基于A(yíng)RM的嵌入式虛擬開(kāi)發(fā)平臺

摘要：為了解決目前大部份高校缺乏嵌入式開(kāi)發(fā)平臺的問(wèn)題，提出了構建嵌入式虛擬開(kāi)發(fā)平臺方案。方案采用μVision4 IDE和Proteus進(jìn)行整合，在不需要購置嵌入式硬件設備的情況下，通過(guò)改造、整合原有實(shí)驗設備，實(shí)現具有嵌入式系統設計、開(kāi)發(fā)等款、硬件同步仿真調試功能的嵌入式虛擬實(shí)驗室。同時(shí)給出了具體的教學(xué)模式革新和實(shí)施方法。
關(guān)鍵詞：嵌入式；虛擬；開(kāi)發(fā)平臺；Proteus；ARM

隨著(zhù)嵌入式設備(如智能MP4、數碼相機、智能手機、TV機頂盒及PDA等)的普及程度越來(lái)越高，嵌入式培訓、嵌入式開(kāi)發(fā)成為熱門(mén)，這些嵌入式設備多采用32位RISC嵌入式處理器作為核心部件，其中基于ARM核的嵌入式處理器獨占鰲頭，在32位RISC處理器中占據超過(guò)75％的市場(chǎng)份額。形成鮮明對比的是：目前大部份普通高校缺乏嵌入式實(shí)驗室，或者規模太小，設備數量嚴重不足，學(xué)生缺乏嵌入式開(kāi)發(fā)實(shí)訓環(huán)境，很大程度上挫傷了學(xué)生的學(xué)習熱情和學(xué)習興趣。為了解決這種狀況，本文提出了構建基于KeilμVision4 IDE和Proteus的嵌入式虛擬實(shí)驗室。在原有設備的基礎上，通過(guò)改造、整合等手段，實(shí)現具有嵌入式系統設計、開(kāi)發(fā)等軟、硬件同步仿真調試功能的嵌入式虛擬實(shí)驗室。這將對學(xué)生就業(yè)起到很大的幫助，有助于提升學(xué)生就業(yè)能力和擇業(yè)優(yōu)勢。

1 高校嵌入式教學(xué)現狀
1．1 嵌入式設備嚴重缺乏
傳統的實(shí)驗教學(xué)主要依賴(lài)價(jià)格昂貴的實(shí)驗設備，存在前期投入大、后期維護費用高等問(wèn)題。電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗儀器設備的更新?lián)Q代非?？?，由于設備昂貴，大批量采購嵌入式硬件設備的可能性非常小，而且由于經(jīng)費的限制，購置的實(shí)驗箱數量往往不能滿(mǎn)足教學(xué)的需要，導致多人共用實(shí)驗箱，無(wú)法保證學(xué)習效果，學(xué)生動(dòng)手能力受到限制。更嚴重的，部分普通高校沒(méi)有嵌入式實(shí)驗室，學(xué)生在校期間從未進(jìn)行過(guò)
嵌入式實(shí)驗學(xué)習和嵌入式開(kāi)發(fā)訓練，實(shí)驗教學(xué)無(wú)法有效開(kāi)展，嚴重影響教學(xué)質(zhì)量。
1．2 教學(xué)實(shí)訓手段及內容受限制
嵌入式是一門(mén)軟、硬結合的實(shí)踐性很強的課程，需要配合電腦、仿真機、開(kāi)發(fā)板、編程器進(jìn)行綜合練習。常規嵌入式硬件實(shí)驗箱不但昂貴，而且只能完成實(shí)驗箱內置的驗證性實(shí)驗或者靈活度非常小的設計性實(shí)驗，很難進(jìn)行教學(xué)內容創(chuàng )新設計，限制了學(xué)生能力的培養和教學(xué)內容的革新。
1. 3 創(chuàng )新性開(kāi)發(fā)無(wú)法進(jìn)行
由于嵌入式硬件實(shí)驗箱內部模塊固化，設計的不合理或者操作的失誤極其容易損壞設備，導致了兩方面的問(wèn)題：一是教師為了不損壞設備。不會(huì )輕易讓學(xué)生嘗試創(chuàng )新設計；二是學(xué)生做實(shí)驗時(shí)，怕承擔賠償責任，不能隨心所欲地設計具體功能模塊，不能根據自己的需要進(jìn)行必要的實(shí)驗驗證和調試。這些不但限制了教學(xué)的效果，而且極大地制約了學(xué)生的自主創(chuàng )新能力，學(xué)生沒(méi)有真正能夠實(shí)踐的環(huán)境，不能真正大膽、創(chuàng )新地設計，束縛了學(xué)生的手腳。
1．4 實(shí)訓時(shí)間的限制
由于實(shí)驗室安全和實(shí)驗室管理方面的諸多因素，目前實(shí)驗室開(kāi)放都局限于正常上班時(shí)間，其他時(shí)間很少開(kāi)放，不夠靈活，使得學(xué)生不能根據自己的時(shí)間安排實(shí)驗，實(shí)訓時(shí)間有很大的局限。
以上種種問(wèn)題抑制了學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng )新思維，對學(xué)生的能力培養、學(xué)生就業(yè)競爭力和學(xué)校的發(fā)展都不利。因此如何改變當前這種被動(dòng)教學(xué)的局面，建立一個(gè)適合學(xué)生實(shí)際、合理科學(xué)、又與時(shí)俱進(jìn)的嵌入式實(shí)驗環(huán)境，是一個(gè)值得研究的課題。