竞争十分激烈。因此，在上述情况下，主办“嵌入式系统软硬件协同设计”高级培训班具有非常重要的现实意义和社会意义。 二、培训班的目的 清华大学嵌入式系统与技术实验室长期从事嵌入式系统与技术的研究和教学工作，给出“嵌入式系统”的定义如下： “嵌入式系统是指由嵌入式处理器、相关支撑器件和嵌入在存储器中的嵌入式软件系统组成的可独立工作或者辅助其它设备运转的电子系统、装置或设备。其中: 嵌入式处理器主要包括（1）嵌入式微处理器（Embedded Microprocessor Unit）；（2）嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller Unit），即单片机；（3）嵌入式数字信号处理器（Embedded Digital Signal Processor）；（4）片上系统（System On Chip——SOC）。 相关支撑器件主要包括定时器、序列发生器、控制器、各种传感器、显示设备(LCD、LED等)、通讯设备(Modem，GPS，GSM，GPRS，CDMA，IrDA/Fast IrDA, Bluetooth等)、接口设备（R232，IEEEl394 ，USB，PC卡，Smart卡，Ethernet／Fast Ethernet，Parallel等）。 存储器主要包括（1）只读存储器（Read Only Memory——ROM）；（2）随机存储器（Read Random Memory——RAM）；（3）闪速存储器（Flash Memory ——FLASH）；（4）电子硬盘（Electronic Hard Disk —— EHD）。 嵌入式软件系统主要包括（1）与硬件相关的底层支持软件（2）嵌入式操作系统；（3）图形用户界面（Graphics User Interface—GUI）；（4）嵌入式数据库系统；（5）各种嵌入式控制与应用软件。 嵌入式系统是针对特定用途而定制的，强调硬件与软件的协同设计。因此，要求设计人员必须同时具备硬件与软件方面的知识与技能。在硬件方面，需要了解特定任务对微处理器，存储器，周边设备，接口等的要求，能够根据任务需求选择性能指标合适的元器件，能够设计电子电路板。在软件方面，要求熟悉嵌入式操作系统，会按照需求裁减内核，实现实时多任务的调度与管理，开发合适的人机交互界面，编写应用程序接口、设备驱动程序和嵌入式应用软件等。同时还要具备软件与硬件综合测试与调试的技能。 本培训班着眼于当前IT业发展的前沿领域及其与相关学科交叉的特点，针对当前嵌入式系统软硬件工程师应具备的素质，以及嵌入式系统课程内容的要求，在近年来我们清华大学嵌入式系统与技术实验室的研究成果与工作积累的基础上，为全国IT企业的总经理、技术总监、项目经理、专业技术人员，以及寻求新职业发展的专业技术人员开设“嵌入式系统软硬件协同设计”高级培训班。本培训班的目标是通过向学员讲授一个具体的嵌入式系统的软硬件协同设计和开发的全过程，使学员掌握嵌入式系统硬件与软件协同设计的方法和技能，让学员自己动手设计与实现一个具体的嵌入式系统，使学员在嵌入式系统硬件与软件方面得到全面的综合训练，从而提高学员的科研工作能力。 三、培训班授课内容简介 本培训班通过典型的嵌入式系统软硬件实验平台，让学员学习与掌握嵌入式系统的基本架构，学习与掌握包括微处理器，存储器，相关支撑器件、嵌入式软件系统等在内的系统开发全过程。学习与掌握嵌入式操作系统的内部机理，内核裁减移植，交叉编译，周边设备的接口应用，以及系统测试与调试等技术，学习与掌握一些常用的周边设备的接口驱动程序、接口应用程序和嵌入式应用程序的编写技巧。训练学员硬件软件协同设计与开发的动手能力，实现一个具体嵌入式系统的软硬件整体解决方案。培训班主要内容如下： （一）嵌入式系统概论 1．嵌入式系统的基本概念； 2．嵌入式系统的基本架构； 3．嵌入式系统软硬件协同设计的研发模式； 4．嵌入式系统硬件软件协同设计的方法。 （二）嵌入式系统的硬件环境 1．主流微处理器； 2．存储器； 3．相关支撑器件、周边设备及设备驱动原理； 4．嵌入式系统硬件开发平台。 （三）嵌入式软件开发环境 1．嵌入式软件开发环境概述； 2．交叉编译器； 3．调试器； 4．下载器； 5．控制台等的设置和用法； 6．应用程序开发工具包。 （四）嵌入式软件系统概述 1.嵌入式操作系统 1） Linux 入门； 2） 核模块：硬件描述层、进程调度、进程通讯、文件系统和网络接口。 2.嵌入式应用软件 1） 应用程序接口 API； 2） 嵌入式应用软件。 3.与硬件相关的底层支持软件——设备驱动程序 1） 网络口驱动； 2） 串行口驱动； 3） USB驱动； 4） 液晶及键盘的驱动。 4．接口应用 1） 串行通信接口应用； 2） USB通信接口应用。 （五）嵌入式系统硬件平台的设计与实践 1．使用PROTEL98SE 软件，设计嵌入式系统硬件平台，建立主要器件元件库； 2．建立嵌入式系统硬件平台元器件原理图符号库、PCB图符号库（以基于ARM7内核的嵌入式微处理器S3C44B0等芯片的封装为例）； 3．生成与导入网络表，完成PCB的布局和布线； 4．检查PCB布线规则,修改PCB布线错误,完成PBC版图的设计； 5．完成嵌入式系统硬件平台印刷电路板的焊接、测试、以及调试； 6．完成嵌入式系统硬件平台上特殊芯片管脚电平的测试。 （六）嵌入式系统软件开发环境的设置 1．学会Hitool for arm和Hitool for uClinux软件的安装和使用； 2．熟悉Windows环境下 Cygwin 交叉编译器的使用； 3．在Hitool for arm下建立一个项目、插入项目文件，编译、调试和下载文件，并在调试过程中设置断点，单步执行和观察变量。 （七）嵌入式操作系统及其应用软件的设计与开发 1．在嵌入式系统硬件平台上，对键盘、串行口、USB口、网口、LCD等设备进行软件测试； 2．登录Cygwin 交叉编译模拟器，运行基本命令和操作； 3．运用Hitool 裁剪内核模块，并编译、下载和调试； 4．开发一个应用程序，例如，键盘测试程序，LED测试程序，PWM波形生成程序等等。 （八）设备驱动程序的设计与实践 1．添加和删除某个设备，并学会检测设备工作状态； 2．教授键盘、串行口、USB口、网口、LCD等设备的驱动原理，完成某一个设备驱动程序的编写，例如，键盘、串行口、USB口、网口、LCD等设备驱动程序的编写； 3．完成驱动程序的编译、下载，并调试。 四、预备知识或先修课程要求 要求学员具备电子电路设计，数字电路，模拟电路，数据结构，C/C++ 编程，操作系统基础，Linux等课程的相关知识。 五、参考书目 1．嵌入式系统与技术概论，张跃 编著，清华大学出版社即将出版。 2．嵌入式系统软硬件协同设计与实践指南，张跃、代少升 编，2004.8。 3．嵌入式LINUX设计与应用，邹思轶 主编, 清华大学出版社,2002.1, 第一版。 4． C/C++嵌入式系统编程, Michael Barr 著，于志宏 译, 中国电力出版社出版, 2001年3月。 5．Linux Device Drivers, 2nd Edition, Alessandro Rubini & Jonathan Corbet, Corbet Publisher: O'Reilly,2nd Edition, June 2001. 6．Understanding the Linux Kernel, Daniel P. Bovet, Marco Cesati Publisher: O'Reilly, First Edition October 2000 . 7．USB大全，（美）Jan Axelson著 陈逸等译，中国电力出版社，2001。 8．并行端口大全，（美） Jan Axelson著 那怡超等译，中国电力出版社，2001。 六、培训对象 全国IT企业的总经理、技术总监、项目经理、专业技术人员，寻求新职业发展的专业技术人员，科研院所的专业技术人员，以及高等院校的学生和教师。 七、培训教师 本培训班主讲教师为清华大学深圳研究生院嵌入式系统与技术实验室的教授与博士。 张跃：博士，清华大学深圳研究生院嵌入式系统与技术实验室主任。在清华大学多次为研究生主讲“嵌入式系统软硬件协同设计”课程。长期从事“嵌入式系统与技术”、“嵌入式系统软硬件教学平台”、“嵌入式操作系统”、“手持移动设备”、“车载GPS与多媒体系统”、“数字电视系统”、“数字电视机”、“机顶盒STB”、“数字视频技术”、“个人数字助理PDA”、“手持个人计算机HPC”、“心电远程监护仪”、“血压远程监护仪”等方面的研究与教学工作。主持过国家攀登计划B项目、国家863项目、国家自然科学基金项目、省部级科研项目，以及与企业合作研发项目40余项。已出版著作5部，在国内外学术刊物上发表论文210余篇，其中58篇论文被SCI，EI引用和收录200多篇次。荣获发明专利13项、软件著作权12项。荣获省部级科技进步奖4次。 代少升：博士，清华大学深圳研究生院嵌入式系统与技术实验室博士后。在清华大学为研究生开设“嵌入式系统软硬件协同设计”实验课程。多年来，主要从事“嵌入式系统与技术”、“嵌入式系统软硬件教学平台”、“心电远程监护仪”、“血压远程监护仪”、“基于DSP的红外焦平面实时非均匀性校正算法及系统”、“基于DSP的嵌入式图像处理系统”、“单缝衍射光强分布测试仪”、“图像监视及海量存储系统”等方面的研究与教学工作。主持与参加过国家863项目、国家自然科学基金项目、省部级科研项目，以及与企业合作研发项目10余项。在国内外学术刊物上发表论文20余篇。 八、培训环境与条件 多年来，“嵌入式系统与技术实验室”主要从事具有自主版权的清华嵌入式操作系统及其开发环境、嵌入式智能3C (Computer, Communication, Consumer,即计算机及外围设备、通讯、消费电子)合一产品、嵌入式系统软硬件协同设计与集成技术的研究与开发，拥有发展嵌入式系统与技术及软硬件系统协同设计与集成的专业技术，拥有微电子专业技术人才、嵌入式软件专业技术人才、产品软硬件系统协同设计与集成专业技术人才、具有自主版权的嵌入式操作系统，以及己建立了一个内容丰富、专用标准嵌入式系统产品方案逾100余个的软硬件系统协同设计与集成设计库。 “嵌入式系统与技术实验室”专门为个人数字助理PDA（Personal Digital Assistant）、手持个人计算机HPC（Handheld Personal Computer）、数字电视机DTV(Digital Television)、机顶盒STB(Set Top Box)、VCD、DVD、学习机、寻呼机、手持电话，车载多媒体系统、电话系统、数字相机、MP3播放机、各种智能设备、仪器仪表、家用电器、远程集中自动抄表（电表、水表、煤气表、热力表等）系统，以及小卫星、各种航天飞行器系统、警用与军用手持移动装备等众多的民用和军用嵌入式智能3C合一产品提供软硬件系统协同设计与集成技术及创新解决方案。 “嵌入式系统与技术实验室”已与国内外不同类型嵌入式产品业内企业与公司，包括元器件供货商、同行、产品最终用户及原设备、原设计制造厂商等建立了良好的关系。 本培训班在清华大学深圳研究生院嵌入式系统与技术教学实验室进行。实验室拥有一流的嵌入式系统与技术软硬件开发平台、设备和实验仪器。可为学员提供实验室自主研发的嵌入式系统平台、PC机、嵌入式Linux操作系统的开发环境与工具、嵌入式系统平台的全部器件清单、器件的数据手册、器件的原理图符号库、PCB图符号库、原理图、PCB图、嵌入式Linux操作系统的源代码、各种外围设备（包括串口、网口、USB口、LCD、键盘等）驱动程序的源代码，以及嵌入式应用程序（包括串口、网口、USB口、LCD、键盘等测试程序）的源代码。可为学员的产品开发和职业发展提供有力的技术支持、帮助和保障。 九、培训时间 1．本培训班每期课程共计48学时，6天时间； 2．第一期：2005年4月18日~23日开班； 第二期：2005年5月23日~28日开班； 第三期：2005年6月20日~25日开班； 第四期：2005年7月25日~30日开班； 第五期：2005年8月22日~27日开班； 第六期：2005年9月19日~24日开班； 第七期：2005年10月24日~29日开班； 第八期：2005年11月21日~26日开班； 第九期：005年12月19日~24日开班。 3．本培训班授课内容与时间安排如下。 时间 上午 下午 晚上 第一天 （一）嵌入式系统概论 （二）嵌入式系统的硬件环境 上机实验 第二天 （三）嵌入式软件开发环境 （四）嵌入式软件系统概述 （五）嵌入式系统硬件平台的设计与实践 上机实验 第三天 （六）嵌入式系统软件开发环境的设置 上机实验 上机实验 第四天 （七）嵌入式操作系统及其应用软件的设计与开发 上机实验 上机实验 第五天 （八）设备驱动程序的设计 上机实验 上机实验 第六天 上机实验 上机实验 上机实验 十、培训地点 深圳市南山区大学城清华校区清华大学深圳研究生院 嵌入式系统与技术室F楼104室。 十一、培训费用与结业证书 1．收费标准：RBM 5000元/人，包含教材、光盘、嵌入式系统硬件平台的印刷电路板、元器件、印刷电路板的焊接、测试、调试、上机设计与实践操作等费用。 注：光盘中的内容包括电子版教材、嵌入式系统平台的全部器件清单、器件的数据手册、器件的原理图符号库、PCB图符号库、原理图、PCB图、嵌入式Linux操作系统的源代码、各种外围设备（包括串口、网口、USB口、LCD、键盘等）驱动程序的源代码，以及嵌入式应用程序（包括串口、网口、USB口、LCD、键盘等测试程序）的源代码，以及相配套的嵌入式系统软件开发工具软件。 2． 参加本培训班的学员结业后将获得清华大学深圳研究生院颁发的结业证书！ 完成学业并通过考核者由清华大学深圳研究生院授予清华大学“嵌入式系统软硬件协同设计高级培训班结业证书”（清华大学深圳研究生院钢印）。 十二、报名须知 1．下载并填写报名登记表，E-mail至培训学院(或电话报名)。 2.请于开课前将培训费交(汇)到培训学院。 3.户 名：清华大学深圳研究生院培训学院 开户行：深圳市商业银行华新支行 帐 号：0142100329448 4．学员食宿费自理,可代为安排。 十三、联系方式 1．联系地址：深圳市南山区深圳大学城清华校区 清华大学深圳研究生院 嵌入式系统与技术室 F楼306室 3． 联系人：马映琼老师 4． 电话：0755-26036126 5． 传真：0755-26036867 5．邮编：518055 6．E-mail：labest@sz.tsinghua.edu.cn 7．网址：http://www.sz.tsinghua.edu.cn