嵌入式系统是以应用为中心的计算机系统。随着各类应用系统更加智能化和更多功能的需求增长，嵌入式系统技术的发展也面临着更加复杂和多样化需求的挑战。绿色低功耗、个性化、小型化设计、快速升级等则是嵌入式系统技术目前最具有代表性的发展需求。通过单片集成、可重配置、现场可编程、异构计算等方式应对这些挑战的可编程片上系统技术，则是嵌入式系统技术未来的重要发展趋势[1]。

　　嵌入式系统技术的快速发展，使得嵌入式系统的教学面临挑战，尤其是面向工程认证的实验教学具有很强的时效性，必须及时融入最新的技术。具有可重构特性的可编程片上系统技术，仍然是以嵌入式处理器为核心的架构，继承了大量的传统软硬件开发技术，但同时也产生了异构计算、I/O重配置、片上互联、软硬件协同设计等新的设计对象[2]，以及新的设计工具和新的设计方法学，需及时设计新的适用实验平台，以便更好地执行工程教育认证对实验教学所提出的标准。

　　Xilinx 的zynq-7000系列全可编程SoC将可编程逻辑、外设和处理器集成在一起，创造出了可扩展处理平台EPP(Extensible Processing Platform)。EPP以处理器为核心，FPGA充当协处理器引擎及可定制子系统，可快速构建具有特定应用I/O和异构处理内核的应用系统[3]。

　　本文基于Xilinx EPP实现了一种全新的教学实验平台，为学生展现了一系列全新的软硬件技术。以工程教育认证毕业标准为导向，精心设计了相关实验，一方面反映了经典技术在全新平台中的应用和发展;另一方面则使学生有机会接触和实践可编程片上系统开发等新方法和技术，力图达到训练工程实践和创新能力、了解技术前沿的培养目标。

　　1 基于全可编程 SoC的嵌入式实验平台

　　2 面向工程实践能力培养的基础实验设计

　　3 面向创新能力培养的高级主题实验

　　4 实验教学实施方案

　　5 结语

　　嵌入式系统领域的不断创新给实验教学带来了挑战，需要实验平台具有可扩展性，因此，本实验平台采用全可编程SoC架构，使得实验平台可以承载更多教学需求，实际上在对实验内容进行一定扩展后，该平台已成为本研一体化教学平台，在本教学团队负责的嵌入式系统原理与应用本科课程和通信与信息技术综合实验硕士课程中已应用两年，师生反映效果良好，本教学团队所在电子信息工程专业于2016年顺利通过了工程教育专业认证。

　　实验平台的建设不可能一劳永逸，面对嵌入式系统技术的快速更新，需要坚持OBE工程教育理念，始终面向工程实际，持续调整和建设实验内容、探索虚拟化等新实验手段、不断设计开发多样化实验平台，做到对实验教学的持续改进。

　　参考文献

　　[1] 何宾. xilinx all programmable zynq-7000 soc设计指南[M].北京: 清华大学出版社, 2013.

　　[2] 陆佳华.嵌入式系统软硬件协同设计实战指南[M].北京:机械工业出版社,2014.

　　[3] Xilinx Inc. Zynq-7000 all programmableSoC technical reference manual[M]. USA:Xilinx Inc, 2013.

　　[4] 陈凯,魏文博,邓明.嵌入式系统教学实验板开发[J].实验技术与管理.2016,33(1):82-85,95.

　　[5] 吴立锋,张亚平.依托嵌入式系统实验平台培养学生创新能力[J].中国现代教育装备,2017(7):57-59.

杨昕欣 姚远 刁为民 刘荣科 李松 北京航空航天大学电子信息工程学院