试论微电子微电子嵌入式系统教学新方式和建设经典

摘 要：建立微电子专业嵌入式系统学研产平台，对嵌入式系统教学方法改革和嵌入式系统考核方法进行研究，以市场为导向、以企业为依托，为微电子专业嵌入式系统学研产合作探讨新的教育模式。
关键词：嵌入式系统 产学研 项目驱动 考核模式
随着物联网、通信技术的发展，嵌入式产品在全球各行业得到广泛应用。但我国嵌入式人才一方面市场供不应求、企业选人难；一方面高校毕业生就业难。主要问题是毕业生不能满足市场对人才的要求，校企合作不够紧密。这种现象不仅存在于本科毕业生中。随着研究生的扩招，提高研究生就业率也提上了议事日程。学校不能向学生提供足够的实践机会，有些教学只有理论讲解，没有实践操作，或者学生做实验仅仅是基于实验箱的摘自：硕士论文答辩技巧www.618jyw.com
步骤完成实验，不能提高学生的动手能力和实际工程项目研发能力，故不能满足嵌入式研发企业对于人才的要求。对于微电子专业而言，芯片设计更新换代很快，系统集成、片上系统甚至片上可编程系统需求大批既懂芯片设计又懂嵌入式系统的复合人才，这方面与国际同行业先进企业对人才的要求还有很大的差距。因此，如何这些问题，形成适应市场对嵌入式系统人才需求培养的新模式，是微电子专业嵌入式系统教学面临的一个重要课题。
国内外很多高校和实验室都对嵌入式系统课程进行了教学改革和尝试，如英国雷丁大学、德国波恩-莱茵-锡格大学、新加坡南洋理工大学和加拿大卡尔顿大学等；国内有清华大学、哈尔滨工程大学、江西理工大学和华中理工科技大学等。上述研究往往涉及计算机专业或电子工程专业较多，但是对微电子专业嵌入式系统课程的教学改革研究报道较少，并且大多数嵌入式系统教学改革主要是实验部分的改革。
为了贯彻落实《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010-2020年）》的精神，不断深化本科生、研究生教学改革，提高本科生、研究生教育质量和就业率。旨在探索研究微电子专业嵌入式系统学研产教育新模式，走出一条将实际科研项目、教学环节和企业生产紧密结合的特色之路。以市场甚至国际市场为导向、以企业甚至跨国公司为依托、学研产相结合的新模式，把微电子专业嵌入式系统科学研究、企业技术研发和人才培养紧密结合起来。尤其是对微电子专业研究生的教育，与企业甚至跨国公司合作进行技术研发，提高人才的创新能力、解决工程实际问题的能力和专业工程素养，培养出基础较扎实、实践能力强、专业工程素养较高和企业欢迎的微电子专业毕业生。为高校学生就业难、企业选人难的问题；为缩小我国与先进国家微电子专业复合人才的差距，具有重要的现实意义和长远的社会意义。
1 建立微电子专业嵌入式系统学研产平台
嵌入式系统是微电子专业研究生和本科生的一门专业选修课。微电子专业嵌入式系统的特点是紧跟芯片和软件前沿发展动向、涉及学科多、国际性器件多且更新换代快。该课程要求理论与实践紧密结合，企业需求解决工程实际问题的嵌入式人才，这些都促进了微电子专业嵌入式系统学研产教育新模式的开展，提高学生理论联系实际和工程项目研发能力。我校已与北京华芯微特科技有限公司、深圳仙苗科技有限公司和北京飞漫软件有限公司等单位合作，建立了嵌入式联合实验室，正在与跨国公司相关人士洽谈；另外，本研究室在科学研究中已初步建立了小型物联网系统、RFID系统、光栅测量系统、火炮发射计数系统、烟雾报警系统和完成芯片设计并成功流片的项目等，这些为该课程学研产新模式的探索和研究搭建了很好的基础和平台。部分学生在华芯微特公司运用所学的ARM汇编语言进行指令集的测试设计和应用设计。部分学生运用所学软硬件系统设计方法，设计和制作出电子产品，部分产品已应用于企业。微电子专业嵌入式系统学研产新模式的建立，很重要的一项内容就是教学方法和考试方法改革。以实际工程项目驱动为主要形式，以实际课题研究、技术开发为主要内容，整合校企优质资源，优化微电子专业嵌入式系统教学与考试方法，提高学生的知识水平、学习、动手和实际工程实践项目的研发能力，实现与企业的紧密合作，为学生成功走向市场，进入企业增加一份较强劲的推动力。
2 实际项目驱动教学方法改革
基于嵌入式系统学研产平台，紧跟嵌入式学术前沿的发展动向，不断改进企业所需的产品功能，并将实际的研发项目和研发过程引入到嵌入式系统课堂，采用课内外学习、作业和实验相结合的方法，使学生能完成嵌入式系统的实际硬件电路设计、程序编制、调试环境搭建、板级调试、网络通讯、系统集成和文档编写等环节，提高学生的工程项目研发和实际动手能力。将企业一线专家请到校内，使学生近距离聆听企业嵌入式专家的报告和指导，提高学生工程项目经验、创新能力、实践能力，丰富学生的专业素养，也可以提高学生的就业率。同时也为企业产品研发提供人才保障。另外，也使学生和教师及时了解企业对毕业生的要求、对课程内容的建议和企业技术创新的需求等，紧跟嵌入式市场的发展需求，及时调整教学内容和规划，培养符合市场及企业一线需求的微电子嵌入式人才。切实建立以国际市场为导向，以国内企业和国际企业为依托、学研产紧密结合的微电子专业嵌入式系统教育新模式。同时进一步加深与企业之间长期紧密的学研产用合作关系，使平台成为企业技术创新和我校微电子专业嵌入式人才培养的重要基地。
3 结合市场和微电子专业特点细分方向
基于微电子专业的特点，一部分学生今后主要从事嵌入式系统设计和研发工作。从事嵌入式系统研发的学生，重点学习硬件电路设计和软件编程，通过需求分析、方案论证、资料搜集、系统设计、电路调试、软件编程、系统测试、文档写作等全过程，完成一个标准工程项目的嵌入式系统研发。另一部分学生今后主要从事器件或芯片的设计研发工作。随着芯片集成度的不断提高，电子元器件朝着深亚微米方向发展，芯片设计朝着系统集成的方向发展，即SoC片上系统甚至片上可编程系统（SoPC）设计。这部分学生需要学习和掌握嵌入式系统的体系结构、处理器的架构体系、内部器件和单元模块的工作原理等。如ARM处理器的体系结构和接口的总线设计以及 ARM的汇编语言等。在芯片设计中，汇编语言被大量应用于芯片测试中，如指令集的测试，通过汇编语言完成指令的操作，进而转换成机器码，通过查看寄存器来验证流水线的设计是否正确；另外，汇编语言也被应用于芯片设计，运用汇编语言可以完成ARM source的准备等。学生掌握了系统的结构和工作原理有利于进行系统集成的设计和应用。摘自：毕业论文格式模板www.618jyw.com