該課程體係注重高低搭配、層次劃分，滿足不同用戶的需要和學生的個性發展需要。我們還增加了選修課程高性能嵌入式計算，該課程是前麵知識的大綜合，直接麵向深空探索、預警探測等高性能嵌入式計算領域需求，從係統的角度看待嵌入式係統的設計過程，極大地拓寬了學生視野。美國麻省理工學院林肯實驗室就是高性能嵌入式計算研究中的佼佼者，與美國空軍關係極為密切，它的使命就是以技術支撐國家安全。上個世紀50年代以來，該實驗室就致力於高性能嵌入式計算的研究及其在尖端武器裝備中的應用，例如機載預警雷達中的信號處理裝置，計算量接近萬億次，還要滿足體積、重量、功耗的約束。
學生可根據自己的基礎、能力及興趣選擇不同的教學內容及配套實驗，實現教學的層次性和多樣性，滿足各類人員的需要。以圖2為例，可以有三個選擇方案。方案一側重於嵌入式係統的硬件設計，所選課程為嵌入式係統導論及相應的綜合課程設計；方案二側重於嵌入式係統的軟件設計，所選課程為嵌入式係統設計工程及相應的綜合課程設計；如果軟硬兼修，則可選擇第三個方案，所選課程為嵌入式係統導論、嵌入式係統設計工程及相應的綜合課程設計。如果需要繼續深造，可在上述三個方案之一的基礎上，繼續選擇高性能嵌入式計算及嵌入式係統高級實驗。
嵌入式係統的知識體係發展迅猛，知識更新快，應用麵廣，學科交叉度高。這就要求教學內容更新快，學生的專業麵要寬，基礎要紮實，同時更應注意提高適應學科發展和廣闊應用麵的能力，感受、理解知識產生和發展的過程，具有自主學習、拓展知識的能力和可持續發展的能力。
4實踐教學與案例分析
嵌入式係統是一門實踐性很強的課程，隻有做過才能理解。為了全麵加強學生動手能力的培養，實踐教學分為3個層次。第1個層次是驗證實驗，與課程內容基礎部分相呼應，僅要求學生按照實驗指導書和課堂演示一步一步作實驗，熟悉軟硬件開發環境、加深理解知識及實驗體驗。第2個層次是綜合課程設計實驗，是嵌入式係統課程體係的大綜合，由教師提供元器件，學生根據要求搭建實驗平台，完成實驗，進行係統方案設計、硬件設計、元器件裝焊、固件設計及係統集成及調試等工作。學生要走完一個項目的全過程(例如智能溫度采集係統設計與實現)，重視方案設計、節點檢查、全過程培養。第3個層次是高性能嵌入式計算實驗，與課程內容高級部分相呼應，是應用學科與高性能計算技術的大綜合，要求基於Xscale或淩動(Atom)等高性能開發板作一個複雜嵌入式係統實驗(例如基於多處理器的合成孔徑雷達成像處理係統設計與實現)，實現在體積、重量和功耗約束下求解滿足功能需求的高性能專用計算係統。
通過近20個班次的實驗教學，大部分學生均能順利完成基礎工作，達到課程實驗的基本要求，少部分學生作了一些特色發揮，學生普遍反映方案設計能力、動手能力得到了提高。我們的做法是：重視實驗，集中時間作實驗，讓學生有充分的時間完成實驗；大量使用助教，並要求助教首先完成相關實驗，這樣指導學生才能得心應手；重視係統設計，重視方案設計。
在教學過程中，我們還盡可能引入科研項目的典型案例，讓學生理解方案設計在項目實施過程的重要作用。圖3就是實際案例“數字中短波收音機”的功能框圖，其分析過程充分展示了從用戶需求到係統分析、係統設計及係統測試的全過程，突出體係架構設計、嵌入式處理器和嵌入式操作係統的選型，這些都是嵌入式係統教學的基本要素。在方案設計階段，教師還著重介紹了處理流程的形成過程、計算量分析(濾波、傅立葉變換、Viterbi譯碼)；在係統測試階段，通過大量的測試，教師以圖表形式說明了係統實時性的分析過程，這些都是普通教學中難以體現的地方。實踐教學與案例分析還是教學科研相結合的有效途徑，教師可從科研活動中獲取豐富的教學素材，學生亦可參與到真實的科研工作中去。
5結語
回顧嵌入式係統課程體係的發展曆程，可以用“與時俱進，開拓創新”來總結。對嵌入式係統相關課程體係的調整和優化，改善了現有課程體係的一些不足，盡可能滿足學科發展的需要，也讓學生具有更多的個性發展空間，以滿足不同領域嵌入式應用的需要。
然而，嵌入式計算技術發展迅速，日新月異，如何在現有教學內容中體現最新的發展成果，培養出滿足社會發展需要的高素質人才，是我們麵臨的新挑戰。希望上述教學及科研工作的心得體會能起到拋磚引玉的作用，希望能與同行們進行更廣泛的交流。
注：本研究受到國防科技大學“十一五”教育教學研究課題支持，在此表示感謝。
參考文獻：