關于嵌入式教學中選用系統的感受

    嵌入式技術是當今最流行的一門新技術，它有廣闊的發展空間。目前國內很多高校都在開展和計劃開展嵌入式課程,很多老師在前期接觸嵌入式技術時，對于在嵌入式教學中采用什么樣的微處理器和嵌入式操作系統還存在很多疑惑。博創擁有國內最廣泛的嵌入式教學實驗系統用戶。但是從這兩年多來的高校用戶反饋信息，特別是我們的專家給清華軟件學院和北航軟件學院開課的經驗上看，高校任課老師都感覺ARM7和UCOS操作系統更適合教學使用。下面是給清華和北航軟件學院開設嵌入式課程的魏洪興博士對嵌入式教學中選用設備的一些感受，希望能對您有所借鑒。

一.ARM7 VS ARM9

   UP-NETARM3000和UP-NETARM300采用基于ARM7TDMI核的三星S3C44B0芯片，該芯片是目前國內使用最廣的經典ARM芯片，非常適合教學；和ARM7相比，應該說ARM9在性能方面有很大提高，但ARM9更適合作為產品開發平臺，并不適合作為教學平臺。

ARM7比ARM9更適合教學。體現如下：

1. 從硬件設計方面，ARM7主頻在30-100MHz左右，學生完全可以掌握其設計技術，而ARM9在100-200MHz左右，屬高速設計，至少有3年以上經驗的硬件工程師才可能進行設計，一般學生很難掌握。

2. 從軟件設計方面，在教學中采用源碼開發的操作系統已成為共識，ARM7資源緊湊，適合運行ucos和ucLinux等源碼開放的操作系統，在教學中能夠充分體現嵌入式系統對資源、成本、可靠性有嚴格需要的特點；而ARM9是系統集成度更高的SOC，適合跑WinCE、Linux等高級操作系統，用于教學是“大馬拉小車”，這樣造成學生在設計時往往不會關注資源、成本、可靠性的限制，就如同用一臺PC進行教學一樣，無法體現嵌入式教學的特點。

3. 從應用方面，而ARM7芯片價格比ARM9低得多，而且ARM7芯片是目前嵌入式產品市場的主流，占90%以上，很多手機、小靈通等產品都是基于ARM7的，就如同目前單片機開發與教學絕大多數采用51體系一樣，ARM7就是32位微處理器領域的51，至少有10年左右的生命力，這也如同單片機教學很少講16位的80186一樣。

是不是ARM9就比ARM7高級呢？

1. 嵌入式教學設備和PC不一樣，PC強調“性能”，而教學設備強調“功能”，設備是否高級，在于“功能”，而不在于“性能”，教學設備的特點是使用簡單，盡量減輕教師和學生的使用負擔。博創的UP-NETARM3000和UP-NETARM300是功能完備的教學設備，完全體現了功能強大、簡單易學的教學特點。

2. 這就和現代《計算機體系結構》、《計算機組成》、《微機原理》等課程仍在使用4位、8位機進行教學實驗案例而不選用P4級CPU做為實驗案例一個道理，因為4位、8位機作為教學已經足夠了，即容易理解，又能講清知識和問題，因為教學中講的是知識和概念，而不是CPU的性能。

3. 高級的嵌入式實驗教學設備的“高級”應體現在教學內容和使用功能的高級方面，而不是單純的性能“高級”。博創的UP-NETARM3000和UP-NETARM300采用雙操作系統，可通過更換核心模塊從ucos教學升級到ucLinux教學，兩種操作系統都具有完整的教學體系和實驗課件，這是其它任何教學設備所不具備的。

二．Linux VS ucOS-II

1. 的確，Linux很熱門，而且是未來幾年的發展方向。但在教學中，我們必須正視這樣一些現實：桌面操作系統主流仍為Windows系統，絕大多數老師和學生沒有或很少使用Linux，而且本科生階段也很少開設Linux相關課程。而開展ARM+Linux教學至少要有Linux應用經驗，否則在教學中要花很大精力去講授Linux操作系統知識、ARM微處理器知識、Linux下的編程與交叉編譯技術，在實驗中要熟悉Linux開發環境、進行實際編程訓練，我們都知道，上面的每個知識點花一門課去講授都不為過，把這么多內容都放在一門課上講解，很難保證教學質量。

2. 因此，嵌入式教學必須從學生實際情況出發，制定相應的教學計劃和選擇實驗設備，不能只追求“高級”和“流行”，而忽略教學過程中最關鍵的環節“學生接受能力”，應做到因材施教，因勢利導，才能達到最好的教學效果。

3. 博創的UP-NETARM3000和UP-NETARM300教學平臺充分考慮了嵌入式教學的上述特點，即在Linux還不普及的情況下，對大多數專業而言，采用源碼開發的操作系統ucos是最好的選擇，ucos源代碼簡單經典，容易學習和接受，在Windows環境下開發，容易理解和學習，通過30-40學時的講解和實驗，學生能夠充分掌握嵌入式開發的要點，清華、北航的教學實踐充分證明了這一點，80%的學生都獨立或合作開發出了基于嵌入式小游戲，保證了教學效果；在未來兩年內，很多高校都會開設Linux相關基礎課程，那時通過更換核心模塊或重新燒寫系統，UP-NETARM 3000和UP-NETARM300會輕松升級到Linux，ucos和ucLinux可以滿足絕大多數嵌入式教學的要求。

   嵌入式系統教學是一門新課，涉及電子、計算機、軟件等諸多專業學科，對授課老師要求較高，選擇合適的教學體系和實驗設備對教學順利開展和保證教學質量至關重要；博創的UP-NETARM3000和UP-NETARM300教學平臺具有配套教材、教案、實驗指導書、實驗課件、網上教學輔導一整套完整的解決方案，為教師和學生提供了最大限度的教學資源，減輕教與學的負擔。

   更為重要的一點，是博創的教學體系和實驗課件已經在清華大學、北京航空航天大學、南開大學等國內一流高校教學中得到了實際應用，經過兩年多實際教學的反復完善，已經成熟，通過學生的反饋意見被證明是成功的，完全可以推廣到其它各個高校。而其它的嵌入式教學平臺的課件只是其開發人員的一些技術資料，沒有經過教學驗證。采用這樣的平臺在教學中會有很大的風險性。

   因此，嵌入式教學必須從學生實際情況出發，制定相應的教學計劃和選擇實驗設備，不能一味追求“高級”和“流行”，而忽略教學過程中最關鍵的環節“學生接受能力”，應做到因材施教，因勢利導，才能達到最好的教學效果。 
linux操作系統文章專題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）