【正文】 的培養(yǎng)目標定為：培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，具有堅實的數(shù)理基礎(chǔ)和軟件工程技術(shù)基礎(chǔ)，系統(tǒng)地掌握嵌入式系統(tǒng)的基本知識、基本技能和設(shè)計方法，具備良好的分析問題、解決問題的能力及良好的外語運用能力，與產(chǎn)業(yè)界緊密結(jié)合，培養(yǎng)軟件工程領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)方向的卓越的國際化應(yīng)用型人才。作為本卓越工程師實驗班的特色，培養(yǎng)的學生應(yīng)具有嵌入式軟件、嵌入式硬件、SoC 和嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的前沿知識，了解和運用產(chǎn)業(yè)界最新的技術(shù)，富于創(chuàng)新精神，學生畢業(yè)后，具備直接設(shè)計嵌入式系統(tǒng)軟硬件的能力。培養(yǎng)目標說明：1) 嵌入式系統(tǒng)工程師的定義：工作在技術(shù)、開發(fā)、管理等領(lǐng)域的一線，需要有一定的嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗和嵌入式硬件開發(fā)知識，熟悉至少一種微處理器架構(gòu)或可編程邏輯器件的使用等，了解嵌入式操作系統(tǒng)的構(gòu)成和應(yīng)用，具有軟件項目的一般開發(fā)流程經(jīng)驗。二、學制“3＋1”模式針對四年制本科專業(yè)學生，采取“3＋1”模式。三、基本規(guī)格要求北京工業(yè)大學軟件工程（嵌入式系統(tǒng)方向）應(yīng)用型卓越工程師計劃培養(yǎng)的學生具有嵌入式軟件、嵌入式硬件、SoC 和嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的前沿知識，了解和運用產(chǎn)業(yè)界最新的技術(shù)，富于創(chuàng)新精神，學生畢業(yè)后，具備直接設(shè)計嵌入式系統(tǒng)軟硬件的能力。學習的主要知識包括：計算機科學與技術(shù)知識、軟件工程知識、集成電路知識、嵌入式硬件設(shè)計知識、嵌入式軟件設(shè)計知識、嵌入式軟硬件綜合設(shè)計知識、嵌入式 SoC 知識等。掌握外語聽說能力和交流技巧，具備較強的外語應(yīng)用能力。因此，本說明也具有與培養(yǎng)規(guī)格同等的法律效益。培養(yǎng)規(guī)格直接對應(yīng)卓越工程師培養(yǎng)計劃的“應(yīng)用型工程師培養(yǎng)的通用標準”。培養(yǎng)規(guī)格與課程的對應(yīng)實現(xiàn)矩陣見附件 8。軟件工程類核心課程 6 門：《高級語言程序設(shè)計》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》、《C++語言程序設(shè)計》、《軟件工程導論》、《數(shù)據(jù)庫原理》、《軟件體系結(jié)構(gòu)》；計算機科學類核心課程 6 門：《數(shù)字邏輯電路》、《計算機組成原理》、《離散數(shù)學》《編譯原理》、《操作系統(tǒng)》、《計算機網(wǎng)絡(luò)及編程》；電子電路類核心課程 3 門：《電路與電子技術(shù)》、《電路設(shè)計與硬件描述語言》、《嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用》；嵌入式系統(tǒng)特色課程 7 門：《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計原理》、《嵌入式操作系統(tǒng)》、《EDA 設(shè)計技術(shù)及工具》、《FPGA 硬件設(shè)計》、《SoC 嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計與實踐》、《DSP 設(shè)計與實現(xiàn)》、《嵌入式系統(tǒng)軟硬件綜合設(shè)計》等。4五、培養(yǎng)模式及分年級培養(yǎng)目標本專業(yè)方向的全體學生都參與卓越項目，并按照此方案執(zhí)行。三年專業(yè)基礎(chǔ)培養(yǎng)，包括課程學習及校內(nèi)工程實踐訓練，其中校內(nèi)工程實踐訓練包括二年級的實驗環(huán)節(jié)與三年級的實訓環(huán)節(jié)；一年的專業(yè)培養(yǎng)，指在企業(yè)進行的實際工程項目訓練、實習及畢業(yè)設(shè)計。5六、企業(yè)實習和工程項目訓練四年制學士學位：四年制學士學位（教育部卓越工程師培養(yǎng)計劃的“應(yīng)用型工程師培養(yǎng)的通用標準”）要求工程實踐訓練一年。校內(nèi)實踐從二年級開始按照環(huán)節(jié)安排，包括二年級實驗環(huán)節(jié)、三年級實訓環(huán)節(jié)。1．校內(nèi)工程訓練環(huán)節(jié)1）二年級實驗環(huán)節(jié) 本著“知識為實踐服務(wù)” 的思想，為企業(yè)培養(yǎng)立即可用、有一技之長的人才，讓學生在掌握牢固的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，注重學生實踐能力循序漸進的培養(yǎng)。具體實驗案例包括：a) 基于FPGA 軟硬件綜合設(shè)計；b) SoC 嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計與實踐；c) DSP 設(shè)計與實現(xiàn)；d) 嵌入式系統(tǒng)綜合設(shè)計與實踐；e)創(chuàng)新試驗區(qū)項目工程實踐。每個項目將安排真實的項目經(jīng)理，對每個學生配備專門的指導教師，并按照軟件工程的要求管理、設(shè)計、開發(fā)、實現(xiàn)項目。通過這些工程實踐項目學習，使學生掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的基本技能和開發(fā)系統(tǒng)的使用方法。62．企業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計四年級，學校與企業(yè)辦學合作方 Xilinx 公司共同安排學生到國外嵌入式系統(tǒng)公司企業(yè)、Xilinx 公司國內(nèi)創(chuàng)新基地（包括上海、無錫、成都、北京、西安、深圳等）、第三方合作企業(yè)，做為期一年的實際工程項目訓練、實習及畢業(yè)設(shè)計。項目開發(fā)過程中，實行正規(guī)的項目管理。學生根據(jù)項目開發(fā)的需要和自己的興趣，應(yīng)主動查閱資料，通過自學和導師輔導掌握深層次專業(yè)知識。畢業(yè)論文工作實行雙導師負責制，校內(nèi)導師負責論文的寫作規(guī)范，企業(yè)導師負責論文工作的實際工作內(nèi)容。七、教學計劃的主要特點按照學生認知發(fā)展規(guī)律和嵌入式領(lǐng)域特征制定完善的課程體系。引入 Xilinx 公司提供的實際項目，以項目驅(qū)動的方式，采用“邊干邊學、邊學邊練”的方法，讓學生在具體項目中熟練應(yīng)用計算機科學和軟件工程知識，能根據(jù)項目需要主動學習掌握相關(guān)的 FPGA、SoC 、網(wǎng)絡(luò)通信等嵌入式系統(tǒng)知識，能了解和運用產(chǎn)業(yè)界最新的技術(shù)，畢業(yè)后可以直接設(shè)計嵌入式系統(tǒng)軟硬件。概括起來，本專業(yè)具有如下特色：1. 緊密校企合作的人才培養(yǎng)模式充分利用 Xilinx 公司在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計中的國際地位、先進理念，聯(lián)合制訂一套適合項目驅(qū)動的培養(yǎng)方案和課程體系以及實踐教學體系。2. 以項目驅(qū)動方式并配備指導教師的新型工程實踐與實訓方式以創(chuàng)新實驗區(qū)、Xilinx 及第三方公司提供的實際項目為驅(qū)動，設(shè)計實際教學過程，強調(diào)學生根據(jù)項目需要自愿的主動學習知識能力的培養(yǎng)，重點提升學生的嵌入式系統(tǒng)實際開發(fā)和應(yīng)用7能力。導師在制訂學生培養(yǎng)計劃時，可根據(jù)項目的進展而變化學習內(nèi)容。3. 培養(yǎng)嵌入系統(tǒng)方向卓越實用型人才教學中緊緊圍繞 FPGA 學習開發(fā)，以 FPGA 為突破口，使學生通過 Xilinx 開發(fā)工具與平臺的學習，掌握嵌入式系統(tǒng)多個學科基礎(chǔ)知識與應(yīng)用技術(shù)。學生畢業(yè)后可到高新技術(shù)公司、企事業(yè)單位從事信息科學技術(shù)（涵蓋信息科學、通信、計算機、自動化、智能技術(shù)、醫(yī)療、消費電子、汽車電子、航空航天等）的開發(fā)、設(shè)計、管理等方面的工作。同時，在第 6 學期由國外知名高校教授開設(shè)嵌入式系統(tǒng)專業(yè)能力培養(yǎng)課程，讓學生在提高專業(yè)技能的同時，強化其英語聽說能力，培養(yǎng)學生英語溝通交流技巧。Xilinx 公司指派的國際著名高校嵌入式領(lǐng)域的專家、教授積極參與制定卓越工程師實驗班人才培養(yǎng)方案，合作完成學生嵌入式課程實踐、工程實訓和畢業(yè)設(shè)計中的教學案例和實際項目案例。此外，Xilinx 公司協(xié)同軟件學院培養(yǎng)學生參加學生科技活動，共同支持學生參加國內(nèi)外嵌入式產(chǎn)品設(shè)計大賽，積極向國內(nèi)外知名的企業(yè)引薦卓越工程師實驗班的畢業(yè)生。對教師的評聘與考核按照學校學院考核辦法，即重視理論研究和發(fā)表論文，也重視評價工程項目設(shè)計、專利、產(chǎn)學合作和技術(shù)服務(wù)等方面的考核。根據(jù)方案中的措施（企業(yè)培養(yǎng)方案，六、具有企業(yè)工程經(jīng)歷的師資隊伍建設(shè)），高校的教師并不是保存在真空狀態(tài)，在高校的教書生涯中也將不斷去企業(yè)進行培訓、工作、研究等鍛煉。七、課程體系和教學改革通過對專業(yè)領(lǐng)域的反復思考，建立了完整的課程體系，建立了課程群的概念。并在此基礎(chǔ)上，進行了課程的重組，調(diào)整了原來的教學計劃。1．課程體系針對多個學科交叉的特點和 FPGA（可編程邏輯陣列）的突出作用，通過多年的教學與實踐，建立了以 FPGA 設(shè)計平臺為中心，強化 FPGA 系統(tǒng)的核心技術(shù)和應(yīng)用能力的培養(yǎng)，形成了一個多層次、軟硬件相結(jié)合、多學科兼顧的嵌入式系統(tǒng)課程體系。9圖 2 嵌入式系統(tǒng)課程體系整個嵌入式系統(tǒng)課程體系主要包含了計算機科學類、軟件工程類、集成電路與 SoC 類、通信及其它類的相關(guān)課程。在該嵌入式系統(tǒng)課程體系的基礎(chǔ)上，面向嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，以嵌入式系統(tǒng)課程體系中的核心課程為重點建設(shè)對象，建立了以 FPGA 為平臺的嵌入式系統(tǒng)課程群。該課程群主要包括：“嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用”、10“嵌入式操作系統(tǒng)” 、“ 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 ”、“嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)”、“基于 FPGA 的軟硬件綜合設(shè)計與應(yīng)用”等課程。課程群在教學中打破專業(yè)的壁壘，精心規(guī)劃和組織相關(guān)知識領(lǐng)域的教學內(nèi)容，使得嵌入式系統(tǒng)課程群結(jié)構(gòu)合理、關(guān)聯(lián)緊密、邏輯清晰、內(nèi)容豐富，突出了培養(yǎng)學生的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計能力的特點。即提高了學生的實踐動手能力也注重了學生的國際化能力培養(yǎng)。1）校內(nèi)制定以“FPGA 教學為主，ARM 為輔，課內(nèi)外結(jié)合擴展學生動手能力”的實踐體系思路。購入低端了 FPGA 和 ARM 板卡，讓三年級學生人手一板，在課外自主學習。2）校外讓學生從一二年級寒暑假的“職業(yè)跟隨”的“職業(yè)認知實踐”到三年級小學期的請企業(yè)工程師來集中授課“創(chuàng)新實驗區(qū)創(chuàng)新項目實踐課程”（“集體項目實訓實踐”）到企業(yè)實習的“項目工程實踐（企業(yè)）”（“個體拓展項目實踐”），到最后的畢業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新實踐。3．課程整合與教學計劃調(diào)整經(jīng)過多次反復的梳理和課程規(guī)劃后的教學計劃調(diào)整表如下：11 表 1 重新整合和改革后的教學計劃調(diào)整表調(diào)整前 調(diào)整后課程 性 學 學課程 性 學 學編碼課程名稱質(zhì) 期 分編碼課程名稱質(zhì) 期 分調(diào)整原因班級　　 　 　 　　 嵌入式軟件開發(fā)技術(shù) 考查 6 2補充軟件工程專業(yè)規(guī)范知識點09級009027數(shù)字圖像處理 IV 考查 5 　 數(shù)字圖像處理 IV 考查 5 去除課程之間重疊部分學分10級006243EDA 設(shè)計技術(shù)及工具 考查 5 　 EDA 設(shè)計技術(shù)及工具 考查 5 2去除課程之間重疊部分學分10級006238 DSP 設(shè)計技術(shù) 考查 6 2 　 DSP 設(shè)計技術(shù) 考查 6 增加信號與系統(tǒng)知識點09級　 　 新生研討課（嵌入式 世界與未來） 考查　 1 1研討課改革試點11級4．主要課程內(nèi)容1）集成電路分析與設(shè)計學時：40 （包括實驗 8 學時）先修課程：電路與電子技術(shù)（模擬電路）、數(shù)字電路。知識方面：掌握以下內(nèi)容：集成電路原理，集成電路工藝基礎(chǔ)，集成電路中的器件，數(shù)字集成電路的基本單元電路，集成電路的設(shè)計方法,對一般集成電路設(shè)計工具的使用有一定了解。對設(shè)計過程中出現(xiàn)的問12題和錯誤，能夠加以分析和改正。通過本課程的學習，學生可以了解 EDA 技術(shù)的基本概念、EDA 設(shè)計軟件的使用流程和方法，以及了解 PCB 制板的工藝、流程及方法。擴展學生的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計能力。通過本課程的學習，使學生了解復雜嵌入式系統(tǒng)的基本概念、工作原理及設(shè)計方法，理解由底向上與自頂向下相結(jié)合的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計流程。4）嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用學時：32先修課程：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計原理課程簡介：本課程討論了嵌入式微處理器系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計、建造直至最終產(chǎn)品的形成，不拘泥于具體器件，而是從中得出一般的性概念和方法。5）嵌入式系統(tǒng)軟硬件綜合設(shè)計（外教小學期）學時：30（20 理論，10 實驗）13先修課程：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計原理教材：擬自編雙語課程簡介：是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計學習中的高級綜合實踐課程。本課程以軟硬件統(tǒng)一的觀點介紹軟件和硬件，讓學生學會如何隨設(shè)計需要來選擇軟硬件，完成綜合設(shè)計的設(shè)計思想。 6）基于 FPGA 軟硬件綜合設(shè)計學時：48 理論，12 實驗先修課程：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計原理課程簡介：介紹 FPGA 的軟硬件綜合設(shè)計原理，學習如何圍繞應(yīng)用來選擇軟件和硬件進行綜合設(shè)計，從而達到成本、性能、功率、體積等要求。8）嵌入式操作系統(tǒng)學 時：32 先修課程：C 語言程序設(shè)計，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)課程簡介：《嵌入式操作系統(tǒng)》課程作為一門嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的專業(yè)選修課程，是一門理論和實踐性很強的課程。為今后開發(fā)和使用嵌入式系統(tǒng)及實時系統(tǒng)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。通過實踐的方式學習另一種主流嵌入式操作系統(tǒng) Linux 操作系統(tǒng)的應(yīng)用，學習在 FPGA 環(huán)境上的 SoC 設(shè)計和操作系統(tǒng)的移植，提高學生的對 Linux 操作系統(tǒng)的裁剪能力和對 FPGA 軟件開發(fā)的能力。主要講授程序設(shè)計語言的基本知識和程序設(shè)計的方法與技術(shù)，其內(nèi)容以程序設(shè)計語言的語法知識和程序設(shè)計技術(shù)的基本方法為主，同時包括程序設(shè)計方法學、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法基礎(chǔ)等方面的初步內(nèi)容。這些能力包括：理解面向過程的程序設(shè)計思想，掌握簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠正確、簡潔、高效的編寫程序代碼，具備初步的調(diào)試技能，養(yǎng)成良好的編程習慣和編程風格。12）軟件工程導論學 時：32 先修課程：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程簡介：《軟件工程導論》課程作為一門嵌入式專業(yè)的專業(yè)必修課程，其主要目的是為本專業(yè)學生作基礎(chǔ)知識的鋪墊，以保證后續(xù)的相關(guān)課程能夠順利開展。13）軟件工程和質(zhì)量控制學 時：32 先修課程：軟件工程導論課程簡介：軟件質(zhì)量過程監(jiān)控課程作為一門軟件工程專業(yè)的專業(yè)選修課程，其主要目的是為本專業(yè)學生學習軟件開發(fā)過程的質(zhì)量控制，以保證嵌入式軟件開發(fā)的順利開展，提高軟件開發(fā)質(zhì)量。通過實踐的方式學習學習在 FPGA 環(huán)境下的DSP 設(shè)計和實現(xiàn)，提高學生的對 DSP 設(shè)計技術(shù)的理解和使用能力。 目的是使學生了解計算機網(wǎng)絡(luò)的基本知識，掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念、工作原理和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程方法。16）嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)學時：32 先修課程：軟件工程、面向?qū)ο蠹夹g(shù)課程簡介：本課程作為嵌入式軟件與系統(tǒng)方向的專業(yè)核心課程，其主要目的培養(yǎng)本專業(yè)學生掌握嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的方法和技術(shù)，具備開發(fā)嵌入式軟件與系統(tǒng)的能力，并保證后續(xù)的相關(guān)課程和實踐能夠順利開展。通過案例分析和課程實踐，使學生在掌握嵌入式軟件的開發(fā)流程、方法和技術(shù)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)其開發(fā)嵌入式系統(tǒng)、解決實際應(yīng)用問題的能力和素質(zhì)。表 3 軟件工程（嵌入式系統(tǒng)方向）專業(yè)必修課程負責教師課程類別 課程名稱/英文名稱 學分 總學時 課程負責人必修 英語口語1 2 32 外