南京大学微处理器和嵌入式系统复习
嵌入式期末复习提纲(包含复习资料)
考试题型：•1、判断题 10分•2、填空题 20分•3、选择题 20分•4、简答题 30分（5个）•5、应用题 20分（3个）•6、名字解释复习资料：•书本•课件，平时课堂例题。
•平时作业和练习•考试范围：1-5章•其他说明：•课后习题是重点。
•简答题来源于前5章，每章一个。
每章重点：第一章：1.什么是嵌入式系统？试简单列举一些生活中常见的嵌入式系统的实例。
嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。
以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式系统具有哪些特点？3.嵌入式系统由哪些部分组成？简单说明各部分的功能和作用。
4.嵌入式系统是怎样分类的？5.嵌入式系统的定义。
嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。
以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。
6.什么是交叉编译，试说明交叉编译的实现过程。
7．嵌入式系统有哪些应用领域。
嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：１．工业控制：基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。
就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是８位单片机。
但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。
２．交通管理：在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌模块，模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。
目前设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。
嵌入式系统原理期末复习提纲
嵌入式系统原理期末复习提纲I.嵌入式系统概述A.嵌入式系统定义及特点B.嵌入式系统应用领域C.嵌入式系统的组成和发展历程II.嵌入式系统硬件平台A.微处理器和微控制器1.嵌入式处理器的特点和分类2.微控制器的组成和功能B.存储器1.ROM、RAM和闪存的特点和应用2.存储器层次结构和访问速度C.输入输出设备1.常用的输入输出设备及其接口2.外设管理和设备驱动程序设计III.嵌入式系统软件设计A.系统软件概述1.嵌入式操作系统的作用和特点2.应用程序和设备驱动程序的开发B.嵌入式操作系统1.嵌入式操作系统的分类和选择2.嵌入式操作系统的组成和功能C.实时性和调度1.实时系统和非实时系统的区别2.实时任务调度算法和实时性分析方法D.嵌入式软件开发工具和环境1.嵌入式软件开发流程和工具链2.集成开发环境和仿真调试工具的应用IV.嵌入式系统通信和网络A.系统通信介质1.串行通信和并行通信的特点和应用2.无线通信和有线通信的比较B.数据通信协议1.常用的通信协议及其特点2.数据通信协议的设计和实现C.网络和通信协议1.嵌入式网络的分类和应用2.嵌入式网络协议的体系结构和功能V.嵌入式系统性能优化和测试A.系统性能优化1.优化目标和方法2.硬件优化和软件优化的措施B.系统功耗管理2.低功耗设计和功耗管理方法C.系统测试和调试1.测试方法和策略2.调试工具和技术的应用VI.嵌入式系统安全和可靠性A.系统安全性1.嵌入式系统安全威胁和攻击方式2.安全策略和防护技术B.系统可靠性1.可靠性定义和指标2.提高系统可靠性的方法和技术C.系统错误处理1.常见的系统错误类型和处理方式2.异常处理和错误恢复机制VII.嵌入式系统开发案例分析A.实际案例介绍B.案例分析和设计思路C.案例实现和效果评估以上提纲以嵌入式系统原理为基础，围绕嵌入式系统的硬件平台、软件设计、通信和网络、性能优化和测试、安全和可靠性及案例分析等方面进行了全面的复习内容概括。
嵌入式复习课整理
第1章复习提纲1、嵌入式系统的定义２、嵌入式系统的分类，简述你所学过的嵌入式系统３、几种常见的嵌入式操作系统WindowsCE、uC/OSII、uCLinux、VxWorks、Palm OS等４、嵌入式系统的应用领域信息家电、移动计算设备、汽车电子、工业控制、机器人、军事领域等。
、第2章嵌入式系统体系结构２、目前应用比较广泛ARM处理器系列是：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10，各系列特点……3、ARM920TDMI命名含义４、ARM指令集和Thumb指令集特点５、ARM920T微处理器的指令流水采用了典型的RISC五级流水线结构，将指令执行过程分为取指、译码、执行、访存和写回5个步骤。
６、ARM处理器支持下列数据类型：字节8位；半字16位（占用两个字节）、字32位（占用4个字节）。
７、ARM处理器的７种工作模式８、ARM9的存储组织结构：32位长的地址，它把存储器看成是0地址开始的字节的线性组合，即一个地址对应于一个存储字节，其范围是232个字节（8位二进制数）。
９、ARM9处理器的内部总共有37个32位的寄存器，其中31个用作通用寄存器，6个用作状态寄存器，每个状态寄存器只使用了其中的12位。
这37个寄存器根据处理器的状态及其工作模式的不同而被安排成不同的组。
10、几个重要的寄存器：R13—堆栈指针、 R14—链接寄存器 R15—程序计数器、 CPSR －状态寄存器 SPSR —备份的状态寄存器 11、CPSR12、什么是异常13、什么是异常向量表异常出现后处理器强制从异常类型所对应的固定存储器地址开始执行程序，这些存储器地址称为异常向量表。
14、进入异常时，ARM9内核完成以下动作：（1）将下一条指令的地址保存在相应的LR 寄存器中。
（2）将CPSR 复制到相应的SPSR 中。
（3）迫使CPSR 模式位M[4：0]的值设置成对应的异常模式值 （4）迫使PC 从相关的异常向量取下一条指令。
嵌入式复习资料
嵌入式复习资料1、嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁减，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。
2、嵌入性、专用性与计算机系统是嵌入式系统的3个基本要素。
3、嵌入式系统的特点:专用的计算机系统;满足系统应用环境的要求;满足对象系统的控制要求;是一个知识集成应用系统;具有较长的应用生命周期;软件固化在非易失性存储器中;多数嵌入式系统具有实时性要求;设计需专用的开发环境和工具.3、嵌入式系统发展的4个阶段1）以单片机为核心的低级嵌入式系统2）以嵌入式微处理器为基础的初级嵌入式系统3）以嵌入式操作系统为标志的中级嵌入式系统4）以Internet 为标志的高级嵌入式系统4、嵌入式系统的发展趋势1）嵌入式系统结构将更加复杂，硬件向集成化发展，软件将逐渐PC化2）嵌入式系统的小型化、智能化、网络化、可视化、微功耗和低成本3）不断改善人机交互的手段，提供精巧的多媒体人机界面4）云计算、可重构、虚拟化等技术被进一步应用到嵌入式系统5）嵌入式软件开发平台化、标准化、系统可升级，代码可复用将更受重视5、嵌入式系统的软件：中间层程序、嵌入式操作系统、应用软件层。
6、嵌入式处理器的种类：嵌入式微处理器（Embedded Microcomputer Unit，EMPU）嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller Unit，EMCU）嵌入式数字信号处理器（Embedded Digital Signal Processor，EDSP）嵌入式片上系统（System On Chip，SOC）嵌入式可编程片上系统（System On a Programmable Chip，SOPC)。
7、四大流派的嵌入式处理器内核MIPS POWERPC ARM 68K/COLDFIRE。
8、嵌入式操作系统（Operating System，OS）是支持嵌入式系统工作的操作系统，它负责嵌入式系统的全部软、硬件资源分配、调度、控制和协调等活动，它是嵌入式应用软件的开发平台，用户的其它应用程序都建立在嵌入式操作系统之上。
《微处理器与嵌入式系统设计》复习要点
《微处理器与嵌入式系统设计》复习要点第一章嵌入式系统概述嵌入式系统的共性：特定的使用场合或工作环境，是某个大型系统的一部分，完成一个具体的功能，专用性强，应用于特定的平台；功耗低，且一般要求高实时性和高可靠性，系统程序一般都是固化在内存中，以提高运行速度和可靠性；功能单一，模块的设计和实现较为简单；人机交互界面简单；开发时往往有上位机和下位机或主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。
MCU：Micro Control Unit，嵌入式微控制器（俗称单片机），把CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O、中断系统、定时器/计时器、各种功能外设等资源集成到一个芯片上的微型计算机系统。
MPU：Micro Processor Unit，嵌入式微处理器。
MPU是由通用计算机中的CPU（微处理器）演变而来，可以理解为增强版的CPU，即不带外围功能器件。
ARM：是一家公司，也是一类技术和产品的统称。
ARM公司设计的芯片主要涉及嵌入式移动设备领域，指令集更加紧凑简单，功耗和成本更低，在移动消费电子领域占据着很大的市场份额。
嵌入式系统开发流程：需求分析、系统总体设计、系统软硬件设计、系统测试第二章 ARM Cortex-M3内核与STM32微控制器ARM存储模式（2种）小端模式：数据的低字节存放在内存低地址处，数据的高字节存放在内存高地址处。
大端模式：数据的高字节存放在内存低地址处，数据的低字节存放在内存高地址处。
注意书上的相关例子！ARM指令集架构系统设计有两种方式：RISC（Reduced Instruction Set Computer）精简指令集计算机CISC（Complex Instruction Set Computer）复杂指令集计算机流水线技术：每条指令分解为多步，并让各步操作重叠，从而实现几条指令并行处理的技术，称为流水线技术。
ARM Cortex-M3微控制器采用的三级流水线： 取指—译码—执行流水线的技术指标通常用吞吐率、加速比和效率三项指标来衡量。
嵌入式系统复习要点
嵌入式系统复习要点1.嵌入式微处理器一般可分为嵌入式微控制器、嵌入式数字信号处理器、嵌入式微处理器和嵌入式片上系统四种类型。
2.嵌入式系统体系结构一般具有冯诺依曼和哈佛两种基本形式。
3.嵌入式存储系统一般由高速缓存、内存和外存组成。
4.嵌入式存储系统具有大端格式和小端格式两种数据存放格式。
5从编程的角度看，ARM微处理器的一般有ARM和HUMB两种工作状态。
6.嵌入式软件的开发一般分为生成调试和固化运行三个步骤。
7.嵌入式LINUX的内核有五个组成部分，它们是进程调度、内存管理虚拟文件系统网络接口和进程通信二简答 (每题5分，共 30 分) 1.简要叙述嵌入式系统的定义。
1、嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且在软、硬件方面可进行裁剪，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。
它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。
2、什么是嵌入式实时操作系统？简单叙述其特点。
实时操作系统就是“在给定的时间内提供某种程度的服务，如果在规定的时间内没有得到结果，那整个的系统就是失败”。
----------3分对于实时操作系统其首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务，其次才着眼提高计算机系统的使用效率。
-----------2分3、什么是操作系统的移植？操作系统的移植是指一个操作系统经过适当修改以后，可以安装在不同类型的微处理器系统上进行运行。
4. 简要叙述ARM体系微处理器中控制程序的执行流程方式？在ARM体系微处理器中通常有3种方式控制程序的执行流程方式。
它们是：正常顺序执行指令；---2分通过跳转命令跳转到特定的标号处；--------1分异常处理。
---------2分5、简要叙述嵌入式系统的设计步骤？嵌入式系统设计的重要特点是技术多样化，即实现同一个嵌入式系统可以有许多不同的设计方案选择，而不同的设计方案就意味使用不同的设计和生产技术。
《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习题
《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习题1．Cortex-M处理器采用的架构是（）A v4TB v5TEC v6D v72．NVIC可用来表示优先权等级的位数可配置为是（）A 2B 4C 6D 83．Cortex-M3的提供的流水线是（）A 2级B 3级C 5级D 8级4．Context - M3处理器的寄存器R14代表（）A 通用寄存器B 链接寄存器C 程序计数器D 程序状态寄存器5.Cortex -M3使用的存储器格式是（）A 小端格式B 大端格式C 小端或大端格式D 没有正确答案6.每个通用I/O端口有（）个32位的配置寄存器，（）个32位的数据寄存器，（）个32位的置位/复位寄存器，（）个16位的复位寄存器，（）个32位的锁定寄存器。
（）A 2,1,2,1,1B 2,2,1,1,1C 2,2,2,1,1D 2,2,1,2,17.（）寄存器的目的就是用来允许对GPIO寄存器进行原子的读/修改操作。
（）A GPIOX_BSRR和GPIOX_BRRB GPIOX_CRL和GPIOX_CRHCC GPIOX_BSRR和GPIOX_LCKRD GPIOX_IDR和GPIOX_ODR8.所有的GPIO引脚有一个内部微弱的上拉和下拉，当它们被配置为（）时可以是激活的或者非激活的。
（）A 输入B 输出C 推挽D 开漏9.每个I/O端口位可以自由的编程，尽管I/O端口寄存器必须以（）的方式访问。
（）A 16位字B 16位字节C 32位字节D 32位字10.固件库中的标志状态(FlagStatus）类型被赋予以下两个值。
（）A ENABLE或者DISABLEB SUCCESS或者ERRORC SET或者RESTED YES或者NO11.STM32F103采用（）位来编辑中断的优先级。
（）A 4 B8C 16 D、3212．向量中断控制器最多可支持____个IRQ中断。
（）A 127B 128C 240D 25513.系统控制寄存器NVIC和处理器内核接口紧密耦合，主要目的是（）。
嵌入式复习考试重点汇总
嵌入式系统复习资料1、嵌入式系统的概念：从技术的角度定义：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。
从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。
术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。
嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。
2、嵌入式处理器分类：嵌入式微处理器；嵌入式微控制器；嵌入式DSP处理器；嵌入式片上系统（SOC）3、常见的嵌入式操作系统：—嵌入式Linux —Win CE —VxWorks —OSE —Nucleus —Android4、四大处理器内核厂家：MIPS处理器内核，ARM处理器内核，PowerPC，68K/COLDFIRE。
5、ARM体系结构的技术特征：（1）单周期操作。
（2）采用加载/存储指令结构。
（3）固定的32位长度指令。
（4）3地址指令格式。
（5）指令流水线技术。
6、异常返回执行的操作:（1）恢复原来被保护的用户寄存器。
（2）将SPSR_mode寄存器值复制到CPSR中，使得CPSR从相应的SPSR中恢复，以恢复被中断的程序工作状态。
（3）根据异常类型将PC值恢复成断点地址，以执行用户原来运行着的程序。
（4）清除CPSR中的中断禁止标志I和F，开放外部中断和快速中断。
7、ARM数据类型：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位）、字（32位）3种数据类型，其中字需要4字节对齐（地址的低两位为0）、半字需要2字节对齐（地址的最低位为0）。
每一种又支持有符号数和无符号数，因此认为共有6种数据类型。
8、ARM流水线的好处：可以减小有效关键路径，从而提高系统的时钟速度或采样速度，或者可以在同样的速度下降低功耗。
9、寄存器寻址和指令系统：1、立即寻址。
ADC R0 ，R0 ，# 1000 ；R0←R0 + 1000 + C2、寄存器寻址。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微处理器和嵌入式系统
1.简述Bootloader的作用，列举三种主流的Bootloader的名称和特点。
作用：引导装载程序，初始化内粗配置器，初始化串行端口，对后续内核加载引导执行主流：U-Boot，Redboot，vivi
特点：适用于不同的架构平台
2.什么是交叉编译环境？为什么要采用交叉编译环境？
一台pc机上建立一套编译环境，此环境是为了编译另一种架构的代码；
原因：目标的硬件平台与当前的不一样的CPU架构，指令集不兼容
3.Mount命令有哪些作用？举例说明。
1）挂载网络文件系统
2）挂载本地大容量存储设备（原生作用），硬盘/软盘/U盘分区
4.列举Linux根文件系统的目录树结构。
写出三个目录的作用。
5.什么是Frame buffer设备？Frame buffer有哪些参数？如何在Frame buffer设备上显示
一个红色的像素点？
定义：帧缓冲设备，将设备映射到内存空间，将内存映射的操作映射到用户空间
参数：分辨率，色深，显示器色位
画红点：
6.NFS服务在嵌入式开发中的作用。
局域网里实验网络文件/目录的共享
7.Tftp服务在嵌入式开发中的作用。
轻量级的文件传输服务，内核文件系统下载
主机端：建立tftp端软件，配置下载目录
开发板、目标板端：利用bootloader，tftp命令下载主机端内核文件系统
8.Minicon 软件在嵌入式开发中的作用。
实现主机与开发板的串口通信，
9.Linux内核配置编译的基本步骤。
10.回答嵌入式系统的定义，列举其特点。
定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的计算机系统。
特点：系统内核小、专用性强、系统精简、高性能的实时操作系统软件、使用多任务的操作系统
11.嵌入式系统处理器分为哪几类？主流嵌入式微处理器内核有哪些？
分类：嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式微处理器、嵌入式片上系统
内核：ARM、MIPS、Power Pc、x86、68k
12.ARM处理器与X86处理器最大的区别是什么？
1）架构：ARM精简指令集（RISC），x86复杂指令集（CISC）
2）其他：ARM 功耗极低，主板安全性更高
13.嵌入式系统软件测试技术有哪些？
黑盒测试、白盒测试、目标环境测试、宿主环境测试
14.嵌入式系统可靠性参数如何计算？
1）MTBF=缺陷率×每秒执行的千行代码数目
2）MTTR=软件故障检测到之后的重新启动时间的平均值
3）有效性A=MTBF
MTBF+MTTR
15.Linux内核有哪5大功能？
进程管理、内存管理、文件管理、设备控制、网络功能
16.设备驱动程序的基本作用。
主要作用在于提供机制而非策略，主要解决需要提供什么功能的问题，可以看做应用和实际设备的一个软件层。
17.字符设备和块设备都有什么特点？分别列举说明，并写出Linux系统中具体设备文件名。
字符设备：以字节流为单位，能够像字节流一样被访问的设备。
块设备：大容量存储设备，以数据块的方式被访问，还提供专门面向块设备的接口18.如何查看系统中已使用的I/O端口地址，和I/O内存地址资源？
19.回答Linux内核中int register chrdev（unsigned int major，const char*name，struct file
operation *fops）；函数及其参数的作用。
作用：分配主设备号
参数：major被请求的主设备号，name设备名称，fops 指向函数指针数组的指针
20.写出一个包含设备读写方法的file operations结构体变量。
21.回答Linux内核中ssize_tdev_read（struct file *file, char *buf, size_t cout ,loff_t *ppos)；
函数及其参数的作用。
作用：设备读操作
参数：file文件结构体指针，buf指向用户空间内存地址的指针，cout字节整型变量，ppos偏移指针
22.回答ioctl方法和read、write方法异同点。
同：都提供了数据的传递功能
异：ioctl是设备特定的，允许应用程序访问被驱动硬件的特殊功能，如配备设备、进入或退出某种模式等。
23.定义两个不同的ioctl方法命令号。
24.什么是阻塞？
在执行设备操作时，若不能获得资源，则进程挂起直到满足可操作的条件再进行操作。
25.比较程序、进程以及线程。
进程有哪些状态？
程序：静态///进程：运行在内存的代码序列///线程：比进程更小的运行代码序列
进程状态：运行态、就绪态、等待态
26.创建新进程的方法有哪些？
fork（）clone（）system（）
27.什么是VFS，有什么作用？
虚拟文件系统。
采用标准的UNIX系统调用读写位于不同物理介质上的不同文件系统。
掩盖真实文件系统的差异性，重新对地层进行封装、屏蔽了底层文件系统的差异性。
28.写出5个网络编程中常用的函数及其作用。
socket( ) 获得文件描述符
bind( ) 把套接口绑定到本地计算机的某一个端口上
connect( ) 检查套接口是否绑定，若无则分配空闲的端口
listen( ) 等待一个进入的请求，监听端口
accept( ) 处理端口，返回新的文件描述符
29.tar.gz、tar.bz2、tar.xz分别如何解压？
30.diff命令和patch命令的作用。
diff：生成补丁文件
patch：对原文件进行补丁操作产生新的文件
31.chmod、chown、chgrp命令的作用。
chmod：更改文件权限
chown：更改某个文件或目录的所有者或组
chgrp：更改文件或目录所属群组
32.mknod命令的作用。
建立设备各节点
33.举例说明什么是绝对路径和相对路径？
34.写出一个最简单的C语言应用程序，以及如何使用gcc和make两种方式编译。
35.写出一个简单内核模块源代码，以及Linux2.6内核环境下编译，使用该内核模块。