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目前,嵌入式教學(xué)的難點(diǎn)是，以MCU和嵌入式處理器為代表的嵌入式技術(shù)發(fā)展很快，而教師、課件、實(shí)驗(yàn)環(huán)境很難同步跟進(jìn)。隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的進(jìn)入,ZigBee、Wi-Fi和藍(lán)牙等無(wú)線技術(shù)和MEMS傳感器技術(shù)，這些原本自成一體的嵌入式系統(tǒng)變成了智能聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),因此傳統(tǒng)的8051単片機(jī)教學(xué)和"ARM十Linux"的嵌入式教學(xué)亟需改革。同時(shí)，隨著嵌入式教學(xué)內(nèi)容的不斷擴(kuò)充,教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課時(shí)也顯得捉襟見(jiàn)肘。盡管口袋實(shí)驗(yàn)室以幫助學(xué)生利用課余時(shí)間完成作業(yè),各類(lèi)嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)大賽能夠提升部分學(xué)生的素質(zhì),但是如何提高一批學(xué)生的整體能力依然是個(gè)難題。

嵌入式教學(xué)和人才培養(yǎng)是應(yīng)用性很強(qiáng)的工作,不僅僅是高校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)所為,嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)以及科技媒體應(yīng)群策群力。嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)和軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式系統(tǒng)分會(huì),自2000年以來(lái)舉辦過(guò)多次嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)教育的專(zhuān)題研討會(huì),組織高校教師面對(duì)面進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流,,一起梳理思路、尋找對(duì)策，對(duì)嵌入式教學(xué)改革起到了積極推動(dòng)作用。

現(xiàn)在企業(yè)提到的嵌入式工程師的工作一般是指嵌入式軟件編程.著重點(diǎn)在驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)軟件兩個(gè)層面,以ARM處理器的嵌入式軟件編程為主流。驅(qū)動(dòng)層面需要與硬件電路進(jìn)行交互,一般在廠商提供的外圍接口資料基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)時(shí)序等功能；系統(tǒng)軟件層面需要運(yùn)行和移植嵌入式操作系統(tǒng),特別是多任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜。

目前,高校中電子信息類(lèi)的專(zhuān)業(yè)都會(huì)接觸到電路結(jié)構(gòu)和C路言，覆蓋了驅(qū)動(dòng)層面的工作；計(jì)算機(jī)類(lèi)的專(zhuān)業(yè)都會(huì)接觸到系統(tǒng)架構(gòu)的知識(shí),覆蓋了系統(tǒng)軟件層次的工作。但是,這兩類(lèi)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)屆畢業(yè)生在接觸實(shí)際工作時(shí)并非游刃有余,主要原因在于學(xué)校的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置。其實(shí),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生哪怕只是驅(qū)動(dòng)了簡(jiǎn)単的 A/D轉(zhuǎn)換器或 D/A 轉(zhuǎn)換器,都會(huì)對(duì)整個(gè)嵌人式開(kāi)發(fā)工作形成方法學(xué)的概念, 延展到多種應(yīng)用領(lǐng)域后會(huì)很容易上手, 但實(shí)際上,學(xué)校購(gòu)買(mǎi)嵌入式開(kāi)發(fā)板時(shí)廠商都會(huì)提供源代碼,學(xué)生僅僅是在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行了一遍源碼,而并沒(méi)有深人到開(kāi)發(fā)層面,故而導(dǎo)致完全沒(méi)有方法學(xué)的概念。

電子信息領(lǐng)域的工程技術(shù)人員需要不斷學(xué)習(xí)和更新知識(shí),所以企業(yè)更看重的是工程師的學(xué)習(xí)能力, 規(guī)模較大的企業(yè),一般樂(lè)于接收學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的應(yīng)屆畢業(yè)生,從而培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)能力和團(tuán)隊(duì)情感；規(guī)模較小的企業(yè),則更愿意付出較大代價(jià)來(lái)吸收經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師.以便快速推出產(chǎn)品。在相對(duì)小眾的領(lǐng)域(比如航空航天系統(tǒng))中，往往需要高標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),這類(lèi)開(kāi)發(fā)費(fèi)用較高，因此高校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域的投人相對(duì)較少。

嵌入式系統(tǒng)具有與眾不同的特點(diǎn)，它至少匯集了電氣、電子、計(jì)算機(jī)、控制、機(jī)械、工業(yè)設(shè)計(jì)等多種學(xué)科技術(shù)，而且是與應(yīng)用需求高度結(jié)合的。在嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)的重點(diǎn)內(nèi)容選擇、知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、教學(xué)或培訓(xùn)的方法方式、實(shí)踐訓(xùn)練的配套等方面，教育界和業(yè)界普遍認(rèn)同的原則是以實(shí)際應(yīng)用需求為導(dǎo)向，結(jié)合本學(xué)科優(yōu)勢(shì)，利用師資在嵌入式領(lǐng)域的科研或產(chǎn)品研發(fā)方面的經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)，針對(duì)性地開(kāi)展人才培養(yǎng)工作。

如果根據(jù)所依賴(lài)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來(lái)組織課程體系，嵌入式人才培養(yǎng)一般有兩種思路：一是以某種現(xiàn)成開(kāi)發(fā)板為基礎(chǔ)，講授嵌入式開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)，比如選定以ARM、Intel、TI等提供的開(kāi)發(fā)板為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，重點(diǎn)講授平臺(tái)及處理器特征特點(diǎn)、擴(kuò)展接口板開(kāi)發(fā)技術(shù)、操作系統(tǒng)內(nèi)核精簡(jiǎn)優(yōu)化技術(shù)、其他系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)優(yōu)化技術(shù)，以及應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)技術(shù)等;二是以SoC為指導(dǎo)思想，不基于現(xiàn)成的成熟平臺(tái)，而是深入更底層的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)，再向上伸展到操作系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等。兩種思路并無(wú)優(yōu)劣之分，相對(duì)來(lái)講，后者對(duì)教師的要求更高一些，學(xué)生也覺(jué)得難度更大一些。

如果根據(jù)教學(xué)方法來(lái)細(xì)分，那么嵌入式系統(tǒng)教學(xué)一般有兩種方式：一是“Bottom Up”(即從局部到全局的教學(xué)方法)，先教學(xué)生一些基礎(chǔ)的、共性的知識(shí)，然后一層層往上，教給學(xué)生嵌入式系統(tǒng)綜合開(kāi)發(fā)技術(shù);二是“TopDown”(即從全局到局部的教學(xué)方法)，往往采用案例驅(qū)動(dòng)的模式，先從全局需求出發(fā)，逐一展開(kāi)各項(xiàng)技術(shù)的講授。同樣，兩種方法也無(wú)優(yōu)劣之分，可根據(jù)具體情況選用一種或兩種結(jié)合。

雖然經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)已經(jīng)積累了不少經(jīng)驗(yàn)，漸入正軌。但是，隨著各種軟硬件技術(shù)和開(kāi)發(fā)工具、教育教學(xué)手段不斷提高，人才需求更為復(fù)合化、適用化，嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)又面臨著新一輪的挑戰(zhàn)。“物聯(lián)網(wǎng)”的興起，以及“工業(yè)４．０”、“互聯(lián)網(wǎng)＋”，亦或是“新硬件時(shí)代”、“創(chuàng)客”等新概念、新技術(shù)、新架構(gòu)的不斷涌現(xiàn)，無(wú)不使得嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)面臨更多難點(diǎn)。

首先，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品形態(tài)進(jìn)一步演化，涉及的技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜、交叉和深入，給嵌入式系統(tǒng)培養(yǎng)體系中知識(shí)結(jié)構(gòu)的重組和更新帶來(lái)新困難。因此，嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)要比以前更講究學(xué)科交叉，要比以前更注重新技術(shù)的融合，以及軟硬件知識(shí)的垂直整合。

其次，嵌入式系統(tǒng)在當(dāng)今創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境形成的過(guò)程中占據(jù)較高地位，給人才培養(yǎng)目標(biāo)定位帶來(lái)新困難。因此，嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)要比以前更注重創(chuàng)新應(yīng)用開(kāi)發(fā)，更注重挖掘?qū)W生創(chuàng)新思想，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新靈感。基于Arduino、IntelEdison或PCduino的創(chuàng)客空間值得重視。再次，師資隊(duì)伍學(xué)緣結(jié)構(gòu)更新、師資個(gè)體綜合能力提升，也面臨新困難。在嵌入式系統(tǒng)技術(shù)日新月異的新常態(tài)下，以前身懷絕技的老師由于長(zhǎng)期在教學(xué)一線，來(lái)不及緊跟業(yè)界動(dòng)態(tài)，逐漸脫離新技術(shù)的發(fā)展。科研和教學(xué)互動(dòng)的良性閉環(huán)尚未成熟，因此，嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)要比以前更注重與業(yè)界的結(jié)合，只有這樣才能培養(yǎng)出符合業(yè)界需要的嵌入式人才。

后，嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)涵和外延要重新定位。教育界和業(yè)界應(yīng)共同深入探討，如何更好地培養(yǎng)業(yè)界所需要的嵌入式系統(tǒng)人才。

物聯(lián)網(wǎng),特別工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn), 需要大量熟悉嵌入式軟件與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的人才, 目前,嵌入式軟件與系統(tǒng)的人才培養(yǎng)依然分散在大學(xué)里的不同學(xué)科,通常嵌入式軟件人才由計(jì)算機(jī)學(xué)科、軟件工程學(xué)科培養(yǎng)，而嵌入式硬件人才由電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科、微電子學(xué)科培養(yǎng)。這種分離式培養(yǎng)模式使得人才很難具有練合性,自然也就很難適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的綜合性人才需求。因此，需要將嵌入式軟件與硬件融合在一起，進(jìn)行人才培養(yǎng)。

近十年的軟件工程專(zhuān)科人才培養(yǎng)模式為嵌入式軟件與系統(tǒng)的人才培養(yǎng)提供了合適的參考。嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)可以借鑒軟件的模型驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)摸式,硬件的實(shí)現(xiàn)可以借鑒基于語(yǔ)言的軟件編程方法。譬如,硬件描述語(yǔ)言VeriIog可以像寫(xiě)程序那樣寫(xiě)硬件系統(tǒng),方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電路,使用工具可以輕松地嵌入到 FPGA,同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)LUT的優(yōu)化。

嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該從系統(tǒng)級(jí)開(kāi)始。首先，對(duì)嵌入式系統(tǒng)以功能和性能為基礎(chǔ)進(jìn)行規(guī)范建模，通過(guò)軟硬件劃分原理、方法與技術(shù)対嵌入式系統(tǒng)軟硬件合理進(jìn)行劃分,形成嵌入式系統(tǒng)的軟件部分和硬件部分,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件和硬件仿真,后基于通用的嵌入式系統(tǒng)仿真平臺(tái)進(jìn)行軟件和硬件的融合仿真，在仿真正確的基礎(chǔ)上進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)實(shí)理。這種建模、設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)現(xiàn)的開(kāi)發(fā)方法是典型的軟件開(kāi)發(fā)模式，用在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)上，不僅可以加快嵌人式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),而且能夠提高開(kāi)發(fā)成功率。

隨著嵌入式半導(dǎo)體廠家的不斷推廣，ARM 處理器越來(lái)越普及，對(duì)于嵌入式芯片的使用和開(kāi)發(fā)也越來(lái)越容易。但目前存在的問(wèn)題是，學(xué)生實(shí)戰(zhàn)的機(jī)會(huì)比較少，參與的更多的是學(xué)校的演示和功能性的測(cè)試，不能稱(chēng)為真正的產(chǎn)品，而對(duì)于產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)選型、功能定義、需求定義、軟硬件開(kāi)發(fā)，以及功能樣機(jī)測(cè)試、認(rèn)證等缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。因此，需要鼓勵(lì)學(xué)生走出去，到公司進(jìn)行實(shí)習(xí);同時(shí)，希望更多的企業(yè)能夠開(kāi)發(fā)一些項(xiàng)目的窗口給畢業(yè)生實(shí)踐。在大學(xué)期間，多從事一些項(xiàng)目開(kāi)發(fā)工作，既利于畢業(yè)生找到更為理想的工作，又便于企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目用人，有效地減少雙方磨合的時(shí)間。

對(duì)于缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的大學(xué)生而言，哪些工作較為適合呢？ 比如功能需求分析、軟硬件功能樣機(jī)測(cè)試、文檔整理等。剛開(kāi)始如果能力不足，可以做一些基礎(chǔ)性的測(cè)試工作(比如芯片的基本功能驗(yàn)證等)，從熟悉數(shù)據(jù)手冊(cè)、設(shè)計(jì)文檔，測(cè)試半導(dǎo)體廠家官方開(kāi)發(fā)板和用例程序開(kāi)始，慢慢積累開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。