南京工業職業技術學院ARM嵌入式綜合實訓研究

[摘要]隨著國家嵌入式產業的發展，在高等職業院校設立嵌入式專業，培養企業所需的嵌入式應用人才，是很有必要的。如何開設嵌入式專業課程以及開展綜合實訓項目，合理進行人才培養是高職院校所必須考慮的問題。南京工業職業技術學院對嵌入式應用人才的培養進行了嘗試，針對嵌入式專業特點以及生產企業在嵌入式技術開發上對人才的需求，結合學院仿真工廠的辦學理念，對嵌入式專業課程設置和綜合實訓項目的開設進行了初步探索。

[關鍵詞]嵌入式;綜合實訓;課程設置

[中圖分類號]TP271[文獻標識碼]A[文章編號]1005-4634(2010)01-0067-03

0引言

嵌入式系統技術是跨行業、跨學科的技術，近年來，我國嵌入式系統應用產品在精密制造、家電、電子、汽車、通信、交通、金融、網絡、監控、工業自動化等領域的市場需求日益增長[1]。發展嵌入式系統技術和產業是貫徹“信息化帶動工業化，工業化促進信息化”的方針、促進我國產品由“中國制造”向“中國創造”邁進的迫切需要。嵌入式技術在我國發展十分迅速，我國工業和信息化部的成立，會促進信息化與工業化融合，推動產業結構優化升級，加快嵌入式技術的推廣和應用。

嵌入式系統技術是促進信息化與工業化融合的核心技術，是信息技術中發展最快、應用最廣的技術。嵌入式系統技術的推廣應用對傳統產業改造，產品的更新換代和附加值的提升有深遠意義。加速具有中國自主知識產權產品的創新和研制工作，是實現從“中國制造”向“中國創造”轉變的有效途徑。提高產品的品種和技術含量，擴大產量和市場占有率提供了重要機遇，將為嵌入式系統產業鏈的上下游企業提供更好的發展機遇。

企業的發展需要技術人才，高職院校在企業生產力培養過程中是主力軍。高職院校直接面向企業的需求人才進行培養，這要求高職院校培養的學生在校學習期間，就能夠適應企業的需要。嵌入式學生除具備扎實的嵌入式理論知識外，還應具有很強的動手能力和實際項目的開發設計能力。學生能力的培養，除了理論學習之外，更重要的是通過各高校開設的相應實訓環節來提高[2]。南京工業職業技術學院對嵌入式人才培養進行了嘗試，這即是機遇，又是挑戰。

1學院ARM嵌入式專業介紹

在我國，嵌入式專業是個新型的專業，并且發展前途廣闊。高職院校專業中，嵌入式專業正在處于起步階段，其實訓的開展除了要結合本專業的課程設置外，還要聯系嵌入式上下游企業在嵌入式技術上應用的具體項目進行，這樣學生才能夠更好的把所學知識運用于實際的項目中去，更好的適應社會企業的需求，贏得企業的認可。培養企業所需求的人才，對于學生來說，在就業方向上才能有更加廣闊的選擇空間。

高職院校與普通高校生源有較大的差距，嵌入式系統課程的特點決定了該課程的學習與教學難度較大，但嵌入式系統應用是屬于必須注重實踐環節和動手技能的課程，因此只要教學方法得當，課程設置合理，教學措施有效，在高職院校開設嵌入式系統課程是可行的，并完全能夠使學生達到嵌入式系統應用入門的教學目的[3]。

南京工業職業技術學院2006年正式招收嵌入式專業學生，并為開發嵌入式專業投入了大量的人力和物力，嵌入式專業的學生培養定位為:為IT行業、大型通信設備制造企業、消費電子類企業、軟件企業等培養嵌入式產品及應用系統的設計與開發工程師，稽從事嵌入式技術的應用項目設計開發、產品維護與技術服務等高素質的嵌入式軟件設計高技能型人才。學生也可在電子產品行業，特別是消費電子、電子安防產品，以及工業自動控制等領域，從事嵌入式技術產品的軟硬件系統開發、生產、安裝、調測、銷售、維護及技術支持等工作。

目前南京工業職業技術學院嵌入式系統設計專業在專業課程設置上以32位高端處理芯片ARM為主，嵌入式操作系統以Linux、Win CE為主，學生在校期間能夠掌握ARM處理器體系結構及其接口技術、Linux下C應用程序設計、基于ARM體系結構的Linux驅動開發、Windows CE嵌入式開發技術、CAD設計與制造工藝以及相關開發設計工具的使用，學生按照嵌入式系統開發流程，進行實際項目的開發實訓，完成項目開發，綜合掌握所學知識，積累開發經驗，為走向實際工作崗位奠定堅實的基礎。

2學院ARM嵌入式專業綜合實訓項目開發

學院成立了嵌入式項目部作為教學團隊，該團隊教師以研究創新性實訓項目為主線，注重提高學生素質，以實訓項目為中心開展教學。教師引導學生從方案著手，查閱參考書、上網查資料，要求學生在項目開發過程中遇到問題時，自行提出解決方法，分析這些方法的合理性，最終完成項目任務。學生在完成實訓項目的過程中發揮創新意識，自行提出基本思路和解決方案，并與教師共同討論完善方案，學習掌握項目開發所需的知識和技能。通過教師引導，學生為主，教師為輔的實際項目開發教學方法，培養學生的獨立工作能力。

針對學院對嵌入式專業學生的培養定位，開設了各專業課程的課程實訓和各門課程綜合應用的綜合實訓，本文就綜合實訓項目的開發從以下三方面進行討論，起到拋磚引玉的作用。

2.1根據課程體系設置綜合實訓

根據課程體系設置的綜合實訓是以盡量貼近于實際工作中的實際問題為指導思想而設計開發的，實訓項目的設置意在綜合學生所學專業知識，提高學生解決問題、實際操作的能力。

下面以教師設計開發的《基于S3C2410實驗平臺的GUI GPRS通訊》實訓項目為例進行說明，此項目完成的功能是:在多個S3C2410實驗平臺上分別進行溫度、濕度等信息的采集，采集數據顯示在GUI屏幕上，并將這些平臺上的數據通過GPRS傳送到主控機，完成分布式系統的采集數據。在通訊過程中通過GPRS給某一分機發送相應的報文，分機接受到命令后，把相應的主機所需的采集數據通過GPRS傳回主機，主機接受到分機的數據后，通過GUI進行顯示。

指導教師要求學生根據任務書，自行設計實現方案，并完成編碼、功能測試。在項目實現中，學生要熟練配置使用ADS工具、交叉編譯工具，并能在Linux環境下進行項目的開發和調試。完成此項目要求學生具有一定的編碼測試能力，所學專業課程知識綜合能力。項目結構如圖1所示。

教師在設計綜合實訓項目時，項目相當于一個完整的圓，利用這個圓把用到的所學相關知識進行串接，最后完成一個完整的實際應用項目的開發。此項目要進行bootloader開發和嵌入式Linux操作系統的移植，在完成這部分工作時，要求應用《ARM處理器體系結構及其接口技術》課程中的UART、中斷、TIMER等接口模塊，利用《CAD設計與制造工藝》課程中的所學知識讀懂硬件平臺的原理圖，利用《基于ARM體系結構的Linux驅動開發》課程中的知識進行S3C2410的Linux下的 GPRS驅動開發、串口驅動程序開發，利用《Linux下C應用程序設計》課程中的知識完成項目所需功能。學生把這些分散的功能模塊完成后，就可以進行項目的整合，完成項目的要求。

教師通過設計綜合實訓項目，把所學主要專業課中的知識進行了綜合，使學生在項目開發過程中能夠把所學知識相互聯系，提高綜合運用能力。

2.2與生產企業聯合完成綜合實訓項目

校企聯合一直是學院對學生進行培養的一種方式，通過學院以及教師個人，積極向嵌入式生產企業靠攏，一方面了解企業發展的最新情況(如企業所運用的最新技術)，另一方面從企業聯系一些實際項目讓學生參與開發。目前學院正與南京一些嵌入式公司進行合作，為企業開發一些實際項目，讓學生在教師的指導下參與到開發過程中，盡快融入到企業實際開發中，明確了學習目標，提高學生的學習主動性，同時學院也正在向南京外的企業進行拓展。學院就曾經與南京某電力設備企業進行合作，開發了電廠的溫度控制系統。根據企業的項目要求，教師提出解決方案，指導學生進行了項目的設計與開發，使學生在校期間就能夠面向社會企業參與一些實際開發，做到學做合一，手腦并用，盡快適應企業的需要，為就業提供廣闊的市場和更多的機會。

2.3嵌入式競賽作為實訓項目

全國大學生嵌入式競賽是對學生掌握的專業知識、開發技能以及實際工作能力的綜合考察，是學生自己設計、開發、測試產品的有力競賽場。學院鼓勵學生參加競賽，并把競賽作為對實訓項目來開展。自己動手完成競賽對學生是一次很好的鍛煉和考核。

在參加競賽過程中，可以開闊學生的視野，增加學生的創新能力，鍛煉能力，提高分析問題解決問題的能力。同時，各高校的參賽作品是各高校學生的技術精華，是很值得借鑒和學習的，借鑒參加競賽各高校的參賽作品，作為嵌入式專學生的綜合實訓項目，指導學生進行設計、開發。

由于綜合實訓項目的開展，提高了學生的創新動手能力，在參加2008年10月份在北京由電子學會舉辦的“博創杯”全國大學生嵌入式競賽中取得了三等獎。在參加比賽過程中，也學習了其他高校參賽作品，這些作品大都與企業項目聯系非常密切，如陜西榆林學院的《可燃性氣體檢測和報警系統》、東北大學的《基于GPS、GPRS的旅游景區智能導游系統》、西安郵電學院的《ARM9-井下定位及智能數據采集系統》、福建師范大學《基于ARM7的盲文語音助讀系統》等等，這些項目技術含量很高，涉及到的知識很全面，很適合作為學生的綜合實訓項目，學院正在組織教師進行其他院校參賽作品的綜合實訓項目化。

3結束語

隨著進入“后PC時代”，為中國以嵌入式軟件為核心的嵌入式系統產業的高速增長迎來了千載難逢的契機。嵌入式軟件產業現已成為中國IT產業中一個重要新興產業和增長點。高職院校嵌入式專業實訓項目應該在信息化與工業化融合中開展，為嵌入式系統開發培養有用的人才，加快傳統產業升級改造、提高產品的智能化、數字化、網絡化的水平和科技含量、推動嵌入式系統技術創新，促進信息化與工業化融合，滿足社會企業的需求。

參考文獻

[1]潘曉寧.高職高專院校嵌入式系統課程教學方法的探討[J].職業教育研究，2007，(8):24-25.

[2]尤寶芬.關于高職實訓教學的幾點思考[J].職業教育研究，2008，(10):120-121.

[3]徐承彬.高職院校嵌入式系統課程教學探討[J].職業教育研究，2008，(8):40，52.