嵌入式ARM期末总结.docx
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嵌入式ARM期末总结
一、填空题（请将答案填入题后括号中）:
共１0小题,每小题2分，满分２0分。
1、一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：
处理器、（存储器）、输入/输出和软件，一般软件亦分为（系统软件）和应用软件两个主要部分。
２、根据嵌入式系统使用的微处理器,可以将嵌入式系统分为（嵌入式微控制器），嵌入式DSP,（嵌入式微处理器）以及片上系统。
３、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序，其基本功能有进程管理、（进程间通信）、（内存管理）、Ｉ/O资源管理。
4、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为实时操作系统和（分时操作系统）,其中实时系统亦可分为（硬实时系统）和软实时系统。
5、内核负责管理各个任务,或者为每个任务分配CPＵ时间，并且负责任务之间的（通信）,内核的基本服务是（任务切换）。
6、嵌入式开发一般采用（宿主机/目标机）方式，其中宿主机一般是指（pc机/台式机）。
7、哈佛体系结构数据空间和地址空间（分开）,ARＭ92０Ｔ采用（哈弗体系）的内核架构。
８.AＲM7TＤMI采用（ 3）级流水线结构,ＡRM920TDＭI采用（5）级流水线。
9.按操作系统的分类可知,Dｏs操作系统属于顺序执行操作系统,Unix操作系统属于（分时）操作系统,VxWorks属于（实时嵌入式）操作系统。
10、ＡRM7TＤMI中，T表示支持16位Thumb指令集，D表示（支持在片可调试），Ｍ表示内嵌乘法器Mulｔipｌier，I表示（嵌入式IＣE）,支持在线断点和调试。
１.嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础,并_软硬件可剪裁＿_、对其功能和____可靠性＿__＿_、__＿体积___＿＿、__功耗__＿等有严格要求的专用计算机系统。
3．为了提高_＿运行速度和稳定可靠性__嵌入式系统中的软件一般都固化在__CＰU或只读存储体___中,而不是存贮于＿_可移动外存储体_＿＿中。
４．由于嵌入式系统本身不具备＿_＿自我开发能力___，即使设计完成以后用户通常也是不能对其程序功能进行修改的,须有一套＿_开发和仿真调试系统_＿才能进行交叉开发。
5.嵌入式系统的核心部件是_＿_嵌入式处理器___，嵌入式开发硬件平台的选择主要是嵌入式处理器的选择。
6．嵌入式系统设计时，必须优先考虑的问题有：
_＿用户的功能需求_＿＿ 、＿__系统体系结构__＿、___性能和成本问题____、并考虑实时运行和速度、能耗以及体积等问题。
7．嵌入式系统的软件包括两部分：
嵌入式ＯS 、__＿应用功能软件__。
8．为了提高的开发的效率,降低开发难度，提高重用性,经验告诉大家；
＿＿基于嵌入式操作系统,采用模块化方式__是开发嵌入式系统软件的必由之路。
10．A／D变换器工作原理可分__逐次比较式__＿_和＿___双积分＿＿两种工作方式。
1、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些?
请举出六种较常用的。
ＷｉndｏwsCE/ＷiｎｄowsMobile、VｘWoｒｋ、Linuｘ、uCoｓ、Symbｉan、QNＸ
１、ARＭ微处理器有 ７种工作模式，它们分为两类 非特权模式 、 特权模式 。
其中用户模式属于 非特权模式
2、ﻩARM支持两个指令集,ＡRM核因运行的指令集不同,分别有两个状态 ARM、 Thumb ,状态寄存器CＰSR的 T 位反映了处理器运行不同指令的当前状态
3、ARM核有多个寄存器,其中大部分用于通用寄存器,有小部分作为专用寄存器,
R1５寄存器用于存储ＰC,R1３通常用来存储SＰ
4、ﻩARＭ处理器有两种总线架构，数据和指令使用同一接口的是冯诺依曼,数据和指令分开使用不同接口的是 哈佛结构
５、ﻩARM微处理器复位后,ＰC的地址通常是 0x0 ，初始的工作模式是Supeｒvisor。
6、ARＭ微处理器支持虚拟内存，它是通过系统控制协处理器 CP1５ 和MＭU（存储管理部件）来进行虚拟内存的存储和管理。
当系统发生数据异常和
指令领取异常时，异常处理程序透过嵌入式操作系统的内存管理机制,通过MＭＵ交换物理内存和虚拟内存的页面,以保证程序正常执行。
7、编译链接代码时,有两种存储代码和数据的字节顺序,一种是 小端对齐 ,另一种是 打断对齐
8、ﻩ构建嵌入式系统开发环境的工具链有多种，其中开放源码的工具链是 ＧNU工具链 ,AＲM公司提供的工具链是ADＳ工具链
9、计算机有CISC和RISＣ两种类型，以ARＭ微处理器为核心的计算机属于RISC类型,其指令长度是定长的
二、选择题（请将答案填入题后括号中）：
共10小题,每小题2分,满分２0分。
1、下面哪种操作系统不属于商用操作系统。
ﻩﻩﻩﻩ（ ）
Ａ. wｉndｏwsｘpＢ.LinuxﻩﻩﻩＣ．VxWｏrｋsﻩD. WinCE
２． 下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。
ﻩﻩﻩﻩ（ ）
A. 内核精简ﻩﻩB.专用性强ﻩＣ.功能强大ﻩﻩﻩD.高实时性
３.下面哪种不属于嵌入式系统的调试方法。
ﻩﻩ（ ）
A． 模拟调试ﻩﻩB.软件调试ﻩﻩC.ＢDＭ/ＪTAG调试ﻩD.单独调试
４.在嵌入式ＡＲＭ处理器中,下面哪种中断方式优先级最高。
ﻩﻩ（ ）
A.ReｓetﻩB.数据中止C. ＦIQﻩﻩﻩD．IRQ
5.ＮANＤＦＬAＳH和NORFLAＳＨ的区别正确的是。
ﻩﻩﻩﻩ（ ）
A.NOR的读速度比NＡND稍慢一些ﻩB.NAND的写入速度比ＮOR慢很多
C.NAND的擦除速度远比NＯR的慢D．大多数写入操作需要先进行擦除操作
6. 下面哪种嵌入式操作系统很少用在手机上。
ﻩ（ ）
A．SymbianﻩB.liｎuxﻩﻩﻩC．WiｎＣEﻩD.ＶxWorks
7、0ｘ０7&０x11的运算结果是。
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ（ ）
（A）0ｘ0１ （B）0ｘ1１
（C）０ｘ1７ﻩﻩ （Ｄ）0x07
８、以下哪种方式不属于文件系统的格式。
ﻩﻩﻩﻩ（ ）
（A）FATﻩﻩ （Ｂ）DOS
（Ｃ）NTFＳﻩﻩ ﻩ（D）Ext
9、在将uｃ/ｏs操作系统移植到ARM处理器上时,以下哪些文件不需要修改。
ﻩﻩﻩ（ ）
（A） OS_CORE.Cﻩ （B）include．h
（C）OS_CPU.Hﻩﻩﻩ（Ｄ）OSTaskＩnit
１０、下面哪个特点不属于SUB设备的特点。
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ（ ）
（A） 串行通信方式 （B）不可热拨插
（C） 分HOSＴ、DEVＩCE和HUB （D）通信速率比RＳ２３2快
2.下面哪种不属于嵌入式系统的调试方法。
（D）
A. 模拟调试B.软件调试
C．BＤＭ/JTAG调试Ｄ.单独调试
6.下面关于DMA方式的描述,不正确的是（C）
A.DMA方式使外设接口可直接与内存进行高速的数据传输
Ｂ.DMA方式在外设与内存进行数据传输时不需要CPU干预
C． 采用DＭA方式进行数据传输时，首先需要进行现场保护
D.DMＡ方式执行I/Ｏ交换要有专门的硬件电路
7.在嵌入式系统的存储结构中,存取速度最快的是（B ）。
Ａ.内存B． 寄存器组Ｃ．FlaｓhＤ. Cacｈe
8．软件需求分析阶段的任务不应该包括（A）。
Ａ．结构化程序设计B.问题分析
C.可靠性与安全性要求D.确定功能与性能要求
9.软件开发模型给出了软件开发活动各阶段之间的关系，（D）不是软件开发模型。
Ａ．瀑布模型B. 螺旋模型C.原型模型D.程序模型
10.利用（A）完全把系统软件和硬件部分隔离开来，从而大大提高了系统的可移植性。
Ａ. 硬件抽象层 B.驱动映射层C.硬件交互层D.中间层
三、判断题：
共5小题,每小题2分，满分10分。
1、所有的电子设备都属于嵌入式设备。
ﻩﻩ（ｘ）
2、CISC将被RＩＳＣ所取代。
ﻩ.ﻩﻩﻩﻩﻩ（x）
３、嵌入式ｌiｎux操作系统属于免费的操作系统。
ﻩﻩﻩﻩ（对）
４、移植操作系统时需要修改操作系统中与处理器直接相关的程序。
ﻩ（对）
５、嵌入式开发需要专门的软件和硬件设备。
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ（对）
简答题：
共2小题,每小题１0分，满分20分。
1、根据嵌入式系统的特点,写出嵌入式系统的定义。
以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁减、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2、简述嵌入式系统的特点。
答：
（1）专用的计算机系统（功能具体专用，非通用性）
（2）代码固化（程序固化,软件特定）
（3）实时性要求（大多数嵌入式系统是实时系统）
（4）可靠性要求（讲究稳定可靠）
（5）操作系统的支持（嵌入操作系统的优势）
（6）专门的开发工具、环境和方法
（７）知识集成系统（系统软硬件的行业性,技术性要求高）
3、举例说明嵌入式系统的应用领域。
答：
5.简单说明ＡRM微处理器的特点.
答:
（1）体积小、低功耗、低成本、高性能。
（2）支持Ｔhuｍb（1６位）/AＲＭ（3２位）双指令集，能很好地兼容8位/１６位器件。
（３）大量使用寄存器，指令执行速度更快。
（4）大多数数据操作都在寄存器中完成，通过Loaｄ/Store结构在内存和寄存器之间批量传递数据。
（５）寻址方式灵活简单，执行效率高。
（6） 指令长度固定。
6、简述嵌入式系统产品的设计和开发过程。
答:
① 在嵌入式系统的开发过程中,一般采用的方法是首先在通用PC机上的集成开发环境中编程；②然后通过交叉编译和链接,将程序转换成目标平台（嵌入式系统）可以运行的二进制代码；③接着通过嵌入式调试系统调试正确；④最后将程序下载到目标平台上运行。
要强调,选择合适的开发工具和调试工具,对整个嵌入式系统的开发都非常重要。
7、简述嵌入式系统的发展趋势。
答:
嵌入式系统正朝着以下趋势进一步发展：
（１） 发展行业性的嵌入式硬件平台，制定行业标准。
（2）随着相关技术的发展，ＳOC将成为应用主流。
（３） 发展功能更加强大的开发工具和嵌入式操作系统，支持复杂度越来越高的嵌入式应用软件的开发。
（4）面向网络互联的嵌入式系统成为必然趋势。
（５）嵌入式系统向新的嵌入式计算模型方向发展。
.嵌入式系统的组成，能画出嵌入式系统的组成框架。
答：
嵌入式系统由软件系统和硬件系统两部分组成。
７.嵌入式系统开发流程
答:
嵌入式系统开发流程一般可分为4个阶段:
需求分析阶段、硬件开发阶段、软件开发阶段和程序固化阶段。
8.AＲM处理器一共有几种工作模式,分别是？
那种模式下，专业寄存器最多。
ARM处理器一共有7种运行模式，它们分别是:
用户模式（user）、快速中断模式（fiq）、外部中断模式（irq）、管理模式（svc）、数据访问中止模式（ａbt）
系统模式（sｙs）和未定义指令中止模式（ｕnd）。
９.AＲＭ指令的寻址方式。
（1）寄存器寻址
（2）立即数寻址；（3）寄存器偏移寻址（4）寄存器间接寻址；（5）基址变址寻址（6）多寄存器寻址；（7）堆栈寻址（8）块拷贝（复制）寻址；（9）相对寻址。
2．什么是初始化程序?
bｏotｌｏadｅr的作用。
答:
初始化程序是系统加电后运行的第一段软件代码。
在嵌入式系统中，通常整个系统的加载启动任务就完全由ＢoｏtＬoadｅr来完成。
简单地说，BooｔLoａder就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。
通过这段小程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软、硬件环境带到一个合适的状态,以便为调用应用程序或者操作系统内核准备好正确的环境。
3、搭建嵌入式开发环境,连接目标板,一般使用什么通信接口连接？
在Wｉndows主机上使用什么软件建立连接?
在Liｎux主机上使用什么软件建立连接？
答:
ＲS-232，以太网口、并口
在Windows主机上使用超级终端软件
在Linux主机上使用Miｎｉcom软件
4、试分析实时操作系统的工作状态特点及相互之间的转换。
运行:
获得CPU的控制权;
就绪：
进入任务等待队列,通过调度中转为运行状态;
挂起:
任务发生阻塞，称出任务等待队列，等待系统实时事件的发生而被唤醒，从而转为就绪或者运行；
休眠：
任务完成或者错误等原因被清除的任务,也可以认为是系统中不存在的任务
3．开发环境的建立
建立主机Linux平台
建立交叉开发环境的第一步,是建立一个Linux平台来对应用程序和内核进行编译，通常使用虚拟软件VMware和RedHａｔLinux来搭建一个在Windows环境下运行的Ｌiｎux平台。
步骤如下：
1）在PC机上安装并运行VMｗare
2）安装RedＨaｔLinｕx操作系统
４．常用Linuｘ命令
ls列出当前目录下的文件名
改变工作目录 cd
复制文件cp
移动或更改文件、目录名称mv
建立新目录mｋdir
删除目录rmdir
删除文件rm
显示文件或目录大小命令du
显示当前路径命令pwｄ
备份文件命令tar
5.什么是交叉编译工具。
答:
交叉编译是一个平台上生成另外一个平台上的可执行代码。
使用交叉编译工具有很多种原因,有时是因为目标平台上不允许或不能够安装所需的编译器;有时是因为目标平台资源贫乏，无法运行所需编译器；有时是因为目标平台还没有建立,连操作系统都没有,根本无法运行编译器。
6.maｋｅ ,maｋefiｌe
答:
makefｉｌe文件用来描述源程序之间的相互关系并自动维护编译工作。
Ｍａkｅ是一个命令工具，它用来解释makｅｆile中定义的指令或规则。
7、嵌入式开发环境主要包括哪些组件？
答：
嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境,主要包括
宿主机
目标机（评估电路板）
基于JTAG的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ＩCE
运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境
嵌入式操作系统
８、交叉编译环境的建立
一。
准备工作安装lｉnｕx环境
下载交叉编译文件包 ｃｒosｓ-2．９5．3.tar.bz２
二。
建立目录1.建立交叉编译环境目录／usr/loｃal／ａrm/（一定要在这个目录下否则会报错）
三。
安装交叉编译环境１.复制安装包到目录下ｃp／mnt/hgfs/sｈaｒe/ｃross－２.9５．3.tar．ｂz2/usr/loｃal/arｍ/
2．解包交叉编译文件
ｃd/usr/lｏｃal/ａrm/
tarjxｖfcrｏss-２．95.３.ｔaｒ.bz２（正常的话会在arm目录下看到2.9５．3这个文件夹）
四。
配置环境变量1.修改basｈrc文件
cd/ｅtc/
vi baｓhｒｃ
（在文件最后一行添加环境变量代码ｅxport ＰATＨ=/ｕsr/locａl/aｒｍ/2.９5.3/bin:
＄PＡTＨ）2.保存退出
命令模式下ｗq
3.重新启动linux。
2、I/O接口电路数据传送方式有:
查询、中断、DＭA、Ｉ/Ｏ通道和I／O处理机方式。
3、从模块结构来看,嵌入式系统由三大部分组成,分别是:
硬件、软件和开发平台。
4、嵌入式系统的设计过程包括:
需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统集成和系统测试。
5、RAＭ存储器有两种，分别是:
ＳRMＡ和DRAＭ。
6、谈一谈嵌入式系统的发展趋势（列出五个趋势以上）。
答：
产品种类不断丰富;应用范围不断普及;性能不断提高；功耗不断降低，体积不断缩小;网络化、智能化程度不断提高；软件成为影响价格的主要因素。
7、嵌入式Linuｘ操作系统的特点。
答：
广泛的硬件支持、内核高效稳定、开放源码,软件丰富、优秀的开发工具、完善的网络通信和文件管理机制
四、分析计算题：
共2小题,每小题10分，满分20分。
1、从底层硬件到上层应用软件,试分析嵌入式计算系统的组成主要分为哪几个部分，并写出各部分所完成的功能。
（1）硬件层;
（2）中间层（嵌入式系统初始化，硬件相关的驱动程序）;（3）软件层（操作系统、文件系统、GUＩ，网络及通用组件）；（4）功能层。
3．请描述建立一个嵌入式开发平台的步骤。
（１3分）
答:
（1）连接主机和目标板
（2）使用ｆlash工具烧写boｏtlｏader
（３）配置并启动主机的bｏｏtp服务
（４）配置并启动主机的tｆtp服务
（5）使用tftp下载内核及根文件系统镜像到目标板,重启目标板
（6）配置并启动NFS服务
（７）在目标板使用mount挂载主机的目录
（8）再次使用ｂｏｏtp命令确认bootp服务是否建立，使用tfｔp命令确认tftp服务建立。
（9）将内核镜像和根文件系统cp到tｆtp根目录。
（10）重启目标板，确认嵌入式linux正常启动。
五、专业名词解释（写出以下英文简写对应的中文名称）:
共5小题,每小题2分，满分1０分。
（1）RISC（ＲeducｅInstｒuctＳｅtComputer）ﻩﻩ
（2）IPﻩ（Inｔellectual Propｅrtｙ）；ﻩﻩﻩ
（3）IＳR（IntｅrrｕpｔSｅｒｖｅrｓＲoｕtiｎe）
（4）JＴＡG （ＪｏinTest ActiveＧroup）
（5）IDE（InｔegratｅＤevelｏｐmentEｎviｒｏnｍent）
１．RTOS_＿___＿___RealTimｅ OperａｔｉngSysteｍ． 译为实时操作系统。
实时系统是指一个能够在指定的或者确定的时间内，实现系统功能和对外部或内部、同步或异步事件作出响应的系统。
2.ＳOＣ－-----ＳystemＯnCｈｉｐ称为片上系统。
SＯC是2０世纪９0年代后期出现的一种新的嵌入式集成器件。
3.DSP_________DagitaｌSignalProｃｅｓｓer.称为数字信号处理器。
是专门用于数字信号处理的嵌入式芯片。
DＳP处理器在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，使其适合于执行DSP算法,因而能够对离散时间信号进行极快的处理计算,提高了编译效率和执行速度。
5.UML_＿_＿＿＿（UｎifｉｅｄModｅlinｇLanguage，统一建模语言）是一种用于描述、构造软件系统以及商业建模的语言,它综合了在大型、复杂系统的建模领域得到认可的优秀软件工程方法。
六.综合测试题（共计2０分）
1.现在流行的MＰ3音乐播放器是一个较为典型的嵌入式产品，其大致组成框图如下，请选择简介其中五个模块的功能。
解答：
（1）ＡRM7TDMＩ ARM７中最有特色，产销量大、性价比高而应用最广的一个芯片
（２）UＳB接口,一般用于和PC机连接，完成音乐文件的传输。
（３）ＬCD 一般指一个液晶显示屏，显示和用户交互的信息。
（4） ＭＰ3解码+音频放大器,完成文件解码转换,音乐信号的处理。
（５）IＤE为集成开发环境和调式接口。
2.如图是一个一般嵌入系统设计的流程框图,请对流程作以恰当解释。
解答：
此流程图完整地描述了进行嵌入式系统和产品设计和开发的过程和步骤。
我们按照该流图分阶段完成各步骤的工作。
抓紧每个阶段的任务和重点,严把每个环节和保证工作质量,就能达到预想的目标。
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