嵌入式系统原理及接口技术复习题1.docx

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嵌入式系统原理及接口技术复习题1

一、简答题

1.简要说明嵌入式系统的硬件组成和软件组成。

答:

硬件组成：

微处理器，存储器，输入设备和输出设备。

软件组成：

操作系统，文件系统，图形用户接口，网络系统，通用组建模块。

2.S3C2410A的总线上连接了那些控制器？

总线上连接了那些部件？

：

控制器，，总线控制器，主控制器，中断控制器，，电源管理，控制器，储存器控制器。

：

通用异步收发器，内部集成电路总线（），设备控制器，集成电路内部声音总线（），主控制器，通用端口（），看门狗定时器（），

定时时钟（），总线控制器，转换器，串行外设接口，定时器/脉宽调制。

3.体系结构支持几种类型的异常，并说明其异常处理模式和优先级状态？

答，支持7种类型的异常

异常处理过程：

（进入异常）→，→，设置的运行模式位，跳转到相应的异常处理程序，（异常返回）→，→，若在进入异常处理时设置中断禁止位，要在此清楚，复位异常处理程序不需要返回。

＞数据中指＞快速中断请求（ＦＩＱ）＞中断请求（）＞指令预取中止＞未定义指令和软件中止。

4.简述I2S总线接口的启动与停止过程。

通过I2S控制寄存器控制，当控制寄存器的地址为02S禁止（停止）；当控制寄存器的地址为12S允许（开始）。

5.简述系统中的中断处理过程。

中断处理过程包括：

中断请求、中断排队或中断判优、中断响应、中断处理和中断返回

6.微处理器支持哪几种运行模式？

各运行模式有什么特点？

：

用户模式。

绝大部分的任务执行都在这种操作模式下，此为正常的程序执行模式。

：

快速中断模式。

支持数据传送或通道处理。

：

普通中断模式。

用于一般中断处理。

：

管理模式。

一种操作系统受保护的方式。

：

中止模式。

在访问数据中止后或指令预取中止后进入中止方式。

：

系统模式。

是操作系统一种特权级的用户方式。

：

未定义模式。

当执行未定义指令时会进入这种操作模式。

7.当66.5时，选择不同的时钟分频（1/2、1/4、1/8、1/16）输入，分别计算定时器最小分辨率、最大分辨率及最大定时区间。

答：

最小分辨率：

定时器输入时钟频率=ＰＣＬＫ／{ｐｒｅｓｃａｌｅｒ＋１}／{ｄｉｖｉｄｅｒ值}＝６６.5/{0+1}/{2}=33.2500（）

一个计数脉冲时间=1/33.25000.0300（）

最大分辨率：

定时器输入时钟频率｛255+1｝/{2}=66.5/256/2=129.8828

一个计数脉冲的时间=1/129.8828=7.6992（）

最大定时区间：

由于65535，计数到0共65536个计数脉冲，

所以65536*7.6992=0.5045（）。

8.分析如图所示I2S总线时序图，说明其操作过程。

9.S3C2410A与1341通过I2S总线接口连接，试述音频数据传送过程。

答：

处理器通过总线接口，控制音频数据在s3c2410内存与1341之间传送。

连接在1314上的麦克风信号在1314内部经过转换器，转换成二进制数，串行通过引脚送到S3C2410的模块，在模块中数据转换成并行数据然后使用通常存取方式或存取方式，将并行数据保存的内存中，而内存中要输出的音频数据使用通常存取方式或存取方式，将数据并行传送到模块在中转换成串行数据，串行通过引脚送到1314，在片内经过转换器，变成模拟信号，经过驱动器，驱动扬声器。

10.简述控制器组成及数据流描述。

控制器包括：

，，，ＬＰＣ定时控制逻辑单元，以及组成。

当传送请求由总线仲裁器接收时，4个连续的字数据由系统存储器帧缓冲区传送到内的。

全部大小为28个字，分别由12个字的和16个字的组成。

使用和，用来支持双扫描显示模式，在单扫描显示模式，仅有中一个，即能够被使用。

11.以下是S3C2410A的串口逻辑方框图，试分析其组成和工作原理。

2.根据控制器工作原理，试在图中画出S3C2410A的控制器与K9F2808U0C芯片的连接关系，并简单描述其操作过程。

一、填空

1.“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。

2.核分为软核、硬核、固核。

3.嵌入式系统通常由包含有嵌入式处理器、嵌入式操作系统、应用软件和外围设备接口的嵌入式计算机系统和执行装置（被控对象）组成。

4.嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，可以分为硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层。

5.硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和接口。

嵌入式微处理器是嵌入式系统硬件层的核心。

6.系统初始化过程按照自底向上、从硬件到软件的次序依次可以分为片级初始化、板级初始化和系统级初始化3个主要环节。

7.系统软件层通常包含有实时多任务操作系统（，）、文件系统、图形用户接口（，）、网络系统及通用组件模块组成。

是嵌入式应用软件的基础和开发平台。

8.处理器共有37个寄存器，31个通用寄存器，6个状态寄存器。

寄存器R13通常用作堆栈指针，称作。

寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为链接寄存器（）。

9.模式有7个分组的寄存器R8～R14，映射为R8～R14。

在状态下，许多处理没必要保存任何寄存器。

、、、和模式每一种都包含两个分组的寄存器R13和R14的映射，允许每种模式都有自己的堆栈和链接寄存器。

10.寄存器R15用作程序计数器（）。

在状态，位［1:

0］为0，位［31:

2］保存。

11.程序状态寄存器的N、Z、C、V分别指，1指、1指，M[4：

0]用做。

12.S3C2410A的内核采用的是16/32位920T内核，同时还采用了（先进的微控制器总线体系结构）新型总线结构。

13.920T采用了，总线和高速缓存体系结构，该结构具有独立的16指令和16数据，每个都是由8字长的行组成的。

14.2个主设接口/1个从设接口

15.117位通用接口和24通道外部中断源；

16.8通道10位和触摸屏接口；

17.支持小／大端方式

18.体系结构使用单一、线性地址空间。

将字节地址做为无符号数看待，范围为（0～232－1）。

19.地址空间：

8个存储器，每128（）（总共1）。

20.对于字对齐的地址A，地址空间规则要求如下：

地址位于A的字由地址为A、A＋1、A＋2和A＋3的字节组成；

地址位于A的半字由地址为A和A＋1的字节组成；

地址位于A＋2的半字由地址为A＋2和A＋3的字节组成；

地址位于A的字由地址为A和A＋2的半字组成。

21.系统使用存储器映射。

口使用特定的存储器地址，当从这些地址加载（用于输入）或向这些地址存储（用于输出）时，完成功能。

22.0～6都采用固定的起始地址。

23.每个支持可编程的8/16/32位数据总线宽度。

24.总线宽度和等待寄存器：

用来设置总线宽的和等待状态。

25.控制寄存器：

控制各的片选，访问周期。

26.刷新控制寄存器：

的刷新控制寄存器。

27.寄存器：

用来设置的容量。

28.支持从存储器和两种启动方式。

在模式下，采用4内部缓冲器用于启动引导

29.存储器采用写直达（）或写回（）操作来更新主存储器。

30.每个引脚端的功能通过端口控制寄存器（）来定义（配置）。

31.与配置口相关的寄存器包括：

端口控制寄存器（～）、端口数据寄存器（～）、端口上拉寄存器（～）、杂项控制寄存器以及外部中断控制寄存器（）等。

32.S3C2410A通过对程序状态寄存器（）中的F位和I位进行设置控制的中断响应。

如果设置的F位为1，则不会响应来自中断控制器的中断；如果设置的I位为1，则不会响应来自中断控制器的中断。

如果设置的F位或I位设置为0，同时将中断屏蔽寄存器（）中的相对应位设置为0，响应来自中断控制器的或中断请求。

33.S3C2410A中的中断控制器能够接收来自56个中断源的请求；

34.每个控制器可以处理以下4种情况：

（1）源和目的都在系统总线上；

（2）源在系统总线上，目的在外围总线上；（3）源在外围总线上，目的在系统总线上；（4）源和目的都在外围总线上。

35.S3C2410A每个通道有9个控制寄存器，4个通道共有36个寄存器。

每个通道的9个控制寄存器中有6个用于控制传输，另外3个用于监控控制器的状态。

36.如果在一个存储系统中，指令预取时使用的一个，数据读写时使用的另一个，各自是独立的，这时称系统使用了独立的，用于指令预取的称为指令，用于数据读写的称为数据。

37.存储器按存储信息的功能，分为随机存取存储器（，）和只读存储器（，）。

38.（闪速存储器）是嵌入式系统中重要的组成部分，用来存储程序和数据，掉电后数据不会丢失。

39.控制寄存器：

控制各的片选，访问周期。

1.什么是嵌入式系统？

其特点有些什么？

答：

嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

”

特点：

1）是专用的计算机系统，用于特定的任务；

2）资源较少，可以裁减；

3）功耗低，体积小，集成度高，成本低;

4）使用实时操作系统；

5）可靠性要求更高，具有系统测试和可靠性评估体系;

6）运行环境差异大

7）大部分程序固化在中；

8）较长的生命周期；

9）嵌入式微处理器通常包含专用调试电路

2.嵌入式系统的的功能是什么？

答：

是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前，首先必须运行的一段程序代码。

通过这段程序,为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。

（对于嵌入式系统来说，有的使用操作系统，也有的不使用操作系统，但在系统启动时都必须运行，为系统运行准备好软硬件环境。

）

3.目前嵌入式操作系统有哪些？

答：

1）µ嵌入式操作系统内核；2）嵌入式实时操作系统；3）操作系统；4）操作系统；5）操作系统

4.构造嵌入式开发环境有哪几种形式？

答：

1）交叉开发环境；2）软件模拟环境；3）评估电路板

5.嵌入式系统开发的基本流程?

答：

1）系统定义与需求分析；

2）系统设计方案的初步确立；

3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证；

4）完善初步方案、初步方案实施；

5）软硬件集成测试；

6）系统功能性能测试及可靠性测试。

6.什么是可编程片上系统？

答：

用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,称作可编程片上系统.它是一种特殊的嵌入式系统，首先它是，即由单个芯片实现整个系统的主要逻辑功能，具有一般基本属性；其次，它又具备软硬件在系统可编程的功能，是可编程系统，具有可裁剪、可扩充、可升级等灵活的设计方式。

7.有时要使用技术的原因

答：

（指令集是把32位的指令集的一个子集重新编码后形成的一个特殊的16位指令集。

）在性能和代码大小之间取得平衡，在需要较低的存储代码时采用指令系统用指令编写最小代码量的程序（能够很好的解决代码长度的问题），却取得以代码执行的最好性能，可以带来低功耗,小体积,低成本。

8.处理器的工作模式有哪几种？

答：

1）正常用户模式（）；

2）快速中断模式（）；

3）普通中断模式（）；

4）操作系统保护模式（）或管理模式；

5）数据访问中止模式（）；

6）处理未定义指令的未定义模式（）；

7）运行特权级的操作系统任务的系统模式（）。

9.寄存器R13，R14，R15的专用功能各是什么？

答：

1）寄存器R13保存堆栈指针；2）寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为，用以保存返回地址；3）R15（）用作程序计数器。

10.寄存器，的功能各是什么？

答：

1）包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其它状态和控制信息。

所有处理器模式下都可以访问当前的程序状态寄存器。

2）在每种异常模式下都有一个对应的物理寄存器——程序状态保存寄存器。

当异常出现时，用于保存

的状态，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。

11.的异常有哪几种，各进入何种工作模式？

他们退出各采用什么指令？

答：

1）复位（）异常（管理模式）；

2）未定义指令（）异常（未定义模式）；

3）软件中断（）异常（管理模式）；

4）指令预取中止（）异常（中止模式）；

5）数据访问中止（）（中止模式）；

6）快速中断请求（）（模式）；

7）外部中断请求（）（模式）。

异常返回指令：

1），未定义的返回：

14；2）,预取中止的返回：

144；3）数据中止返回并重新存取：

148

异常中断的优先级：

复位（最高优先级）>数据异常中止>>>预取指异常中止>>未定义指令（包括缺协处理器）。

12.什么是小端和大端存储器组织？

答：

1）小端存储器组织是较高的有效字节存放在较高的存储器地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址（同同小）。

2）大端存储器组织是较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址（正反大）。

13.什么是数据的边界对齐？

答：

默认情况下，编译器使用的是数据类型的自然边界对其方式。

数据的自然对其方式是指：

如果该数据类型是n个字节的，那么该数据类型就按n字节对齐。

14.核现在有哪几种？

答：

7、9、9E、10E,、、11

24操作系统的内核、文件系统、编程接口等。

P192P201

答：

的内核也有很多种，例如普通的内核、内核、内核等

25.嵌入式操作系统的特点。

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，