ARM處理器在90年代末進(jìn)入中國(guó),,借助其在全球移動(dòng)終端和嵌入式系統(tǒng)上的成功,正在深刻地影響著嵌入式系統(tǒng)教學(xué),。2004年ARM發(fā)布Corex-M3 MCU內(nèi)核之后,,國(guó)際上主要的MCU廠商紛紛推出基于M3、M4,、M0和M0+的各種MCU,。其中M0/M0+瞄準(zhǔn)的是替代傳統(tǒng)的以8051為代表的8位MCU市場(chǎng),這些給單片機(jī)(MCU)和嵌入式教育帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),。
近日,,由嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)主辦的第13次主題研討會(huì)如期舉行。來(lái)自清華大學(xué),、同濟(jì)大學(xué),、太原理工大學(xué)等知名高校的專(zhuān)家學(xué)者與ARM、意法半導(dǎo)體,、飛思卡爾等產(chǎn)業(yè)界人士齊聚一堂,,就“使用ARM Cortex-M MCU拓展傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)”這一話題發(fā)表了精彩演講,并展開(kāi)了熱烈的討論,。
清華大學(xué) 邵貝貝教授
--嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用教師如何適應(yīng)ARM走向主流MCU的大趨勢(shì),?
嵌入式課程依附于相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域,嵌入到所有學(xué)科,。其內(nèi)容基點(diǎn)在硬件和軟件的結(jié)合點(diǎn)上(從點(diǎn)亮一支LED開(kāi)始),。十余年前,ARM的優(yōu)勢(shì)已得到廣泛認(rèn)可,,并被引入到教學(xué)當(dāng)中,。目前,低端ARM替代8/16位MCU已成定局,,高端ARM已開(kāi)始進(jìn)入云計(jì)算領(lǐng)域,。
ARM教學(xué)中存在很多難點(diǎn),可以采取以下對(duì)策:加強(qiáng)對(duì)教師的培訓(xùn),;加強(qiáng)教材建設(shè),,含出版物和網(wǎng)絡(luò)教材建設(shè),;要借助半導(dǎo)體廠商的合作與支持。清華大學(xué)的“口袋”實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)已取得了很好的教學(xué)效果,,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),,顯著提升了其動(dòng)手能力。
ARM中國(guó)公司大學(xué)計(jì)劃經(jīng)理 時(shí)昕博士
--Cortex-M處理器:系列課程的教學(xué)平臺(tái)
為了更好地輔助高校教師基于Cortex-M處理器進(jìn)行教學(xué),,ARM公司將推出Lab-in-Box,,包含幾種廠家的ARM MCU開(kāi)發(fā)板、MDK軟件開(kāi)發(fā)工具,、課件,、樣書(shū)以及試題庫(kù)。
太原理工大學(xué)常曉明教授
--興趣驅(qū)動(dòng)早期培養(yǎng)讓學(xué)生不知不覺(jué)地進(jìn)入嵌入式世界
曉明實(shí)驗(yàn)室針對(duì)本科生,,形成一套行之有效的培養(yǎng)計(jì)劃,。提倡“四個(gè)一”——做一個(gè)實(shí)驗(yàn)、寫(xiě)一篇研資,、做一個(gè)PPT,、搞一次發(fā)表,讓學(xué)生從“玩家”到“工程師”,!良好的文化氛圍是發(fā)展的根本,,興趣驅(qū)動(dòng)使學(xué)生不知不覺(jué)地進(jìn)入嵌入式世界,并通過(guò)“嵌入式系統(tǒng)”帶動(dòng)學(xué)生全面發(fā)展,。
ST公司MCU高級(jí)經(jīng)理 曹錦東
--STM32引領(lǐng)32位單片機(jī)的潮流
作為最早發(fā)布基于Cortex-M內(nèi)核的MCU的廠商,,ST在不斷追求創(chuàng)新的同時(shí),積極與高校開(kāi)展合作,。目前,,已與清華大學(xué)、西安電子科技大學(xué)多家高校建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,;支持競(jìng)賽和創(chuàng)新設(shè)計(jì),,累計(jì)為高校提供逾5000套開(kāi)發(fā)套件。
武漢理工大學(xué) 李寧博士
--ARM Cortex-M MCU教學(xué)實(shí)踐
基于Cortex-M MCU進(jìn)行教學(xué),,無(wú)論軟件還是硬件,與8051教學(xué)都存在很大差異,。其中一大難點(diǎn)在于,,在學(xué)時(shí)少、實(shí)踐少的情況下,,如何平衡發(fā)展軟,、硬件能力。實(shí)際教學(xué)中,,團(tuán)隊(duì)采用Android實(shí)驗(yàn)箱和Cookie板,,mcu教學(xué)與物聯(lián)網(wǎng)和Android教學(xué)相結(jié)合,。
同濟(jì)大學(xué) 周偉博士
--Cortex-M MCU教學(xué)初探
挑戰(zhàn):Cortex-M編程環(huán)境復(fù)雜,學(xué)生C語(yǔ)言基礎(chǔ)差,,應(yīng)用能力弱,;Cortex-M集成度高,不利于培養(yǎng)學(xué)生硬件能力,;教材硬件設(shè)計(jì)內(nèi)容仍然偏少,;知識(shí)點(diǎn)需要進(jìn)一步凝練,內(nèi)容取舍需要探討,。
理念:簡(jiǎn)化細(xì)節(jié)學(xué)習(xí),,重視概念講解;簡(jiǎn)化匯編代碼學(xué)習(xí),,重視應(yīng)用能力培養(yǎng),;合理分配課時(shí),重視硬件設(shè)計(jì)能力培養(yǎng),;創(chuàng)造條件,,加大實(shí)踐環(huán)節(jié)時(shí)間,培養(yǎng)實(shí)踐能力,。
討論環(huán)節(jié) 百家爭(zhēng)鳴
在嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)的發(fā)起委員,、中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式系統(tǒng)分會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)何小慶的主持下,與會(huì)者就ARM Cortex-M0/M0+是否將替代8051用于單片機(jī)教學(xué),,教師和學(xué)生面臨的困難有哪些,?目前嵌入式教學(xué)中使用的ARM MCU教材內(nèi)容有哪些地方需要改進(jìn)? 許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的芯片依然采用8051或者非ARM架構(gòu),,在物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的嵌入式課程中,,MCU教學(xué)應(yīng)如何開(kāi)展?圍繞這些問(wèn)題大家發(fā)言踴躍,。
飛思卡爾大學(xué)計(jì)劃的馬莉女士介紹了飛思卡爾大學(xué)計(jì)劃和智能車(chē)大賽情況,,今年推廣的重點(diǎn)已落在高校的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上。新唐微控產(chǎn)品中心主管林任烈先生介紹新唐Cortex-M4新品和大學(xué)計(jì)劃情況,,威視姚遠(yuǎn)博士介紹他們最新開(kāi)發(fā)基于Zynq的SNOWLeo廉價(jià)開(kāi)發(fā)板,。北京郵電大學(xué)軟件學(xué)院鄺堅(jiān)教授談了他們?cè)谟?jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)使用ARM 處理器和MCU方面的體會(huì),強(qiáng)調(diào)了RTOS學(xué)習(xí)的重要性,,他指出,,ARM MCU教學(xué)要區(qū)分不同專(zhuān)業(yè)。與會(huì)代表們熱烈討論了在轉(zhuǎn)型中8051實(shí)驗(yàn)箱如何平滑過(guò)渡到ARM實(shí)驗(yàn)箱,,如何解決正版廉價(jià)的J-TAG調(diào)試電纜等細(xì)節(jié)問(wèn)題,。與會(huì)代表們還就ARM MCU是否、已經(jīng)何時(shí)可以替代8051的問(wèn)題,,發(fā)表了自己的觀點(diǎn),,飛思卡爾楊欣欣博士表示,,用戶推動(dòng)和成本推動(dòng)是最大的動(dòng)力,曹錦東表示現(xiàn)在包括8051在內(nèi)的8位MCU在成本還是有優(yōu)勢(shì),,用戶有使用上慣性,,如果M0/M0+價(jià)格繼續(xù)下降,更多地用戶逐漸熟悉了ARM MCU,,替代就是大勢(shì)所趨了,。
結(jié)語(yǔ)
學(xué)生們希望學(xué)到最新的、前言的知識(shí)和技術(shù),,企業(yè)希望招聘到有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師,,習(xí)慣了8位和16位單片機(jī)教學(xué)的教師們,該如何兼顧已有課程體系,、授課方式和嚴(yán)峻的就業(yè)需求呢,?這些正在考驗(yàn)教師們的智慧。