嵌入式系统开发基础答案

嵌入式系统开发基础答案【篇一：嵌入式系统基础作业】式系统开发流程；答：基本组成:可分为硬件和软件两个组成部分。

其中硬件组成结构以嵌入式微处理机为中心，配置存储器i/o设备、通信模块以及电源等必要的辅助借口；软件组成结构包括应用层、os层、bsp等。

特点：“专用”计算机系统；运行环境差异大；比通用pc系统资源少；功耗低、体积小、集成度高、成本低；具有完整的系统测试和可靠性评估体系；具有较长的生命周期；需要专用开发工具和方法进行设计；包含专用调试电路；多科学知识集成系统。

开发流程：(1)系统定义与需求分析阶段。

(2)方案设计阶段。

(3)详细设计阶段。

(4)软硬件集成测试阶段。

(5)系统功能性及可靠性测试阶段。

二、写出教材图1-1嵌入式系统的组成结构中各英文缩写的中文释义；答：.os:操作系统api:应用程序接口bsp:板级支持包boot:启用装载hal:硬件抽象层soc/sopc:片上系统/片上可编程系统gpio:控制处理器输出接口usb:通用串行总线lcd:液晶显示器adc/dac:模数转换和数模转换fpga/cpld:现场可编程门阵列/复杂可编程逻辑器件uart/irda:通用异步收发传输器/红外线接口dma:直接内存访问can:控制器局域网络timer/rtc:定时器/实时时钟mmu/cache:内存管理单元/高速缓冲存储器三、比较说明flash存储器中nor型和nand型flash的主要区别；比较说明ram存储器中sram和sdram的主要区别；答：norflash的读取和我们常见的sdram的读取是一样，用户可以直接运行装载在norflash里面的代码，这样可以减少sram的容量从而节约了成本。

nandflash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一块的形式来进行的，通常是一次读取512个字节，采用这种技术的flash比较廉价。

sram是靠双稳态触发器来记忆信息的；sdram是靠mos电路中的栅极电容来记忆信息的。

由于电容上的电荷会泄漏，需要定时给与补充，所以动态ram需要设置刷新电路。

但动态ram比静态ram集成度高、功耗低，从而成本也低，适于作大容量存储器。

所以主内存通常采用sdram，而高速缓冲存储器（cache）则使用sram，在存取速度上，sramsdram。

四、说明嵌入式系统常见硬件平台种类、典型处理器型号；答：典型的型号有mips处理器、powerpc处理器、sparc处理器、arm处理器、xtensa系列可配置处理器。

五、嵌入式系统中常用的接口或通信方式有rs232、rs485、bluetooth、can、irda、gprs、spi、gsm、802.11、spi、iic、ethernet、jtag等，请根据通信介质是否无线或有线对其进行分类；请根据通信距离从近至远依次排序；请根据通信速度从慢至快依次排序；答：无线：rs485、bluetooth、can、irda、gprs、gsm、802.11、ethernet 有线：rs232、spi、iic、jtag传输距离：rs232、spi、iic、jtag、bluetooth、irda、rs485、can、802.11、gsm、gprs、ethernet传输速度：gsm、gprs、blueteeth、irda、802.11、can、rs232、rs485、ethernet、iic、spi、jtag六、列举常见嵌入式操作系统及其特点；答：源代码公开并且遵循gpl协议有大量的免费的优秀的开发工具，且都遵从gpl，是开放源代码的。

有庞大的开发人员群体。

无需专门的人才，只要懂unix/linux和c语言即可。

软件的开发和维护成本很低。

优秀的网络功能。

稳定。

内核精悍，运行所需资源少，十分适合嵌入式应用。

支持的硬件数量庞大。

vxworks操作系统的主要特点如下：良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境；具有可裁剪微内核结构；高效的任务管理；灵活的任务间通讯；微秒级的中断处理；支持posix?1003．1b实时扩展标准；支持多种物理介质及标准的、完整的tcp/ip网络协议等。

windowsce它的主要特点如下：与windows系列有较好的兼容性能在多种处理器体系结构上运行，并且通常适用于那些对内存占用空间具有一定限制的设备从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。

模块化设计允许它对从掌上电脑到专用的工业控制器的用户电子设备进行定制。

操作系统的基本内核需要至少200kb的rom。

由于嵌入式产品的体积、成本等方面有较严格的要求，所以处理器部分占用空间应尽可能的小。

系统的可用内存和外存数量也要受限制。

公开源代码，容易就能把操作系统移植到各个不同的硬件平台上；可移植性，绝大部分源代码是用c语言写的，便于移植到其他微处理器；可固化；可裁剪性，有选择的使用需要的系统服务，以减少斗所需的存储空间；占先式，完全是占先式的实时内核，即总是运行就绪条件下优先级最高的任务；多任务，可管理64个任务，任务的优先级必须是不同的，不支持时间片轮转调度法；可确定性，函数调用与服务的执行时间具有其可确定性，不依赖于任务的多少应用该实时内核的实例，是其实用性和可靠性的最好证据。

【篇二：arm嵌入式系统结构与编程习题答案(全)】ass=txt>第一章绪论1. 国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？答：国内嵌入式行业一个普遍认同的定义是：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，功耗严格要求的专业计算机系统。

从这个定义可以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的剪裁利用。

因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专业计算机系统。

2．嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。

答：从20世纪70年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了30多年的发展历史。

嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。

intel公司1971年开发出第一片具有4位总线结构的微处理器4004，可以说是嵌入式系统的萌芽阶段。

80年代初的8051是单片机历史上值得纪念的一页。

20世纪80年代早期，出现了商业级的“实时操作系统内核”，在实时内核下编写应用软件可以使新产品的沿着更快，更节省资金。

20世纪90年代实时内核发展为实时多任务操作系统。

步入21世纪以来，嵌入式系统得到了极大的发展。

在硬件上，mcu的性能得到了极大的提升，特别是arm技术的出现与完善，为嵌入式操作系统提供了功能强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个崭新的阶段。

3．当前最常用的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。

答：主要有嵌入式linux和嵌入式实时操作内核uc/os-ii嵌入式linux操作系统是针对嵌入式微控制器的特点而量身定做的一种linux操作系统，包括常用的嵌入式通信协议和常用驱动，支持多种文件系统。

主要有以下特点：源码开放，易于移植，内核小，功能强大，运行稳定，效率高等。

uc/os是源码工卡的实时嵌入式系统内核，主要有以下特点：源码公开，可移植性强，可固化，可剪裁，占先式，多任务，可确定性，提供系统服务等。

4．举例说明嵌入式设备在工控设备中的应用。

答：由于工业控制系统特别强调可靠性和实时性，“量身定做”的嵌入式控制系统恰能满足工业控制的需求。

例如：工业过程控制，数字控制机床，电网设备监测，电力自动控制系统，石油化工监控等。

5．嵌入式技术的发展趋势有哪些？答：未来嵌入式系统的发展趋势有：1.随着信息化与数字化的发展，嵌入式设备进行网络互联是未来发展的趋势。

2.优化嵌入式系统软硬件内核，提高系统运行速度，降低功耗和硬件成本。

3.指令集的并行计算技术将引入嵌入式微处理器。

4.嵌入式微处理器将会向多核技术发展。

5.嵌入式技术将引领信息时代。

第2章 arm技术与arm体系结构1.简述arm处理器内核调试结构原理答：arm处理器一般都带有嵌入式追踪宏单元etm（embedded trace macro），它是arm公司自己推出的调试工具。

arm处理器都支持基于jtag（joint test action group 联合测试行动小组）的调试方法。

它利用芯片内部的embedded ice来控制arm内核操作，可完成单步调试和断点调试等操作。

当cpu处理单步执行完毕或到达断点处时，就可以在宿主机端查看处理器现场数据，但是它不能在cpu运行过程中对实时数据进行仿真。

etm解决了上述问题，能够在cpu运行过程中实时扫描处理器的现场信息，并数据送往tap（test access port）控制器。

上图中分为三条扫描链（图中的粗实线），分别用来监视arm核，etm，嵌入式ice的状态。

2. 分析arm7tdmi-s各字母所代表的含义。

答：arm7 t d m i – s 中arm是advanced risc machines的缩写 7是系列号；t：支持高密度16位的thumb指令集； d：支持jtag片上调试； m：支持用于长乘法操作（64位结果）arm指令，包含快速乘法器；； i：带有嵌入式追踪宏单元etm，用来设置断点和观察点的调试硬件；s：可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。

这种源代码形式又可以编译成一种易于eda工具使用的形式。

3. arm处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，并指出处理器在什么情况下进入相应的模式。

答：arm技术的设计者将arm 处理器在应用中可能产生的状态进行了分类，并针对同一类型的异常状态设定了一个固定的入口点，当异常产生时，程序会自动跳转到对应异常入口处进行异常服务。

? 1．用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下执行。

在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器会自动切换工作模式 ? 2．fiq模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式。

? 3．irq模式：也称为普通中断模式，:当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式。

在这模式下按中断的处理器方式又分为向量中断和非向量中断两种。

通常的中断处理都在irq模式下进行。

? 4．svc模式：称之为管理模式，它是一种操作系统保护模式。

当复位或软中断指令执行时处理器将进入这种模式。

? 5．中止模式：当存取异常时将会进入这种模式，用来处理存储器故障、实现虚拟存储或存储保护。

? 6．未定义指令异常模式：当执行未定义指令时会进入这种模式，主要是用来处理未定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真，因为未定义指令多发生在对协处理器的操作上。