嵌入式与智能硬件¶

适合人群¶

希望从数字逻辑走到 MCU、实时系统、PCB 和完整硬件作品的学习者

最终验收¶

完成一个含传感、实时控制、通信、原理图/PCB、测试记录和演示视频的嵌入式系统。

阶段安排¶

底层基础¶

选课要求： 完成全部 4 门必修；其余 1 门仅在需要补缺时选学。

• Introduction to CS and Programming Using Python — 必修; MIT; 主线; S
• Practical Programming in C — 必修; MIT; 主线; A
• Circuits and Electronics — 必修; MIT; 主线; S
• Computation Structures — 必修; MIT; 主线; S
• Digital Design and Computer Architecture — 可选补充; ETH Zurich; 替代; S

阶段退出条件： 用 C 实现一个带寄存器级外设模型的驱动，并建立主机端参考模型；至少 200 个边界与随机测试全部通过，逻辑分析仪或时序仿真证明建立/保持裕量满足数据手册。

裸机与实时¶

选课要求： 完成全部 1 门必修，并从 2 门选修候选中选择 1 门。其余 1 门为可选补充，不计入本阶段选修数。

• Computer Systems from the Ground Up — 必修; Stanford University; 主线; S
• Embedded Systems: Shape the World — 选修候选; The University of Texas at Austin; 主线; S
• Real-Time Embedded Systems Concepts and Practices — 选修候选; University of Colorado Boulder; 替代; A
• Real-Time Embedded Systems Theory and Analysis — 可选补充; University of Colorado Boulder; 替代; A

阶段退出条件： 实现含中断、定时任务与故障恢复的裸机或 RTOS 原型，报告最坏执行时间、CPU 占用与 1000 个周期的抖动分布；所有截止期满足预先声明的预算。

系统项目¶

选课要求： 完成全部 2 门必修，并完成该门选修候选。其余 1 门为可选补充，不计入本阶段选修数。

• The Art and Science of PCB Design — 必修; MIT; 主线; S
• Digital Systems Design Using Microcontrollers — 必修; Cornell University; 主线; S
• Real-Time Mission-Critical Systems Design — 选修候选; University of Colorado Boulder; 替代; A
• Real-Time Project for Embedded Systems — 可选补充; University of Colorado Boulder; 替代; A

阶段退出条件： 完成含传感、通信、自制 PCB 与固件更新路径的智能硬件，给出功耗预算和失效注入记录；不少于 20 个自动化系统测试通过，并提供连续 30 分钟运行日志。

执行规则¶

• 按每个阶段的选课要求完成全部必修与指定数量的选修；若提供完整路径选项，只选择一条并按序完成其中全部课程；可选补充只用于填补明确缺口。
• 阶段内至少完成一个可复现产物，并把失败记录纳入复盘。
• 涉及市电、高压、射频辐射、激光、化学品或加工设备时，必须遵守本地法规并由合格人员监督。