面向计算机系统能力培养的蓝牙小车实验平台是在FPGA开发板上,采用CPU+FPGA的SoC技术进行开发的,其目的是通过搭建实用的处理器系统(在“计算机组成原理”课程中同学们已经亲手实现过自己的CPU,“接口技术”课程中学习搭建过具有简单接口设备的处理器系统)、定制的操作系统的设计与实现、以及结合实际的蓝牙小车应用,将之前在“计算机组成原理”、“操作系统”、“编译原理”和“接口技术”等课程中所学到的知识,在“计算机系统能力培养综合实践”课程中进行系统性融合,使其成为一个更加完整的整体,从而达到计算机系统能力培养的目标、提升综合能力。
面向计算机系统能力培养的蓝牙小车实验平台提供了处理器软核、自主操作系统、多种硬件模块设备接口、蓝牙小车典型应用、硬件加速(智能)模块等,满足“计算机系统能力培养综合实践”课程教学要求。
面向计算机系统能力培养的蓝牙小车实验平台具有以下特点:
同学们在课程中将独立或多人协作完成一台蓝牙小车。该蓝牙小车的核心是一块FPGA开发板,通过在该开发板上外接(通过PMOD或ARDUINO接口)的蓝牙模块,将可以通过手机上的蓝牙控制应用(蓝牙串口助手App或者是自己开发的手机App)连接到该蓝牙小车,并通过应用所提供的命令接口(命令协议自己定义)实现对小车的控制(如前进、后退、转向等)。
本课程给出的蓝牙小车的总体架构包含了以下三个层面的设计:
在熟悉了整个蓝牙小车系统的基础上,还可以利用平台所提供的扩展性,研究并实现一些更高级的功能。例如,实现对声音的录制、播放,甚至实现对小车的语音控制;实现对摄像头的支持,从而完成录像、播放等功能,并进而在此基础上(部分的)实现小车的智能化。还可以以这个蓝牙小车应用为基础,自行进行扩展,例如:小车运行的过程中播放音乐、自动回避障碍物、自动驾驶等等,以展示我们这个基于蓝牙小车的系统能力综合实践的“两性一度”,即高阶性、创新性和挑战度。
操作系统请详见基于RISC-V代理内核的操作系统课程实验与课程设计
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