嵌入式系统复习题.docx

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嵌入式系统复习题

名词解

大端：

字数据的高位字节存储在低地址中，字数据的低字节则存放在高地址中

小端：

低地址中存放字数据的释：

1、ARM：

AdvancedRISCMachines

2、伪指令：

是ARM汇编语言程序里的特殊指令助记符，不由处理器执行，而是在汇编时被合适的机器指令代替为ARM或Thumb指令，实现真正的指令操作

3、JTAG：

（JointTestActionGroup，联合测试行动小组）是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试。

4、EMCU：

EmbeddedMicroprocessorUnit嵌入式微处理器

5、MCU:

MicrocontrollerUnit嵌入式微控制器又称单片机

6、RTOS:

Real-TimeOperatingSystem实时操作系统

7、大（小）端地址模式:

低字节，高地址中存放字数据的高字节

8、IDE:

IntegratedDriveElectronics外部接口，主要接硬盘和光驱。

9、交叉开发环境:

由运行于宿主机上的交叉开发软件和宿主机到目标机的调试通道组成。

提供调试工具对目标机上运行的程序进行调试。

10、目标系统:

1.名词解释

RISC：

英文全称是ReducedInstructionSetComputer，中文是精简指令集计算机。

特点是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，并且采用流水线技术。

CISC：

ComplexInstructionSetComputer复杂指令计算机

GPIO：

GeneralPurposeInputOutput（通用输入/输出）简称为GPIO，或总线扩展器，利用工业标准I2C、SMBus或SPI接口简化了I/O口的扩展。

MTBF：

MeanTimeBetweenFailure平均无故障时间，是衡量一个产品的可靠性指标。

E2PROM：

EEPROM（ElectricallyErasableProgrammable Read-OnlyMemory），电可擦可编程只读存储器。

EPROM:

ErasableProgrammableReadOnlyMemory可擦除可编程只读存储器。

DSP:

digitalsignalprocessor数字信号处理器

gcc:

GNUCompilerCollectionGNU编译器套件

gpl:

GeneralPublicLicenseGNU通用公共许可证

MIPS:

MillionInstructionsPerSecond单字长定点指令平均执行速度 

DMA:

DirectionalMemoryAccess直接内存访问

A/D：

将模拟信号转换成数字信号的过程称为模数转换（AnalogtoDigital）或称A/D转换。

能够完成这种转换的电路称为模数转化器（AnalogDigitalConverter），简称ADC.

D/A：

将数字信号转换成模拟信号的过程称为数模转换（DigitaltoAnalog）或称D/A转换。

能够完成这种转换的电路称为数模转化器（DigitalAnalogConverter），简称DAC.

（1）RTOS

（2）CISC

（3）Kernel

（4）Scheduler

（5）non-preemptive

简答题：

1、国内对于嵌入式系统的定义是什么？

以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统

2、什么是实时系统？

根据实时性，嵌入式操作系统有哪些类型？

一个优先级高的任务能够获得立即的、没有延迟的服务，它不需要等候任何其它任务，而且在得到CPU使用权后，可一直执行到工作结束或有更高级的进程出现为止。

或：

一个能够在指定的或确定的时间内，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。

或：

系统内有多个程序运行，每个程序有不同的优先级，只有最高优先级的任务才能占有CPU的控制权。

强实时系统，其系统响应时间在毫秒或微秒级（数控机床）；

一般实时系统，其系统响应时间在毫秒－几秒的数量级上，其实时性的要求比强实时系统要差一些（媒体播放）；

弱实时系统，其系统响应时间约为数十秒或更长。

3、选择嵌入式操作系统原则有哪些？

市场进入时间；可移植性；可利用资源；系统定制能力；成本； 中文内核支持 

4、列举三种以上常见的嵌入式操作系统。

Linux、uClinux、VxWorks、WinCE、ThreadX、uCOS-II、PalmOS、Symbian、android。

5、嵌入式系统有什么特点？

完成某一项或有限项功能；

在性能和实时性方面有严格的限制；

能源、成本和可靠性通常是影响设计的重要因素；

占有资源少、易于连接；

系统功能可针对需求进行裁剪、调整，以便满足最终产品的设计要求。

6、列举一些典型的嵌入式系统应用。

1、国防军事领域：

各种武器控制、军用飞机等军用电子装备； 

2、工业控制：

工业自动化设备；  

3、交通管理：

车载导航；  

4、信息家电：

冰箱、空调等

7、简述ARM处理器种类及特点。

特点：

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，能很好的兼容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；

5）寻址方式灵活简单，执行效率高；

6）指令长度固定。

种类：

ARM7系列，ARM9系列，ARM9E系列，ARM10E系列，SecurCore系列，Inter的Xscale，Inter的StrongARM。

8、简述S3C44B0X的体系结构。

①集成了手持设备和通用嵌入式系统应用的解决方案；  

②16/32 位 RISC 体系结构和 ARM7TDMI 处理器内核强大的指令体系； 

③Thumb 代码压缩机，最大化代码密度同时保持了 32 位指令的性能； 

④基于 JTAG 的片上集成 ICE 调试方式支持解决方案；  

⑤32×8 位硬件乘法器；  

⑥实现低功耗 SAMBALL 的新型总线结构。

*S3C44B0X共有160个引脚，赛用LQFP、FBGA等封装形式，主要分为总路线控制信号、各类元器件接口信号以及电源始终控制信号等。

9、S3C44B0X的A/D转换器的类型是什么？

共具有几路A/D转换器？

逐次逼近型。

8 路模拟信号输入的 10 位模/数转换器（ADC） 

10 、嵌入式系统同通用型计算机系统相比具有哪些特点？

1、用于特定的任务（专用的计算机系统）

2、比通用PC系统资源少

3、极其关注成本、大多有功耗的要求、集成度高体积小

4、运行环境广泛

5、软件硬件可靠性要求更高（具有系统测试和可靠性评估体系）

6、相关产品具有较长的生命周期

7、软件要求固态化存储（ROM、EPROM、EEPROM或FLASH）

8、有实时的要求（使用RTOS）

9、需要专用开发工具和方法进行设计

10、片上包含专用调试电路

11、与SDRAM相比，Flash在ARM系统中的主要作用是什么？

作为一种非易失性存储器，Flash在系统中通常用于存放程序代码、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等

12、嵌入式Linux与其他嵌入式操作系统相比，有哪些优点和缺点？

精简的内核，性能高、稳定，多任务。

适用于不同的CPU，支持多种体系结构，如X86、ARM、MIPS、ALPHA、SPARC等。

能够提供完善的嵌入式GUI以及嵌入式X-Windows。

提供嵌入式浏览器、邮件程序、MP3播放器、MPEG播放器、记事本等多种应用。

提供完整的开发工具和SDK，同时提供PC上的开发版本。

用户可定制，可提供图形化的定制和配置工具。

支持常用嵌入式芯片的驱动，支持大量的周边硬件设备，驱动丰富。

针对嵌入式的存储方案，提供实时版本和完善的嵌入式解决方案。

完善的中文支持，强大的技术支持，完整的文档。

开放源码，丰富的软件资源，广泛的软件开发者的支持，价格低廉，结构灵活，适用面广。

优点有：

开放源代码、免费、开发周期短等；缺点是实时性较差。

13、简单描述ARM内核的四个功能模块，各自具备什么功能特点？

ARM内核有四个功能模块T、D、M、I，可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产ARM芯片。

T功能模块表示16位Thumb，可以在兼顾性能的同时减少代码尺寸。

M功能模块表示8位乘法器。

D功能模块表示Debug，该内核中放置了用于调试的结构，通常它为一个边界扫描链JTAG，可使CPU进入调试模式，从而可方便地进行断点设置、单步调试。

I功能模块表示EmbeddedICELogic，用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分，其中的TAP控制器可接入到边界扫描链。

14、设计ARM硬件电路板一般有哪些特点和原则？

（1）新型的和适合应用场合的ARM提高系统的程序效率；

（2）低功耗器件和贴片封装，降低功耗和提高抗干扰；

（3）通用型平台，减小开发成本和开发周期；

（4）充分利用富余端口，有利于产品的升级；

（5）单芯片解决方案；

（6）LED方便调试。

15、用预处理指令#define声明一个常数，用以表明1年中有多少秒（忽略闰年问题）。

#defineSECONDS_PER_YEAR（60*60*24*365）UL

16、在ARM硬件系统中，最耗电的模块是什么？

显示设备的耗电最多，如TFTLCD/LED。

17、列举一些典型的嵌入式系统应用。

18、嵌入式uC/OS的特点和应用。

uC/OS-II是一个非常小巧的实时操作系统；整个代码分为内核层以及移植层，这样使得它的植性很方便。

采用抢占式调度策略，保证任务的实时性。

能够管理多达64个任务。

提供了邮箱、消息队列、信号量、内存管理、时间管理等系统服务。

医疗器械；移动电话；路由器；工业控制；GPS导航系统；智能仪器···更多

特点：

公开源代码、可移植性、可固化、可裁剪、占先式、多任务、可确定性、任务栈、系统服务、中断管理、稳定性与可靠性。

应用：

航空电子设备、医药、手持设备、路由、高端音箱设备、洗衣机等

19、简述ARM微处理器的七种运行模式。

1、User:

非特权模式，大部分任务执行在这种模式

正常程序执行的模式

2、FIQ:

当一个高优先级（fast）中断产生时将会进入这种模式

高速数据传输和通道处理

3、IRQ:

当一个低优先级（normal）中断产生时将会进入这种模式

通常的中断处理

4、Supervisor:

当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式

供操作系统使用的一种保护模式

5、Abort:

当存取异常时将会进入这种模式

虚拟存储及存储保护

6、Undef:

当执行未定义指令时会进入这种模式

软件仿真硬件协处理器

7、System:

使用和User模式相同寄存器集的特权模式

特权级的操作系统任务

20、简述μC/OS-Ⅱ操作系统的移植条件。

处理器的C编译器能产生可重入代码

在程序中可以打开或者关闭中断

处理器支持中断，并且能产生定时中断（通常在10—1000Hz之间）

处理器支承能够容纳一定量数据的硬件堆栈

处理器有将堆栈指针和其他CPU寄存器存储和读出到堆栈（或者内存）的指令

分析题：

1、分析嵌入式系统的发展趋势。

1、嵌入式开发是一项系统工程，因此要求嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系 统本身，同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持；  

2、网络化、信息化的要求随着因