跳转至

课程描述：NCRE三级嵌入式系统开发技术

课程概述

本课程针对全国计算机等级考试（NCRE）三级嵌入式系统开发技术考试，系统讲解嵌入式系统的基础知识、ARM处理器体系结构、嵌入式硬件组成、嵌入式操作系统软件，以及嵌入式系统开发方法与工具。

考试形式：上机考试，120分钟，满分100分 - 选择题：40分（约40题） - 填空题：40分（约20题） - 综合题：20分（1题）

目标学员

  • 备考NCRE三级嵌入式系统开发技术考试的大学生
  • 希望系统学习嵌入式系统基础的IT从业者
  • 具有一定计算机基础，希望了解嵌入式开发的工程技术人员

先修知识要求

  • 计算机组成原理基础
  • C语言程序设计基础
  • 数字电路基础知识

覆盖主题

  1. 嵌入式系统基础知识 - 嵌入式系统特点、分类、应用；SoC、IP核；数字媒体；TCP/IP网络
  2. 嵌入式处理器 - ARM体系结构；工作状态与模式；寄存器；异常处理；ARM指令集；汇编语言程序设计
  3. 嵌入式系统硬件 - AMBA总线；存储器层次；GPIO/I²C/SPI/UART/USB/HDMI接口；S3C2410/S3C2440芯片
  4. 嵌入式系统软件 - 实时操作系统（RTOS）；BSP与Bootloader；嵌入式Linux；μC/OS-II任务管理
  5. 嵌入式系统开发 - 交叉开发环境；ADS/RVDS/GCC工具链；系统调试；综合应用开发

不覆盖的内容

  • FPGA设计与开发
  • 深度嵌入式AI/机器学习
  • RTOS的底层移植实现（仅涉及使用层面）
  • 具体产品的商业应用开发

学习目标（2001 Bloom分类学）

记忆层（Remember）

学完本课程后，学生能够： - 列举嵌入式系统的主要特点：专用性、实时性、低功耗、资源受限 - 背出ARM处理器7种异常的名称和优先级顺序 - 记忆ARM处理器的7种工作模式和2种工作状态 - 列出AMBA总线的主要组成：AHB（高速总线）和APB（外围总线） - 背出μC/OS-II的最大任务数限制（64个，用户可用60个） - 记忆S3C2410的nGCS片选信号对应的地址范围

理解层（Understand）

学完本课程后，学生能够： - 解释大端模式和小端模式的区别，并判断字数据的存储格式 - 描述CISC与RISC的区别，说明ARM采用RISC结构的原因 - 说明SoC芯片中硬核、固核、软核IP的区别与适用场景 - 解释μC/OS-II任务调度的抢占式原理和优先级机制 - 描述Bootloader的启动过程（stage1和stage2） - 说明I²C总线的主从通信机制和总线仲裁原理 - 解释嵌入式Linux实时化技术的必要性

应用层（Apply）

学完本课程后，学生能够： - 根据ARM寻址方式，计算LDR/STR指令执行后寄存器的值 - 使用AND/ORR/BIC指令对寄存器特定位进行清零、置位操作 - 编写BL指令调用子程序，用MOV PC,LR返回的ARM汇编代码片段 - 根据S3C2410 GPIO控制寄存器格式，配置引脚为输入/输出功能 - 计算图像存储容量和传输时间（选择题与综合题常考） - 配置μC/OS-II任务创建函数OSTaskCreate()的参数

分析层（Analyze）

学完本课程后，学生能够： - 分析一道综合题的硬件设计需求，确定需要用到的接口和寄存器 - 根据寄存器位域格式，分析控制字的位掩码运算（AND/OR操作） - 分析嵌入式系统的通道类型（前向、后向、人机交互、互连） - 区分硬实时和软实时操作系统的应用场景 - 分析Flash存储器的NOR Flash和NAND Flash各自的特点与用途 - 比较不同Bootloader（U-Boot/GRUB等）支持的处理器架构差异

评估层（Evaluate）

学完本课程后，学生能够： - 评价不同嵌入式处理器（Cortex-M/R/A）对具体应用场景的适用性 - 判断嵌入式系统存储器选型（NOR/NAND Flash、SRAM/DRAM） - 评估通信接口选择（UART/SPI/I²C/以太网）对系统性能的影响 - 判断考试选择题中的正误陈述，识别常见错误说法 - 评估μC/OS-II任务间通信机制（信号量/邮箱/消息队列）的适用场景

创建层（Create）

学完本课程后，学生能够： - 设计一个基于S3C2410的嵌入式应用系统的硬件接口方案 - 编写完整的GPIO初始化和LED控制代码（综合题核心） - 设计键盘扫描函数，实现矩阵键盘的行列扫描逻辑 - 构建μC/OS-II多任务应用程序的主函数框架（OSTaskCreate+OSStart） - 根据题目要求综合运用存储容量计算、传输时间计算、接口配置等完成综合题

课程重要性

嵌入式系统是当今数字化时代的基石，从智能家电到工业控制，从医疗设备到航空航天，嵌入式系统无处不在。NCRE三级嵌入式认证是国内认可度较高的专业资质，通过学习本课程，考生不仅能顺利通过考试，还能掌握实际嵌入式开发的核心知识体系。