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課程概述
智能嵌入式系統是智能時代的重要特點之一，它在硬件基礎上融入了人工智能科學與方法，讓機器通過一定的方式進行智能判斷、智能決策和智能控制，以便最有效地實現其智能功能。從人們日常生活到安全攸關的國家工程中都有智能嵌入式系統的存在，它極大地推動了各行各業進入到了智能時代。
軟硬件協同設計是智能嵌入式系統設計與實現的基本方法和技術之一，它針對智能嵌入式系統產品的多個性能指標進行軟硬件優化配置，使整個系統性能最優。這些性能指標有時表現是矛盾的，
如：
系統運行時間越快系統成本就越高，系統功耗越大系統耗電量也就越大。軟硬件本身的性能也是有差異的，如硬件運行時間一般要短於軟件運行時間，但硬件是有硬件面積的限制。因此，如何進行軟硬件配置，即如何安排軟件執行的任務和硬件執行的任務，成了智能嵌入式系統性能整體優化的關鍵。
本課程定位為實踐探究型，將智能嵌入式系統行業前沿學術研究成果組成課程基本內容。以解決行業前沿案例為課程基本知識點選取的推動劑，形成了產業技術與學科理論相融合的課程內容。一方面填補電子信息領域人才培養教學內容空白，另一方面為解決信息領域「卡脖子」技術培養複合型高端人才。
本課程的知識目標：１學習系統級建模與仿真、性能指標獲取等基礎知識；２獲得依據系統性能指標的智能嵌入式系統軟硬件優化配置方案方法的核心技術；３掌握在異構嵌入式系統設計平台上，集成開發具體智能嵌入式系統的設計和實踐能力。本課程是數字邏輯、嵌入式系統設計、智能系統規範與建模等知識的融合和延伸，為後續物聯網及智能嵌入式系統開發實踐提供更加具體和綜合的理論、方法和技術基礎，為培養具有系統級的科學研究和綜合開發素質的高級研發人員提供恰當的知識和技能。
本課程制定了完整的智能嵌入式系統軟硬件協同設計的知識體系，以及基礎原理、方法和技術以及開發語言和工具。本課程知識點由三部分組成：第一部分——基礎篇：系統建模、仿真與性能獲取；第二部分—核心篇：智能系統軟硬件優化配置方法，包括：多目標劃分方法、多核劃分方法、多模塊劃分方法和微系統劃分方法；第三部分—實踐篇：面向典型案例的系統設計與集成。
本課程把這三部分內容分成10章:第1章 智能嵌入式系統設計概述,第2章 系統建模, 第3章 系統仿真方法,第4章 系統性能獲取,第5章 多目標劃分方法,第6章
多核劃分方法,第7章 多模塊劃分方法,第8章 微系統劃分方法,第9章 系統設計,第10章 系統集成。
本課程共30課時，視頻共561分鐘，其中第1章2課時視頻32分鐘，第2章3課時視頻82分鐘，第3章2課時視頻50分鐘，第4章3課時視頻56分鐘，
第5章2課時視頻41分鐘，第6章2課時視頻44分鐘，第7章4課時視頻100分鐘，第8章3課時視頻71分鐘，第9章2課時視頻46分鐘，第10章2課時視頻39分鐘。
本課程教學了採取理論知識學習與實踐項目結合的教學方式：培養學員熟悉工具的使用，以及自己開發相關工具能力，搭建自己工具鏈。面向行業典型案例，採取課堂教學、課堂實踐以及課程設計實踐等教學形式，進行組織本課程知識內容。解決傳授最新研究成果同時體現實踐探究性問題，培養學員對於開發完整系統的認知能力、動手能力、設計優化能力以及工程創新能力。
本課程考核可以採取平時作業、課程討論、編程實踐和課程實踐設計報告綜合考核方式，加大平時學習過程中認識能力和編程實踐能力在學習成績中的比重，平時作業練習採用通用答題式考核和上機練習，每篇都有考核，考核成績為獲得課程證書的依據。
本課程教學內容在華東師範大學軟件工程學院已講授10餘次，授課對像有研究生和本科生。本課程教學內容已匯入教材《智能嵌入式系統設計》，將由機械工業出版社出版。本課程成功入選上海市教委重點建設課程、華東師範大學在線開放課程建設項目。本課程入選2022年上海市教學名師課程。
教學單元
1 第一章 概述
2 第二章 系統建模
3 第三章 系統仿真
4 第四章 系統性能獲取
5 期中考試
6 第五章 多目標劃分
7 第六章 多核劃分
8 第七章 多模塊劃分
9 第八章 微系統劃分
10 第九章 系統設計
11 第十章 系統集成
課程列表
名稱 時間長度
第01講1.1節 智能嵌入式系統 00:06:29
第02講1.2節 軟硬件協同設計 00:14:58
第03講1.3 第一章內容概述 00:11:35
第04講2.1 有限狀態自動機 00:12:20
第05講2.2輸入輸出自動機 00:18:04
第06講2.3數據有限狀態機 00:28:26
第07講2.4 混成自動機 00:23:38
第08講3.1 離散系統仿真 00:15:18
第09講3.1（續）離散系統仿真例子 00:15:17
第10講3.2 離散連續系統仿真（1） 00:18:42
第11講3.2 離散連續系統仿真(2) 00:16:53
第12講4.1 軟件性能獲取 00:10:30
第13講4.2 硬件性能獲取 00:06:36
第14講4.3 通信代價獲取 00:11:47
第15講5.1 數學建模 00:06:04
第16講5.2.1 多處理器任務分配 00:06:04
第17講5.2.2 多目標軟硬件劃分 00:11:14
第18講5.2.3 多候選的軟硬件劃分 00:15:02
第19講6.1 實時系統 00:15:29
第20講6.2 任務優先級 00:13:29
第21講6.3 多核系統劃分方法 00:15:29
第22講7.1 多模塊劃分方法 00:10:04
第23講7.2.1 基於聚類的多模塊劃分(上） 00:16:29
第24講7.2.2 基於聚類的多模塊劃分(下） 00:24:06
第25講7.3.1 KL劃分算法 00:32:20
第26講7.3.2 KL劃分算法拓展 00:17:57
第27講8.1 基於模塊的微系統劃分 00:17:45
第28講8.2 基於多核的微系統劃分(上） 00:29:10
第29講8.2 基於多核的微系統劃分(下） 00:24:39
第30講9.1 硬件IP核設計 00:14:46
第31講9.2 軟件設計 00:13:08
第32講9.3 軟硬件間通信設計 00:18:14
第33講10.1 道路交通標誌識別系統 00:12:53
第34講10.2 任務屬性及軟硬件綜合 00:17:09
第35講10.3 系統實現 00:09:06
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GS_3907