2011-2012(2)嵌入式系统及应用评分标准

《嵌入式系统及应用》试卷第1页（共8页）
试题编号：
重庆邮电大学2011－2012学年第2学期
嵌入式系统及应用（期末）（Ａ卷）（闭卷）　
题 号　一　二　三　总　分　得 分
评卷人　
（任课教师：李勇、蒋建春、程安宇、岑明；出题教师：谢昊飞）　
一、简答题（本大题共４小题，每题５分，共２０分）　１． 简述嵌入式系统的特点。

答：1、功能特定性；2、规模可变性；3、实时性与稳定性；4、系统内核小；5、专用型强；6、系统精简；7、高实时操作系统；8、具有专门的开发工具和开发环境。

答对其中5个，即给5分，其余没对1个给1分。

2. 简述哈佛体系结构。

答：它是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构，目的是为了减轻程序运行时的访存瓶颈。

（2分）由于程序指令和数据指令是分开组织和存储的，执行时可以预先读取下一条指令，指令和数据可以有不同的数据宽度。

（3分）
3.简述ARM 的7种处理器模式。

答：
答对其中1个得1分，3个得2分，5个得4分，7个得5分。

4.简述不可剥夺型内核与非占先式调度的特点。

　
答：不可剥夺型内核与非占先式调度的一个优点是响应中断快。

任务级响应时间比前后台系统快得多。

（2分）另外一个优点是几乎不需要使用信号量保护共享数据。

（2分）缺点是不可剥夺型内核的任务级响应时间是不可确定的，完全取决于什么时候释放CPU。

（1分）　
二、原理分析题（本大题共５小题，每小题１０分，共５０分）　
5. 分析ｕｃｏｓ－ＩＩ的任务状态图，并给出状态间迁移的简要说明。

在多任务环境下，各个任务被内核进行切换，在不同的状态间进行转换，如上图所示。

最常见的是将任务的运行划分为４种状态。

　
休眠（ＤＯＲＭＡＮＴ）：指任务驻留在存储空间内，还没有被操作系统激活；　
就绪（ＲＥＡＤＹ）：任务运行的条件已经满足，进入任务等待列表，通过调度进入运行。

　挂起或等待（ＷＡＩＴＩＮＧ）：任务被阻塞，等待事件的发生。

　
运行（ＲＵＮＮＩＮＧ）：任务获得ＣＰＵ使用权，执行相应的代码。

　
注：给出图形给6分。

4种状态描述每个给1分。

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6. 绘图说明逐次逼近型A/D 转换器的工作原理。

　答：
主要由逐次逼近寄存器SAR 、D/A 转换器、比较器以及时序和控制逻辑等部分组成。

（1分）它的实质是逐次把设定的SAR 寄存器中的数字量经D/A 转换后得到电压Vc 与待转换模拟电压V 。

（2分）进行比较。

比较时，先从SAR 的最高位开始，逐次确定各位的数码应是“1”还是“0” 。

（1分）
7. 根据下面的存储空间示意图，已知压栈操作前寄存器和堆栈区的状态，那么执行完STMFD SP!,{R0-R7,LR}指令后，SP 寄存器和堆栈区存储单元的数值为多少？ 答：
注：SP 和相应的存储单元每对1个给1分。

源
《嵌入式系统及应用》试卷第4页（共8页）
8. 以３×３键盘为例绘图说明矩阵扫描原理？ 答：
（5分）
矩阵键盘工作原理：它的行线与按键的另一个引脚相连，平时列线设置成低电平，没有按键被按下时，行线保持高电平，如果有按键按下时，行线拉成低电平。

这时候，控制器的分析出有按键按下，但是只能判断出现在那一行，不能判断出在那一列。

（2分） 因此还需要进行键盘扫描，以确定具体哪个按键按下。

下表说明以上图中键9按下时，键盘的扫描过程。

（3分）
9. 绘制图形说明ｕｃｏｓ－ＩＩ的邮箱工作原理。

　
答：消息邮箱（简称邮箱）使用一个１个指针变量，把一则消息放到邮箱里面。

一个或者多个任务可以接收这则消息。

发送消息的任务和接收消息的任务约定该指针的内容就是消息的内容。

（２分）使用邮箱前，必需先传经一个邮箱。

需要接收消息的任务记录在邮箱的消息等待队列中。

当邮箱不为空时，内核调度将此消息送给消息等待队列优先级最高的任务，其它任务如果等待超时，转入就绪状态。

（３
分）　
（５分）
三、分析与设计题（本大题共２小题，每小题１５分，共３０分）　
10. 采用µＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统，创建两个任务mytask和yourtask，其优先级分别为10、20，堆栈空间均为100字节。

Mytask申请互斥信号量my_sem, yourtask任务执行的最后会释放互斥信号量my_sem。

编写相应程序代码，完成上述功能。

（15分）　
要求：（1）定义堆栈空间、优先级；　
（2）写出mytask、yourtask任务函数；　
（3）写出ｍａｉｎ主函数。

解：（1）＃ｄｅｆｉｎｅ　ＳＴＡＣＫＳＩＺＥ　１００　
　＃ｄｅｆｉｎｅ　ｍｙｔａｓｋ＿ｐｒｉｏ １０
＃ｄｅｆｉｎｅ　yourtask＿ｐｒｉｏ ２０
OS_STKｍｙｔａｓｋ＿Ｓｔａｃｋ［ＳＴＡＣＫＳＩＺＥ］＝｛０｝；　
OS_STK yourtask＿Ｓｔａｃｋ［ＳＴＡＣＫＳＩＺＥ］＝｛０｝；
堆栈定义1分，优先级定义1分。

（2）ｖｏｉｄ　ｍｙｔａｓｋ（ｖｏｉｄ　＊ｐｄａｔａ）｛／／ｍｙｔａｓｋ　任务 ４分　
ＩＮＴ８Ｕ　ｅｒｒ；　
ｐｄａｔａ　＝　ｐｄａｔａ；　
ｆｏｒ（；；）｛　
ＯＳＳｅｍＰｅｎｄ（my_sem,0,&err）；　
｝　
《嵌入式系统及应用》试卷第5页（共8页）
｝
ｖｏｉｄ　yourtask　（ｖｏｉｄ　＊ｐｄａｔａ）｛／／ yourtask　任务 ４分　
ＩＮＴ８Ｕ　ｅｒｒ；　
ｐｄａｔａ　＝　ｐｄａｔａ；　
ｆｏｒ（；；）｛　
ＯＳＳｅｍＰｏｓｔ（my_sem）；　
｝　
｝
（3）
OS_EVENT * my_sem;//5分
void main(){
OSInit();
my_sem =OSSemCreate(1);
OSTaskCreate(ｍｙｔａｓｋ, (void *)0, &　ｍｙｔａｓｋ＿Ｓｔａｃｋ [ＳＴＡＣＫＳＩＺＥ - 1], ｍｙｔａｓｋ＿ｐｒｉｏ);
OSTaskCreate(yourtask,(void *)0,& yourtask＿Ｓｔａｃｋ [ＳＴＡＣＫＳＩＺＥ - 1], yourtask＿ｐｒｉｏ);
OSStart();
}
11. UART串口的发送寄存器ＵＴＸＨ０的地址为０ｘ１Ｄ０００２０且它的状态寄存器如表１所示，请完成下面问题。

　
（1）写出寄存器宏定义；／／５分　
（2）给出发送函数的流程图；／／５分　
（3）写出发送函数代码。

／／５分　
《嵌入式系统及应用》试卷第6页（共8页）
表1 UART 状态寄存器
　解：（1）＃ｄｅｆｉｎｅ ＵＴＸＨ０ （＊（ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｕｎｓｉｇｎｅｄ　ｃｈａｒ　＊）０ｘ１Ｄ０００２０）　／／
＃ｄｅｆｉｎｅ ＵＴＲＳＴＡＴ０ （＊（ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｕｎｓｉｇｎｅｄ　ｃｈａｒ　＊）０ｘ１Ｄ０００１０）　
（2）　
（3
）ｖｏｉｄ　Ｕａｒｔ＿ＳｅｎｄＢｙｔｅ（ｕｎｓｉｇｎｅｄ　ｃｈａｒ　ｕａｒｔｎｕｍ，　ｕｎｓｉｇｎｅｄ　ｃｈａｒ　ｄａｔａ）｛　
《嵌入式系统及应用》试卷第7页（共8页）
ｗｈｉｌｅ（！（ＵＴＲＳＴＡＴ０　＆　０ｘ２））； ／／Ｗａｉｔ　ｕｎｔｉｌ　ＴＨＲ　ｉｓ　ｅｍｐｔｙ． Ｄｅｌａｙ（１）；　
ＵＴＸＨ０＝ｄａｔａ；　
｝
《嵌入式系统及应用》试卷第8页（共8页）。