嵌入式系统原理试题(B)

嵌入式系统原理试题(B)
嵌入式系统原理试题(B)

2010/2011

2 嵌入式系统原理(B 卷)

信息科学技术学院 集成08级 (答案写在答题纸上,写在试题纸上无效)

一、 填空题(共20分,每空1分)

1、嵌入式系统是以 为中心,以 为基础,软、硬件可裁剪,适应应用

系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的 系统。

2、嵌入式系统的硬件层与软件层之间为中间层。中间层一般包括 和 。

3、按照嵌入式软件的结构分,嵌入式系统可分为循环轮询系统、 系统和 系 统。uC/OS-II 属于 系统。

4、ARM7系列的处理器采用 级流水线的组织结构。其数据总线是 位的、,地址

总线是 位的。

5、ARM7内部共有 个寄存器,其中通用寄存器有 个,这些寄存器都是 位

的;状态寄存器有 个。

6、ARM7TDMI 有 种处理器模式。执行SWI 指令,会让ARM7处理器切换到 模

式。

7、uC/OS-II 操作系统的任务调度方式是 式。默认情况下,uC/OS-II 最多可

以管理 个任务,,用户最多可建 个任务。

二、 判断题(本题共10分,每小题1分,只判断对错)

1、ARM7的工作模式中,除用户模式外,其他模式均为异常模式。

2、嵌入式系统都必须具备操作系统。

3、ARM 处理器属于RISC 处理器,而Pentium 处理器则属于CISC 处理器。

4、ARM 的端口地址编址方式是独立编制方式,即与存储器分开编址。

5、uC/OS-II 不支持同级优先权的调度。

6、uCLinux 操作系统只能在ARM9及以上的系统中运行,不能在ARM7上运行。

7、嵌入式系统在开发过程中,只能将硬件系统开发出来后,才能进行软件系统的开

发。

8、uC/OS-II 操作系统内具有完善的设备管理功能。

9、ARM 系列的微处理器芯片是由ARM 公司生产的。

10、嵌入式系统的软件只能采用汇编语言进行开发。

课程考试试题 学期 学年 拟题学院(系): 适 用 专 业:

三、简答题(共40分)

1、(8分)什么是嵌入式系统的交叉开发环境?如何搭建嵌入式Linux的交叉开发

环境?

2、(5分)硬实时系统与软实时系统有什么区别?

3、(5分)在嵌入式系统中,下列英文单词或缩写的中文含义是什么?

DSP,EOS,SOC,MMU,Cache

4、(6分)阐述一下下面几种嵌入式操作系统的主要优点:

uC/OS-II,嵌入式Linux,WinCE

5、(8分)阐述一下ARM指令和Thumb指令的异同点,两种指令的切换运行会增加

处理器的开销吗?

6、(8分) 简单描述一下嵌入式系统的开发流程。

四、设计题(30分)

在某工业现场,需控制厂房内的温度。要求采集现场的温度信号,可通过控制现场的排气扇或加热器进行温度的控制。具体要求如下:

(1)现场温度可控范围为10-60℃,具体温度可设。

(2)排气扇功率为500w,加热器功率为3kw,均为交流220V供电。

(3)要求具备远程通信接口,可与微机相连。

(4)可在微机上观察现场温度、排气扇及加热器的工作状况。

(5)可通过微机设定需要的温度。

(6)仪表可显示当前温度,并能通过简单的按键设定需要的温度。

请写出相应的设计方案,包括硬件系统及软件系统得设计方案。

嵌入式系统原理与应用技术

1.嵌入式系统的定义:一般都认为嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,可满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功能有严格要求的专用计算机系统。 2.嵌入式系统的特征:(1)通常是面向特定应用的。具有功耗低、体积小和集成度高等特点。(2)硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才能满足功能、可靠性和功耗的苛刻要求。(3)实时系统操作支持。(4)嵌入式系统与具体应用有机结合在一起,升级换代也同步进行。(5)为了提高运行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般固化在存储器芯片中。 3.ARM嵌入式微系统的应用:工业控制、网络系统、成像和安全产品、无线通信、消费类电子产品。 4.ARM嵌入式微处理器的特点:(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,兼容8位/16位器件。(3)使用单周期指令,指令简洁规整。(4)大量使用寄存器,大多数数据都在寄存器中完成,只有加载/存储指令可以访问存储器,以提高指令的执行效率。(5)寻址方式简单灵活,执行效率高。(6)固定长度的指令格式。 5.嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户软件构成。 2.哈佛体系结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间。 3.嵌入式处理器主要有四种嵌入式微处理器(EMPU)、嵌入式微控制器(MCU)、嵌入式数字信号处理器(DSP)、嵌入式片上系统(SoC) 4.ARM7采用3级流水线结构,采用冯·诺依曼体系结构;ARM9采用5级流水线结构,采用哈佛体系结构。 5.ARM处理器共有37个32bit寄存器,包括31个通用寄存器和6个状

arm嵌入式系统基础教程课后答案.doc

arm 嵌入式系统基础教程课后答案【篇一:arm 嵌入式系统基础教程习题答案周立功】 /p> 1 、举出3 个书本中未提到的嵌入式系统的例子。 答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统 嵌入式系统: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。 3、什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类? 嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。 嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit, empu) 嵌入式微控制器(microcontroller unit, mcu) 嵌入式dsp 处理器(embedded digital signal processor, edsp) 嵌入式片上系统(system on chip) 4、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统? 是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,首先,嵌入式实 时操作系统提高了系统的可靠性。其次,提高了开发效率,缩短了 开发周期。再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位cpu 的多任务潜力。 第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段?各自的具体任务 是什么? 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结 束项目 4 个阶段。识别需求阶段的主要任务是确认需求,分析投资 收益比,研究项目的可行性,分析厂商所应具备的条件。 提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。 执行项目阶段细化目标,制定工作计划,协调人力和其他资源;定 期监控进展,分析项目偏差,采取必要措施以实现目标。 结束项目阶段主要包括移交工作成果,帮助客户实现商务目标;系 统交接给维护人员;结清各种款项。 2、为何要进行风险分析?嵌入式项目主要有哪些方面的风险? 在一个项目中,有许多的因素会影响到项目进行,因此在项目进行 的初期,在客户和开发团队都还未投入大量资源之前,风险的评估

嵌入式操作系统简介以及发展史

嵌入式操作系统简介以及发展史 导语:嵌入式操作系统离我们生活并不远,甚至我们生活中处处都可见,比如各种路由器,机顶盒,洗衣机,空调,手机等。嵌入式操作系统的定义: 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,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操作系统。嵌入式系统的发展:嵌入式操作系统并不是一个新生的事物,从20世纪80年代起,国际上就有了一些IT组织,公司开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发,这期间涌现了一些著名的嵌入式操作系统:windows CEVxWorkspSOSQNXPalm OSOS-9LynxOS目前,有很多商用嵌入式操作系统都在努力的为自己争取嵌入式市场的份额。但是,这些专用操作系统均属于商业化产品,价格昂贵,而且,他们的源码不公开,使得各自的嵌入式系统上的应用软件不能互相兼容。这导致了商业嵌入式系统对支持各种设备存在了很大的问题,使软件移植变得相当困难,但是,在这个时候,我们伟大的linux操作系统横空出世, 由于linux自身诸多的优点以及优势,吸引了许多开发商的 目光,使得linux成为了嵌入式操作系统的新宠。嵌入式操 作系统发展的四个阶段:第一阶段:无操作系统的嵌入式算法阶段,以单芯片为核心的可编程控制器的系统,具有监测,

伺服,指示设备相配合的功能。应用在一些专业性极强的工业控制系统,使用古老的汇编语言进行系统的直接控制。第二阶段:以嵌入式CPU为基础,简单操作系统为核心的嵌入式操作系统,CPU种类繁多,通用性差,系统开销小,效率高,一般配备系统仿真器,操作系统有一定的兼容性,软件较为专业,用户界面不够友好,系统主要用来监测系统和应用程序运行。 第三阶段:通用的嵌入式实时操作系统阶段,以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统,能运行于各种微处理器上,兼容性好,内核小,效率高,具有高度的模块化和扩展化,有文件管理和目录管理,设备支持,多任务,网络支持,图形窗口以及用户界面等功能,具有大量的应用程序接口(API),软件非常丰富,代表就是linux。 第四阶段:以Internet为标志的嵌入式操作系统,这是一个正在迅速发展的阶段,现在非常多的嵌入式操作系统已经有了接入Internet的能力。通过一个综合网关。 常见的嵌入式操作系统:uC/OS-Ⅱ:uC/OS-Ⅱ是一个公开源码,结构小巧,实时内核的实时操作系统。是一种基于优先级的可抢占式的硬实时内核,其内核提供任务管理与调度,时间管理,任务同步和通信,内存管理,中断服务等功能。其内核最小可以编译至2KB左右。-RTLinux:RTLinux是一个源代码开放的具有硬实时特性的多任务操作系统,他是通

嵌入式系统原理与应用习题解析

1.8 练习题P14 1.选择题 (1)A 说明:嵌入式系统的发展趋势表现在以下几方面: 1.产品种类不断丰富,应用范围不断普及 2.产品性能不断提高 3.产品功耗不断降低,体积不断缩小 4.网络化、智能化程度不断提高 5.软件成为影响价格的主要因素 (2)D

说明:常见的嵌入式操作系统: VxWorks,Windows CE、uC/OS-II和嵌入式Linux。 (3)A 说明:VxWorks是美国WindRiver公司于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。 2.填空题 (1)嵌入式计算机 (2)微处理器外围电路外部设备 (3)板级支持包实时操作系统应用编程接口应用程序 (4)嵌入式处理器微控制器数字信号处理器 3.简答题 (1)简述嵌入式系统的定义和特点 答:定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 特点:专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。(2)简述计算机系统的发展历程 第一阶段大致在20世纪70年代前后,可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段; 第二阶段是以嵌入式微处理器为基础,以简单操作系统为核心的嵌入式系统; 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统,也是嵌入式应用

开始普及的阶段; 第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统,这是一个正在迅速发展的阶段。 (3)简述MCU和DSP的区别 MCU是微控制器,DSP是数字信号处理器。 MCU相当于小型的电脑,内部集成的CPU、ROM、RAM、I/O总线,所以集成度高是它的特点。 DSP是专用的信息处理器,内部的程序是对不同的机器和环境进行特别优化,所以处理速度是最快的。 2.4 练习题 1. 填空题 (1) ARM7 ARM9 ARM9E ARM10E ARM11 (2) 精简指令集计算机 (3) Samsung ARM920T IIC总线 (4) BGA 显卡布线 (5) 1.8V 3.3V (6) 8 128 1 (7) S3C2410 64MB 64MB 2. 选择题 (1) D (2)C (3)A (4)B (5)B (6)C (7)D (8)C (9)C (10)B

ARM嵌入式系统基础教程复习

《嵌入式系统基础教程》复习 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ROM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BooTLoader的功能是什么? 答:BootLoader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BootLoader,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)μC/OS-II 嵌入式操作系统内核;2)VxWorks嵌入式实时操作系统;3)WinCE操作系统;4)Linux操作系统;5)Symbian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SOPC。它是一种特殊的嵌入式系统,首先它是SOC,即由单个芯片实现整个系统的主要逻辑功能,具有一般SOC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Thumb技术的原因 答:(Thumb指令集是把32位的ARM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Thumb指令系统用Thumb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ARM代码执行的最好性能,可以带来低功耗,小体积,低成本。 8.ARM处理器的工作模式有哪几种? 答:1)正常用户模式(user); 2)快速中断模式(fiq); 3)普通中断模式(irq); 4)操作系统保护模式(svc)或管理模式; 5)数据访问中止模式(abt); 6)处理未定义指令的未定义模式(und); 7)运行特权级的操作系统任务的系统模式(sys)。 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SP;

孟祥莲嵌入式系统原理及应用教程部分习题答案

习题1 1. 嵌入式系统的概念的是什么?答:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技 术为基础,软、硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。(嵌入式系统是嵌入式到对象体系中的,用于执行独立功能的专用计算机系统。) 2. 嵌入式系统的特点是什么? 答:系统内核小;专用性强;运行环境差异大;可靠性要求高;系统精简和高实时性操作系统;具有固化在非易失性存储器中的代码嵌入式系统开发和工作环境 4. 嵌入式系统的功能是什么?答:提供强大的网络服务小型化,低成本,低 功能;人性化的人机界面;完善的开发平台 5. 嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成?答:嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心,由存储器I/O 单元电路,通信模块,外部设备必要的辅助接口组成的。 7. 嵌入式操作系统的主要特点是什么?答:体积小;实时性;特殊的开发调试环境。 8. 叙述嵌入式系统的分类。答:按嵌入式微处理器的位数分类可以分为4 位、 8 位、16 位、32 位和64 位等;按软件实时性需求分类可以分为非实时系统(如PDA), 软实时系统(如消费类产品)和硬实时系统(如工业实时控制系统)按嵌入式系统的复杂程度分类可以分为小型嵌入式系统,中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。 习题2 处理器和工作状态有哪些?

答:ARM犬态:此时处理器执行32位的的字对齐的ARS旨令。 Thumb犬态:此时处理器执行16位的,半字对齐的Thumb旨令 2.叙述ARM9内部寄存器结构,并分别说明R13 R14 R15寄存器的 作用。 答:共有37个内部寄存器,被分为若干个组(BANK,这些寄存器包括31个通用寄存器,包括程序计数器(PC指针)6个状态寄存器。R13用作堆栈指针,R14称为子程序链接寄存器,R15用作程序计数器。处理器的工作模式有哪些? 答:用户模式:ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式:用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式:用于通用中断处理管理模式:操作系统使用的保护模式数据访问终止模式:当数据或指令预期终止时进入该模式,可用于虚拟存储器及存储保护 系统模式:运行具有特权的操作系统任务 未定义指令终止模式:当未定义的指令执行时进入该模式,可用 于支持硬件协处理器的软件仿真。 微处理器支持的数据类型有哪些? 答:ARM微处理器中支持字节(8位)、半字(16位),字(32 位)

嵌入式系统概论讲解

第一章嵌入式系统概论 参考习题 1、嵌入式系统本质上是什么系统? 答:从本质上讲,嵌入式系统中的计算机总是处于一种实时计算模式,也可以认为嵌入式计算机应具有某种实时性。也就是说,从嵌入式系统的广义概念考虑,嵌入式系统都可以看成是实时系统。 2、嵌入式系统开发与PC机软件开发的区别是什么? 答:嵌入式开发就是设计特定功能的计算机系统,形象的说就是开发一种嵌入在一个机器上实现特定功能的一个系统。PC的开发往往是上层应用程序,会更多的和业务流程,数据库,UI打交道。嵌入式的开发主要是和底层打交道,例如内存,NAND, 各种控制器,中断调度等等。当然现在也有很多需要在嵌入式设备上开发上层应用程序的需求了。 3、嵌入式系统基本概念? 答:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可配置,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的专用系统。这类系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统(可选择)以及应用程序等四个部分组成的。 4、嵌入式系统分类?

答:(1)按微处理器位数划分 按所采用的处理器位数,可以分为4位、8位、16位、32位和64位系统。 (2)按应用类别划分 可以简单地划分为信息家电、通信、汽车电子、航空航天、移动设备、军用电子、工业控制、环境监控等各种类型。 (3)按系统的实时性划分 硬实时系统、软实时系统和自适应实时。 (4)按工业界应用的复杂程度划分 简单单处理器系统 可扩展单处理器系统 复杂嵌入式系统 制造或过程控制中使用的计算机系统 第二章ARM嵌入式微处理器技术基础 参考习题 1、ARM32位指令、16位指令的特点。 答:ARM微处理器支持32位的ARM指令集和16位Thumb指令集,每种指令集各有自己的优点和缺点:ARM指令集效率高,但代码密度低;Thumb指令集具有较高的代码密度,却仍保持ARM的大多数性能上的优势,可看做ARM指令集的子集。

嵌入式系统原理与设计知识点整理

第一章嵌入式处理器 1嵌入式系统的概念组成: 定义:以应用为主,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,满足系统对功能、性能、可靠性、体积和功耗有严格要求的计算机系统。 组成:硬件:处理器、存储器、I / O设备、传感器 软件:①系统软件, ②应用软件。 2.嵌入式处理器分类特点: 分类:①MPU(Micro Processor Unit)微处理器。一块芯片,没有集成外设接口。部主要由运算器,控制器,寄存器组成。 ②MCU(Micro Controller Unit)微控制器(单片机)。一块芯片集成整个计算机系统。 ③EDSP(Embled Digital Signal Processor)数字信号处理器。运算速度快,擅长于大量重复数据处理 ④SOC(System On Chip)偏上系统。一块芯片,部集成了MPU和某一应用常用的功能模块 3.嵌入式处理器与通用计算机处理器的区别: ①嵌入式处理器种类繁多,功能多样 ②嵌入式处理器能力相对较弱,功耗低 ③嵌入式系统提供灵活的地址空间寻址能力 ④嵌入式系统集成了外设接口 4.①哈佛体系结构:指令和数据分开存储————————(嵌入式存储结构) 特征:在同一机器周期指令和数据同时传输 ②·诺依曼体系结构:指令和数据共用一个存储器——(通用式存数结构) 数据存储结构(多字节): 大端方式:低地址存高位;小端方式:高地址存高位 6.ARM指令集命名:V1~V8 (ARMV表示的是指令集)

7.ARM核命名:. 命名规则:ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{S}{x}——系列(版本) {y}——当数值为“2”时,表示MMU(存管理单元) {z}——当数值为“0”时,表示缓存Cache {T}——支持16位Thumb指令集 {D}——支持片上Debug(调试) {M}——嵌硬件乘法器 {I}——嵌ICE(在线仿真器)——支持片上断点及调试点 {E}——支持DSP指令 {J}——支持Jazzle技术 {F}——支持硬件浮点 {S}——可综合版本 8. JTAG调试接口的概念及作用: ①概念:(Joint Test Action Group)联合测试行动小组→检测PCB和IC芯片标准。(P CB→印刷电路板IC→集成芯片) ②作用(1)硬件基本功能测试读写 (2)软件下载:将运行代码下载到目标机RAM中 (3)软件调试:设置断点和调试点 (4)FLASH烧写:将运行最终代码烧写到FLASH存储器中。 9.GPIO概念:(General Purpose I/O Ports)通用输入/输出接口,即处理器引脚。 10.S3C2410/S3C2440 GPIO引脚 S3C2410共有117个引脚,可分成A——H共8个组,(GPA,GPB,…GPH组) S3C2440共有130个引脚,可分成A——J共9个组,(GPA,GPB,…,GPH,GPJ 组) 11.GPxCON寄存器,GPxDAT寄存器,GpxUP寄存器的功能,各位含义和用法 ①GPxCON寄存器(控制寄存器)——设置引脚功能 →GPACON(A组有23根引脚,一位对应一个引脚,共32位,拿出0~22位,其余没用) (若某一位是)0:(代表该位的引脚是一个)输出引脚 1:地址引脚 →GPBCON——GPH/JCON(用法一致,两位设置一个引脚) 00:输入引脚 01:输出引脚 10:特殊引脚 11:保留不用 GPBCON ②GPxDAT寄存器(数据寄存器)——设置引脚状态及读取引脚状态 若某一位对应的是输出引脚,写此寄存器相应位可令引脚输出高/低电平。 若某一位对应的是输入引脚,读取此寄存器可知相应引脚电平状态。GPBDAT

《嵌入式系统原理与应用》课程教学大纲.

《嵌入式系统原理与应用》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码:230449 课程名称:嵌入式系统原理与应用 英文名称:Principle and Application of Embedded System 课程类别:专业课 学时:72(其中实验32学时) 学分:3.5 适用对象: 计算机科学与技术业 考核方式:考试(平时成绩占总评成绩的30%,期末考试成绩占70%) 先修课程:计算机组成原理、操作系统、编译原理 二、课程简介 嵌入式系统原理与应用是计算机科学技术专业的一门专业课,讲述嵌入式系统的基本理论、原理。本课程是一门既与硬件关系紧密,又与嵌入式操作系统、嵌入式软件关系十分紧密课程。它围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统,讲述嵌入式系统的概念,软、硬件组成,开发过程以及嵌入式应用程序开发设计方法。本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。The principle of embedded system is an important course of computer science and technology, which introduce the principles and the theory of embedded system.T his curriculum is tied closely with not only hardware but also embedded operating system and embedded software. It introduce the conception of embedded system, components of software and hardware, developing progresses and designing methods of embedded programming which based on the 32bit arm processor and operating system of opened linux.The knowledge of this course would be solid foundation for the student who would be engaged in researching or developing about embedded system. 三、课程性质与教学目的 嵌入式系统原理与应用课程的性质:该课程是计算机科学与技术专业的专业课。 嵌入式系统原理与应用课程的教学目的:通过对基于ARM嵌入式芯片的系统的基本组织结构与工作原理的学习,使学生对计算机系统的硬件部分有一个全面的了解,对嵌入式软件的开发过程有一个清楚的认识,通过对嵌入式操作系统的工作原理的学习,使学生对嵌入式操作系统有一个清晰的认识,提高学生在嵌入式软件设计设计能力及解决实际问题的动手能力,为后续专业课程的学习打下坚实的基础。 四、教学内容及要求 第一章嵌入式系统导论 (一)目的与要求

周立功-ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案11

第一章 思考与练习 1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。 答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统 嵌入式系统: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。 3、什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类? 嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。 嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU) 嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP) 嵌入式片上系统(System On Chip) 4、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统? 是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,首先,嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。 其次,提高了开发效率,缩短了开发周期。再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。 第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段?各自的具体任务是什么? 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。 识别需求阶段的主要任务是确认需求,分析投资收益比,研究项目的可行性,分析厂商所应具备的条件。 提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。 执行项目阶段细化目标,制定工作计划,协调人力和其他资源;定期监控进展, 分析项目偏差,采取必要措施以实现目标。 结束项目阶段主要包括移交工作成果,帮助客户实现商务目标;系统交接给维护人员;结清各种款项。 2、为何要进行风险分析?嵌入式项目主要有哪些方面的风险? 在一个项目中,有许多的因素会影响到项目进行,因此在项目进行的初期,在客户和开发团队都还未投入大量资源之前,风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。 需求风险;时间风险;资金风险;项目管理风险 3、何谓系统规范?制定系统规范的目的是什么? 规格制定阶段的目的在于将客户的需求,由模糊的描述,转换成有意义的量化数据。 4、何谓系统规划?为何要做系统规划 系统规划就是拟定一个开发进程,使项目在合理的进程范围中逐渐建构完成。其目地是让客户可以进一步地掌握系统开发的进程,并确定检查点,以让双方确定项目是否如预期中的进度完成。 5、为什么在项目结束前需要进行项目讨论? 项目的讨论一个项目进行的反馈机制。通过这一个程序,项目团队的经验才可以被记录 下来,也就是说,这是一个撰写项目历史的过程。 第三章 1、ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么? 64 位乘法指令(带M 后缀的)、支持片上调试(带D 后缀的)、高密度16 位的Thumb 指令机扩展(带T 后缀的)和EmbededICE 观察点硬件(带I 后缀的) 2、ARM7TDMI采用几级流水线?使用何种存储器编址方式? 三级流水线(取指译码执行);使用了冯·诺依曼(V on Neumann )结构,指令和数据共用一条 32 位总线。 3、ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别? 处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态,处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。 4、分别列举ARM的处理器模式和状态。 状态: ARM 状态32 位,这种状态下执行的是字方式的ARM 指令

(完整版)嵌入式系统课后答案马维华

第1章嵌入式系统概述 1,什么是嵌入式系统嵌入式系统的特点是什么 嵌入式系统概念: (1) IEEE对嵌入式系统的定义:用于控制,监视或者辅助操作机器和设备的装置. (2)一般定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能,可靠性,成本,体积,功耗有严格要求的专用计算机系统. 嵌入式系统的特点: (1) 专用的计算机系统 (2) 必须满足环境要求 (3) 必须能满足对象系统的控制要求 (4) 是集成计算机技术与各行业应用的集成系统 (5) 具有较长的生命周期 (6) 软件固化在非易失性存储器中 (7) 必须能满足实时性要求 (8) 需要专用开发环境和开发工具 2,简单分析几种嵌入式操作系统的主要特点,包括嵌入式Linux,Windows CE,uCOS II 及VxWorks. (1)嵌入式Linux:有多个主流版本,根据应用需求,性能略有差别.μCLinux是Linux小型化后,适合于没有MMU的微处理器芯片而裁剪成的操作系统,μCLinux保持了传统Linux操作系统的主要特性,包括稳定,强大的网络和文件系统的支持,μCLinux裁剪了大量的Linux内核以缩小尺寸,适合像512KB RAM,1MB Flash这样小容量,低成本的嵌入式系统.RT_Linux即能兼容通常的Linux,又能保证强实时性. (2)Windows CE:开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用.WinCE开发难度远低于嵌入式Linux,实时性略低,常用于手机,PDA等手持设备中. (3)uCOS II:结构小巧,抢先式的实时嵌入式操作系统,具有执行效率高,占用空间小,可移植性强,实时性能好和可扩展性能等优点.主要用于小型嵌入式系统. (4) VxWorks: 集成开发环境为Tornado,Vxworks因出现稍早,实时性很强,并且内核可极微(最小8K),可靠性较高等.通常应用在通信设备等实时性要求较高的系统中. 第2章嵌入式处理器体系结构 1,具体说明ARM7TDMI的含义,其中的T,D,M,I分别代表什么 ARM7TDMI是ARM7处理器系列成员之一,采用V4T版本指令.T表示Thumb,该内核可从16位指令集切换到32位ARM指令集;D表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,支持片内Debug调试;M表示Multiplier,支持位乘法;I表示Embedded ICE ,内含嵌入式ICE宏单元,支持片上断点和观察点. 2,ARMV4及以上版本的CPSR的哪一位反映了处理器的状态若CPSR=0x000000090,分析系统状态.CPSR=0x000000090表示当前处理器工作于ARM状态,系统处于用户模式下. CPSR的BIT5(T)反映当前处理器工作于ARM状态或Thumb状态. 3,ARM有哪几个异常类型,为什么FIQ的服务程序地址要位于0x1C 在复位后,ARM处理器处于何种模式,何种状态 ARM的7种异常类型:复位RESET异常,未定义的指令UND异常,软件中断SWI异常,指令预取中止PABT异常,数据访问中止DABT异常,外部中断请求IRQ异常,快速中断请求FIQ 异常.在有快速中断发生时,CPU从0x1C处取出指令执行.ARM复位后处于管理模式,工作于ARM状态. 4,为什么要使用Thumb模式,与ARM代码相比较,Thumb代码的两大优势是什么

归纳嵌入式系统概论习题

第一题单项选择题 1、ADDS R0,R1,R2执行完成后,不会对CPSR中的哪一位产生影响( B)? A、N B、C C、V D、F 2、FD表示( B )。 A、满递增堆栈 B、满递减堆栈 C、空递增堆栈 D、空递减堆栈 3、已知R0=0xFFFFFC0F,则执行MVN R1,R0后,R1的值为(C )。 A、0xFFFFFFFF B、0xFFFFFFF0 C、0x3F0 D、0x3F 4、在Linux中使用ls命令显示当前目录的所有内容应使用(A)参数? A、-l B、-a C、-d D、-i 5、在EMBEST IDE开发环境中,程序的默认入口地址为( C )。 A、0x C000 B、0x 1C00 C、0x 8000 D、0x 0 6、已知R0=0x1000,R1=0x2000则执行CMP R0,R1后,R0的值为(B) A、0x2000 B、0x1000 C、0xFFFFF000 D、0xFFFFEFFF 7、已知R1=0x2F,则执行mov R0,R1,ASL #2后,R0的值为(D )。 A、0xBC B、0xBF C、0x2F0 D、0x2F 8、在Linux中查看文件前10行内容的命令是( D)。 A、less B、cat C、tail D、head 9、已知R0=0xFC,则执行BIC R0,#0x3C后,R0的值为( D )。 A、0x18 B、0x24 C、0xC0 D、0x30 10、已知R0*R1=0x1C2F3E4D5C6B,则执行SMULL R2,R3,R0,R1后,R2和R3的值分别为(D)。 A、R2=0x1C2F3E4D R3=0x5C6B B、R2=0x5C6B R3=0x1C2F3E4D C、R2=0x1C2F R3=0x3E4D5C6B D、R2=0x3E4D5C6B R3=0x1C2F 11、EMPU是( B )。 A、嵌入式微控制器 B、嵌入式微处理器 C、片上系统 D、嵌入式数字信号处理器 12、以下不属于CPSR的条件码标志位的是(A)。 A、F B、N C、Z D、C 13、S3C44B0X的内核工作电压是( B )。 A、3.0V B、2.5V C、3.5V D、 1.5V 14、Linux中删除目录的命令是(B)。 A、rm B、 rmdir C、mkdir D、del 15、能实现ARM处理器在两种工作状态之间进行切换的命令是( D )。 A、B B、 BL C、 BLX D、BX 16、若CPSR寄存器的低5位(4-0)的值为10010,则ARM处理器工作于(B) 模式。 A、FIQ B、IRQ C、USER D、SVC

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AHB总线上连接了那些控制器?APB总线上连接了那些部件? AHB:LCD控制器,LCD DMA,总线控制器,USB主控制器,中断控制器,ExtMaster,电源管理,Nandflash控制器,储存器控制器。 APB:通用异步收发器,内部集成电路总线(IIC),USB设备控制器,集成电路内部 声音总线(IIS),MMC/SD/SDIO主控制器,通用I/O端口(GPIO),看门狗定时器(WDT),定时时钟(RTC),总线控制器,A/D转换器,串行外设接口,定时器/脉宽调制。 3.ARM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)PC→LR,CPRS→SPSR,设置CPSR的运行模式位,跳转 到相应的异常处理程序,(异常返回)LR→PC,SPSR→CPSR,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。 Reset>数据中指>快速中断请求(FIQ)>中断请求(IRQ)>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IISCON控制,当控制寄存器IISCON的地址为0=I2S禁止(停止); 当控制寄存器IISCON的地址为1=I2S允许(开始)。 5.简述ARM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.ARM微处理器支持哪几种运行模式?各运行模式有什么特点? User: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。 FIQ:快速中断模式。支持数据传送或通道处理。 IRQ:普通中断模式。用于一般中断处理。 Supervisor:管理模式。一种操作系统受保护的方式。 Abort: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。 System:系统模式。是操作系统一种特权级的用户方式。 Undef: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PCLK=66.5MHz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}/{d ivider值}=66.5/{0+1}/{2}=33.2500(MHz) 一个计数脉冲时间=1/33.2500MHz=0.0300(us) 最大分辨率:定时器输入时钟频率=PCLK/{255+1}/{2}=66.5/256/2=129.8828 一个计数脉冲的时间=1/129.8828=7.6992(us) 最大定时区间:由于TCNTBn=65535,计数到0共65536个计数脉冲, 所以65536*7.6992=0.5045(sec)。

《ARM嵌入式系统基础教程》试题及答案

《ARM嵌入式系统基础教程》试题及答案 一、选择题 1、以下说法不正确的是(B )。 A、任务可以有类型说明 B、任务可以返回一个数值 C、任务可以有形参变量 D、任务是一个无限循环 2下列描述不属于RISC计算机的特点的是(C)。 A.流水线每周期前进一步。B.更多通用寄存器。 C.指令长度不固定,执行需要多个周期。 D.独立的Load和Store指令完成数据在寄存器和外部存储器之间的传输。 3 存储一个32位数0x2168465到2000H~2003H四个字节单元中,若以大端模式存储,则2000H存储单元的内容 为(D)。 A、0x21 B、0x68 C、0x65 D、0x02 4 μCOS-II中对关键代码段由于希望在执行的过程中不被中断干扰,通常采用关中断的方式,以下X86汇编代码正确而且不会改变关中断之前的中断开关状态的是(D) A.先CLI、执行关键代码、再STI B. 先STI、执行关键代码、再CLI C. 先POPF、CLI、执行关键代码、再PUSHF D. 先PUSHF、CLI、执行关键代码、再POPF。 5 RS232-C串口通信中,表示逻辑1的电平是(D )。 A、0v B、3.3v C、+5v~+15v D、-5v~-15v 6 ARM汇编语句“ADD R0, R2, R3, LSL#1”的作用是(A)。 A.R0 = R2 + (R3 << 1) B. R0 =( R2<< 1) + R3 C. R3= R0+ (R2 << 1) D. (R3 << 1)= R0+ R2 7 IRQ中断的入口地址是(C)。FIQ的入口地址为0x0000001C A、0x00000000 B、0x00000008 C、0x00000018 D、0x00000014 8 S3C2420X I/O口常用的控制器是(D)。 A.端口控制寄存器(GPACON-GPHCON)。 B.端口数据寄存器(GPADAT-GPHDA T)。 C.外部中断控制寄存器(EXTINTN)。 D.以上都是。 9 实时操作系统中,两个任务并发执行,一个任务要等待其合作伙伴发来信息,或建立某个条件后再向前执行,这种制约性合作关系被成为(A)。 A. 同步 B. 互斥 C. 调度 D. 执行 10 和PC系统机相比嵌入式系统不具备以下哪个特点(C)。 A、系统内核小 B、专用性强 C、可执行多任务 D、系统精简 11 、ADD R0,R1,#3属于(A)寻址方式。 A. 立即寻址 B. 多寄存器寻址 C. 寄存器直接寻址 D. 相对寻址 12、GET伪指令的含义是(A) A. 包含一个外部文件 B. 定义程序的入口 C. 定义一个宏 D. 声明一个变量 13、存储一个32位数0x876165到2000H~2003H四个字节单元中,若以小端模式存 储,则2000H存储单元的内容为(C)。 A、0x00 B、0x87 C、0x65 D、0x61 14、μCOS-II操作系统不属于(C)。 A、RTOS B、占先式实时操作系统 C、非占先式实时操作系统 D、嵌入式实时操作系统 15、若R1=2000H,(2000H)=0x86,(2008H)=0x39,则执行指令LDR R0,[R1,#8]!后R0的值为(D )。 A. 0x2000 B. 0x86 C. 0x2008 D. 0x39 16、寄存器R13除了可以做通用寄存器外,还可以做(C )。 A、程序计数器 B、链接寄存器 C、栈指针寄存器 D、基址寄存器 17、FIQ中断的入口地址是(A)。

ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案

第1章嵌入式系统概述 (1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。 答:键盘、鼠标、扫描仪。 (2)什么叫嵌入式系统? 答:嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。 (3)什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类? 答:嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。分为3类:1.注重尺寸、能耗和价格;2.关注性能;3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。 (4)什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统? 答:嵌入式操作系统是操作系统的一种类型,是在传统操作系统的基础上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来的。原因:1.提高了系统的可靠性;2.提高了开发效率,缩短了开发周期。3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。 第2章ARM7体系结构 1.基础知识 (1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么? 答:T:高密度16位Thumb指令集扩展;D:支持片上调试;M:64位乘法指令;I:Embedded ICE硬件仿真功能模块。 (2)ARM7TDMI采用几级流水线?使用何种存储器编址方式? 答:3级;冯·诺依曼结构。 (3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别? 答:ARM处理器模式体现在不同寄存器的使用上;ARM处理器状态体现在不同指令的使用上。 (4)分别列举ARM的处理器模式和状态? 答:ARM的处理器模式:用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式;ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。 (5)PC和LR分别使用哪个寄存器? 答:PC:R15;LR:R14。 (6)R13寄存器的通用功能是什么? 答:堆栈指针SP。 (7)CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态?

嵌入式系统概述

1 嵌入式系统概述 嵌入式系统(Embedded System )也称嵌入式计算机系统。顾名思义,嵌入式系统是计算机的一种特殊形式,是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图像数据传输技术,甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品。嵌入式系统不仅和一般的PC 机上的应用系统不同,而且针对不同的具体应用而设计的嵌入式系统之间的差别也很大。嵌入式系统强调硬件和软件的协同性与整合性,软件和硬件可剪裁的,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境等有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统特别强调“量身定做”的原则,开发人员往往需要针对某一种特殊用途开发出一个截然不同的嵌入式系统,其特点如下。 (1)嵌入式系统具有应用针对性 应用针对性是嵌入式系统的一个基本特征,体现这种应用针对性的首先是软件,软件实现特定应用所需要的功能,所以嵌入式系统应用中必定配置了专用的应用程序;其次是硬件,大多数嵌入式系统的硬件是针对应用专门设计的,但也有一些标准化的嵌入式硬件模块,采用标准模块可降低开发的技术难度和风险,缩短开发时间,但灵活性不足。 (2)嵌入式系统硬件扩展能力要求不高 硬件上,嵌入式系统作为一种专用的计算机系统,其功能、机械结构、安装要求比较固定,所以一般没有或仅有较少的扩展能力;软件上,嵌入式系统往往是一个设备固定组成部分,其软件功能由设备的需求决定,在相对较长的生命周期里,一般不需要对软件进行改动。但也有一些特例,比如现在的手机,尤其是安装有嵌入式操作系统的智能手机,软件安装、升级比较灵活,但相对于桌面计算机,其软件扩展能力还是相当弱。 (3)嵌入式系统操作系统精简 在现代的通用计算机中,没有操作系统是无法想象的,而在嵌入式计算机中情况则大第 章

(完整版)嵌入式系统原理复习题及答案

嵌入式系统原理复习题 1、嵌入式系统的概念 广义上讲,凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。如各类单片机和DSP系统。这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。但由于他们没有操作系统,管理系统硬件和软件的能力有限,在实现复杂多任务功能时,往往困难重重,甚至无法实现。 从狭义上讲,我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统,具有自己操作系统,具有特定功能,用于特定场合的嵌入式系统。本书所谓的嵌入式系统是指狭义上的嵌入式系统。 根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。 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。 2、嵌入式系统的特点 1)系统内核小 2)专用性强 3)运行环境差异大 4)可靠性要求高 5)系统精简和高实时性操作系统 6)具有固化在非易失性存储器中的代码 7)无自举开发能力 3、嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成 嵌入式系统的微硬件包括嵌入式核心芯片、存储器系统及外部接口 4、什么是分时系统、软实时系统、硬实时系统,它们的区别是什么? 分时操作系统按照相等的时间片调度进程轮流运行,分时操作系统由调度程序自动计算进程的优先级,而不是由用户控制进程的优先级。这样的系统无法实时响应外部异步事件。 硬实时系统有一个刚性的、不可改变的时间限制,它不允许任何超出时限的错误。超时错误会带来损害甚至导致系统失败、或者导致系统不能实现它的预期目标。 软实时系统的时限是一个柔性灵活的,它可以容忍偶然的超时错误。失败造成的后果并不严重,仅仅是轻微的降低了系统的吞吐量。 5、嵌入式系统的分类 按嵌入式微处理器的位数分类 a)4位 b)8位 c)16位 d)32位 e)64位 按软件实时性需求分类

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