描述嵌入式系统的几个组成部分的层次结构
嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷软件资格考试(中级)试卷与参考答案(2025年)
2025年软件资格考试嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷(中级)模拟试卷(答案在后面)一、基础知识（客观选择题，75题，每题1分，共75分）1、嵌入式系统通常由哪些部分组成？（）A. 中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备B. 中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备、电源C. 中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备、电源、操作系统D. 中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备、电源、网络接口2、嵌入式系统设计时，以下哪种设计方法是最常用的？（）A. 传统的模块化设计B. 面向对象的编程设计C. 面向服务的架构（SOA）设计D. 软件即服务（SaaS）设计3、在嵌入式系统设计中，下列哪个处理器架构最常用于需要高性能与低功耗特性的设备？A. X86B. MIPSC. ARMD. PowerPC4、RTOS（实时操作系统）的主要特征是什么？A. 支持多任务处理B. 提供图形界面支持C. 确保关键任务在规定时间内完成D. 具备网络通讯功能5、以下哪种编程语言通常被用于嵌入式系统开发？（）A. JavaB. CC. PythonD. JavaScript6、嵌入式系统通常由以下几个部分组成，以下哪个不是嵌入式系统的组成部分？（）A. 中央处理单元（CPU）B. 存储器C. 输入/输出接口D. 主板7、在下列存储器中，存取速度最快的是：A. 硬盘存储器B. 内存储器C. 光盘存储器D. 软盘存储器8、下面关于微处理器的叙述中，错误的是：A. 微处理器通常使用单片机集成技术制造B. 它至少具有运算和控制功能，但不具备存储功能C. Pentium处理器是当前PC机中使用的微处理器之一D. 它用作嵌入式系统的中央处理器9、嵌入式系统中的中断服务程序（ISR）通常具有哪些特点？10、以下哪个不是嵌入式系统中的实时操作系统（RTOS）的特点？11、下列哪项不属于嵌入式系统的硬件组成部分？A、微处理器B、存储器C、操作系统D、输入/输出接口12、嵌入式系统的设计过程中，功耗是一个重要的考虑因素。
嵌入式系统逻辑结构
嵌入式系统逻辑结构
嵌入式系统的逻辑结构通常包括处理器、存储器、输入/输出接口和总线等组成部分。
处理器是系统的核心，负责执行指令和控制系统的运行；存储器用于存储程序、数据和系统状态；输入/输出接口用于连接外部设备，实现系统与外部世界的交互；总线则是连接各个组件的通信通道，负责数据和控制信息的传输。
这些组件相互协作，构成了嵌入式系统的逻辑结构，实现了系统的功能和性能要求。
在实际的嵌入式系统中，这些组件的具体实现和连接方式会根据系统的应用和需求而有所不同。
嵌入式系统导论复习题
嵌入式系统导论复习题嵌入式系统导论复习题一填空1、嵌入式系统通常是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，对功能、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
2、嵌入式系统的可靠性是嵌入式计算机的生命线。
3、嵌入式系统的基本结构一般可分为硬件和软件，硬件包括嵌入式核心芯片、存储器系统及外部接口，软件包括应用软件、编程接口、嵌入式操作系统和板升级支持包。
4、嵌入式处理器主要包括EMPU、EMCU、EDSP和ESOC。
其中ESOC最大的特点是成功实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块。
5、目前使用的嵌入式操作系统有好几十种，最常用的是LINUX和WINCE。
6、嵌入式系统的系统级设计方法主要有先硬件后软件设计方法和软硬件协同设计的方法，其中针对单片机的开发是采用先硬件后软件的方法。
7、嵌入式软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件三类。
8、嵌入式处理器是嵌入式硬件系统的核心，其种类非常多，常见的有ARM处理器、MIPS处理器和PowerPC处理器。
9、TI公司的TMS320C2XXX系列的DSP可作为MCU进行使用。
10、标准的嵌入式系统架构有两大体系：RISC和CISC，其中RISC架构的处理器包括ARM、MIPS、PowerPC、ARC等，CISC架构为我们所熟知的是INTEL的X86架构、VIA架构和AMD架构。
11、ARM7系列微处理器为32位RISC处理器。
12、国产嵌入式处理器的代表芯片为方舟和龙芯系列处理器。
13、存储器有三个主要特性：速度、容量和价格。
其中寄存器速度最快、价位最高、容量最小；主存用来存放将要参与运行的程序和数据；存取速度和容量介于寄存器和主存之间的为高速缓冲存储器cache。
14、按存储器的作用不同，可分为主存储器、辅助存储器和缓冲存储器，其中RAM和ROM属于主存储器。
15、RAM主要有SRAM和DRAM，常见的RAM容量扩展方法为字长扩展和字数扩展。
(完整word版)嵌入式系统模拟试题及答案
学习中心/函授站_姓名学号西安电子科技大学网络与继续教育学院2014学年下学期《嵌入式系统》期末考试试题（综合大作业）考试说明:1、大作业于2014年12月25日下发，2015年1月10日交回;2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计；3、答案须手写完成，要求字迹工整、卷面干净。
一、问题简述(每小题4分，共20分)1、简述嵌入式系统的定义和组成结构。
答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并软硬件可剪裁、功能、，可靠性、体积、重量、成本、功耗、成本、安装方式等方面符合要求的专用计算机系统。
嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、存储与I/O部分、外设与执行部分、嵌入式软件等四个部分组成.2、简单说明ARM微处理器的特点。
答：（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，能很好地兼容8位/16位器件。
(3）大量使用寄存器，指令执行速度更快。
(4）大多数数据操作都在寄存器中完成，通过Load/Store结构在内存和寄存器之间批量传递数据。
（5）寻址方式灵活简单，执行效率高。
（6) 指令长度固定.3、简述嵌入式系统产品的设计和开发过程。
答：①在嵌入式系统的开发过程中，一般采用的方法是首先在通用PC机上的集成开发环境中编程；②然后通过交叉编译和链接，将程序转换成目标平台(嵌入式系统）可以运行的二进制代码;③接着通过嵌入式调试系统调试正确；④最后将程序下载到目标平台上运行。
要强调，选择合适的开发工具和调试工具，对整个嵌入式系统的开发都非常重要。
4、简述嵌入式系统设计中要考虑的因素。
答：在嵌入式系统的开发过程中，要考虑到实时性、可靠性、稳定性、可维护性、可升级、可配置、易于操作、接口规范、抗干扰、物理尺寸、重量、功耗、成本、开发周期等多种因素。
5、什么是BootLoader，了解其在嵌入式系统中作用。
答：就是启动载入或引导加载又叫自举装载.由于系统加电后需要首先运行BootLoader这段程序，因此它需要放在系统加电后最先取指令的地址上。
嵌入式系统组成结构简介
嵌入式系统中的输入形式一般包括触摸屏、语音输入、按键和虚拟键盘等
输出设备则主要有LCD 显示和语音输出
外围接口主要有GPIO、串口、I2C总线、USB总线和IEEE 1394总线等等
怀特电子高可靠性存储器系列 IDT公司FIFO及双口RAM Cypress公司高速SRAM系列 现代电子公司SDRAM系列 Intel公司 大容量Flash系列
嵌入式系统硬件
第二讲 嵌入式系统的组成结构
嵌入式系统的组成结构
嵌入式系统的硬件组成
嵌入式系统硬件涉及的几个关键概念
嵌入式操作系统
嵌入式操作系统涉及的几个关键概念
特征：MMU, Cache 最快频率、最高性能、合理功耗
特征：MPU, Cache 实时响应、合理性能、较低功耗
特征：no sub-memory system 一般性能、最低成本、极低功耗
嵌入式外围设备：在嵌入式系统硬件构成中，除核心控制部件(嵌入式微处理器/DSP为核心的微控制器、SoC)以外的各种存储器、输入/输出接口、作为人机接口的显示器/键盘、串行通信接口等。
嵌入式软件系统的分类
嵌入式软件
系统软件
支撑软件
应用软件
控制、管理计算机系统的资源
嵌入式操作系统 嵌入式中间件(CORBA、 Java) 等等
辅助软件开发的工具
系统分析设计工具 仿真开发工具 交叉开发工具 测试工具 配置管理工具 维护工具等
面向应用领域
手机软件 路由器软件 交换机软件 飞控软件等
指令寄存器
控制器
嵌入式软件架构分层的内涵与优缺点
嵌入式软件架构分层的内涵与优缺点作者：蒙晓燕来源：《无线互联科技》2021年第21期摘要：文章首先从架构分层内涵出发，阐述了多层软件开发模型，然后分析了嵌入式软件架构分层优点和缺点，最后探讨了嵌入式软件架构分层设计方式与实现举措，希望以此为研究相同问题的人士提供有价值的参考，继而有效提高软件的实用性与经济效益。
关键词：嵌入式软件；架构分层；内涵；优缺点0引言嵌入式系统关键是以应用为主，将计算机技术作为基础，充分满足用户对成本与功能、体积与功耗等多方面要求的系统。
但在过去开发嵌入式系统软件的时候，全部软件涵盖操作系统、应用程序与硬件底层，是共同开发的，不能分开。
伴随嵌入式系统软件规模越来越复杂，越来越庞大，该种开发模式愈发暴露出更多的缺点和不足。
由于该模式针对不一样的硬件平台需要重新开始，接着开发出新的软件就其要实现的功能大部分相差无几甚而相同，但限制了软件的反复使用，与此同时还增加了开发时间与开发成本。
1架构分层内涵伴随社会经济的持续发展与进步，开始涌现出了各种各样的高新技术，这些高新技术在很大程度上有效改善了传统劳动力生产的模式，促使人们在工作岗位上可以更好地释放出自己的潜在能力。
与此同时，流水线形式的生产模式能够大大提高相关人员工作熟练程度，有效地减少了在实际工作中不必要出现的经济损失，不仅提高了生产力，还提升了经济效益与社会效益。
分工合作这一概念同样适用于嵌入式软件开发领域。
首先，相邻的两个软件模块可以彼此紧密联系；其次，好似金字塔结构，下层软件层并不了解还存在高层次软件层。
因此，仅需要满足上述两个特点，即为架构分层，此为软件架构分层思想基础。
软件架构分层发挥着重要作用，特别是在开发阶段，采取架构分层理念，可以发挥出显著的优势，因此需要相关人员做出更加深入的研究和探讨。
2多层软件开发模型分析2.1软件开发分层技术在软件开发中运用分层技术，实则是合理对用户的一切需求展开分析与梳理，把软件系统内每一个功能领域抽象化，明确系统内部每一个层次间的关系，继而简化模块开发过程，把系统开发问题变成了简单软件设计方面的问题。
《嵌入式系统基础》课程教学大纲
嵌入式系统基础课程教学大纲（EmbeddedMicroprocessorSystem）学时数：32其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2适用专业：计算机科学与技术一、课程的性质、目的和任务本课程是计算机科学与技术专业本科生的一门专业选修课程。
通过本课程的学习，使学生掌握嵌入式系统的基础知识，熟悉典型的嵌入式微处理器及嵌入式操作系统，掌握嵌入式系统的一般设计方法与开发过程，具备初步的嵌入式系统的软硬件设计开发能力，为嵌入式系统的实际应用打下基础。
二、课程教学的基本要求（一）掌握嵌入式系统的基本概念、基本组成及发展、嵌入式处理器及嵌入式操作系统分类（二）掌握ARM嵌入式微处理器体系结构、ARM指令系统及ARM汇编语言（H）掌握嵌入式1inUX 操作系统内核结构及文件系统（四）掌握嵌入式系统的一般设计流程、典型开发环境及开发工具（五）掌握基于ARM嵌入式微处理器的典型接口设计（六）初步掌握基于嵌入式1inUX操作系统的软件设计三、课程的教学内容、重点和难点第一章嵌入式系统基础知识一、嵌入式系统简介二、嵌入式处理器第二章嵌入式系统一般设计方法一、嵌入式系统的层次结构二、嵌入式系统的设计流程第三章ARM处理器体系结构及指令系统一、ARM微处理器的体系结构二、指令系统三、基于ARM体系的汇编语言程序设计第四章基于ARM处理器的硬件平台设计一、基于微处理器的嵌入式系统的硬件设计二、存储系统的分析与设计三、通用I/O接口的设计第五章嵌入式1inux操作系统一、1i1IUX及其应用二、嵌入式1inux内核三、嵌入式1inUX文件系统第六章嵌入式1inux系统的Boot1oader设计一、Boot1oader的基本概念二、Boot1oader的具体实现重点：Boot1oader的基本概念难点：BOOt1Oader的具体实现第七章嵌入式1inux程序设计基础一、嵌入式1inUX开发基础二、1inUX的常用工具三、嵌入式1inUX操作系统的开发工具四、交叉开发环境重点：嵌入式1inUX操作系统的开发工具、难点：交叉开发环境第八章嵌入式1inux系统的驱动开发一、1inUX下的设备驱动程序简介二、设备驱动程序的开发过程三、典型设备驱动程序设计分析第九章嵌入式网络程序设计一、嵌入式以太网基础知识二、以太网接口设计三、1in1IX网络编程实现重点：以太网接口设计、1inUX网络编程实现难点：1inUX网络编程实现第十章嵌入式1inux图形用户界面编程一、1inux图形开发基础二、嵌入式1inIIX图形用户界面简介四、课程各教学环节要求（一）作业根据课程学习需要，安排适当课外作业。
嵌入式系统
第三节 嵌入式应用软件与开发平台
嵌入式窗口系统 是一种用于控制嵌入式系统中的位映像显示设备与输 入设备的软件系统，管理屏幕、窗口、字体、光标、 入设备的软件系统，管理屏幕、窗口、字体、光标、图形图 像等资源及输入设备。 像等资源及输入设备。 1、图形用户界面系统的层次模型
第三节 嵌入式应用软件与开发平台
第二节 嵌入式系统的组成
3、存储器 主要分为三种： 主要分为三种： 高速缓存（Cache）、片内主存和片外主存、外存。 ）、片内主存和片外主存 高速缓存（Cache）、片内主存和片外主存、外存。 高速缓存： 高速缓存： 高速缓存是存放当前使用最多的程序代码和数据的。 高速缓存是存放当前使用最多的程序代码和数据的。嵌 入式系统中，Cache全部集成在嵌入式微处理器内部 全部集成在嵌入式微处理器内部， 入式系统中，Cache全部集成在嵌入式微处理器内部，可以分 为数据Cache 指令Cache和混合Cache Cache， Cache和混合Cache。 为数据Cache，指令Cache和混合Cache。 主存： 主存： 用来存放系统和用户的程序和数据。 用来存放系统和用户的程序和数据。 外存： 外存： 用来存放不常用的或暂不使用的信息。 用来存放不常用的或暂不使用的信息。
1、运行j2me的嵌入式主要有两大类： 运行j2me的嵌入式主要有两大类： j2me的嵌入式主要有两大类 第一类是受限连接设备：智能手机、PDA等 第一类是受限连接设备：智能手机、PDA等。 第二类是连接设备：车用导航、机顶盒、 第二类是连接设备：车用导航、机顶盒、数字电视以及可视 电话。 电话。
第三节 嵌入式应用软件与开发平台
嵌入式系统设计 嵌入式系统设计
主要讨论两部分内容
嵌入式系统的基本知识 嵌入式系统的开发设计
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描述嵌入式系统的几个组成部分的层次结构,并总结她们与开发过程的关系。
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底层(硬件层):需要您自己对于硬件相当的了解,能够独立绘制PCB并进行焊接,之后调试板子,做好电路板。
比如sc2410,您需要绘制至少四层PCB电路板,其中ARM核心板就是最难掌握的部分,外围电路要注意各种走线技巧等等。
绘制完PCB 之后就需要您的焊接功夫。
将元器件焊接在PCB上。
最后调试电路板,这就是这一层设计中的收尾工作,也就是最具有挑战性的工作。
调试电路需要大量的经验,对于初学者来说,需要很强的电路知识,对于硬件的性能以及应用要非常了解才行。
中间层(驱动层):电路板已经有现成的。
您需要编程使一个死的板子,活起来,就就是把程序下载进去,能叫板子跑起来。
这里需要您对于ARM芯片的结构有很好的掌握,要会读芯片资料(datasheet)通常都就是英文的。
了解其内部资源我们就可以进行驱动编程了。
我们平时所使用单片机,一般都就是写好的程序,各个管脚在什么时序下输出什么信号(1或0),来操作实现相应借口的外围设备,比如液晶屏、LED灯等。
单片机也可以叫做简单的嵌入式。
原理相同。
ARM也可以向单片机一样使用,但我们更多的就是要对ARM加入操作系统的,这才就是我们最常说的嵌入式。
加入操作系统了以后,芯片对于个个资源的调度有了更系统的统筹规划,可以更充分的利用ARM芯片的系统资源,提高性能,使资源合理分配。
而通常的驱动就是在操作系统下工作的。
比如基于LINUX或WINCE等等下的驱动程序。
驱动程序就是链接硬件平台与操作系统的纽带,当然编写驱动要同时兼顾操作系统特点与硬件接口的特点。
做驱动的开发,需要对于软硬件都要有所了解,其中更偏重操作系统的理解。
这部分工作也就是最难做的。
上层(应用层):应用层,即我们所说的软件编程了。
就相我们手机里QQ与飞信一样,我们需要根据我们手机的操作系统来编写应用程序。
对于各个开发板,我们同样需要根据它里边的系统进行应用开发。
这部分,应该就是几乎脱离硬件了,我们只需简单的了解硬件即可。
我们只需深刻理解操作系统的中各个系统函数与接口函数,即可进行开发。
需要很强的C++水平。
以上就是我总结出的一些东西,希望对于楼主能有所帮助。
嵌入式系统的硬件基本结构与软件层次结构 - Veket的专栏 - 博客频道
嵌入式系统就是专用计算机应用系统,它具有一般计算机组成的共性,也就是由硬件与软件组成。
本文完整地描述了嵌入式系统的软硬件各部分的组成结构。
嵌入式系统的硬件基本结构
嵌入式系统的硬件架构,就是以嵌入式处理器为中心,由存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。
嵌入式系统就是量身定做的专用计算机应用系统,又不同于普通计算机组成,在实际应用中的嵌入式系统硬件配置非常精简,除了微处理器与基本的外围电路以外,其余的电路都可根据需要与成本进行裁剪、定制,非常经济、可靠。
嵌入式系统的硬件核心就是嵌入式微处理器,有时为了提高系统的信息处理能力,常外接DSP与DSP协处理器(也可内部集成),以完成高性能信号处理。
随着计算机技术、微电子技术、应用技术的不断发展及纳米芯片加工工艺技术的发展,以微处理器为核心的集成多种功能的SoC系统芯片已成为嵌入式系统的核心。
在嵌入式系统设计中,要尽可能地满足系统功能接口的SoC芯片。
这些SoC集成了大量的外围USB、UART、以太网、AD/DA、IIS等功能模块。
可编程片上系统SOPC(System On Programmable Chip)结合了SoC与PLD、FPGA各自的技术优点,使得系统具有可编程的功能,就是可编程逻辑器件在嵌入式应用中的完美体现,极大地提高了系统的在线升级、换代能力。
以SoC/SOPC为核心,用最少的外围部件与连接部件构成一个应用系统,满足系统的功能需求,这也就是嵌入式系统发展的一个方向。
因此,现代嵌入式设计就是以处理器/SoC/SOPC为核心来完成系统设计的,其外围接口包括存储设备、通信扩展设备、扩展设备接口与辅助的机电设备(电源、连接器、传感器等),构成硬件系统。
嵌入式系统软件的层次结构
在设计一个简单的应用程序时,可以不使用操作系统,但在设计较复杂的程序时,可能就需要一个操作系统(OS)来管理与控制内存、多任务、周边资源等。
依据系统所提供的程序界面来编写应用程序,可大大减少应用程序员的负担。
对于使用操作系统的嵌入式系统来说,嵌入式系统软件结构一般包含4
个层面:设备驱动层、实时操作系统RTOS、应用程序接口API层、实际应用程序层。
有些书籍将应用程序接口API归属于OS层,嵌入式系统的软件结构,就是按3层划分的。
由于硬件电路的可裁剪性与嵌入式系统本身的特点,其软件部分也就是可裁剪的。
对于功能简单,仅包括应用程序的嵌入式系统,一般不使用操作系统,仅有应用程序与设备驱动程序。
现代高性能嵌入式系统的应用越来越广泛,操作系统的使用成为必然发展趋势。
本小节主要讲述的就是具有操作系统的嵌入式软件层次。
1、驱动层程序
驱动层程序就是嵌入式系统中不可缺少的重要部分,使用任何的外部设备都需要有相应的驱动层程序的支持,它为上层软件提供了设备的操作接口。
上层软件不会理会设备的具体内部操作,只需调用驱动层程序提供的接口即可。
驱动层程序一般包含硬件抽象层HAL、板级支持包BSP与设备驱动程序。
板级支持包实现的功能大体有以下两个方面:
系统启动时,完成对硬件的初始化。
例如,对系统内存、寄存器以及设备的中断进行设置。
这就是比较系统化的工作,它要根据嵌入式开发所选的CPU类型、硬件以及嵌入式操作系统的初始化等多方面决定BSP应实现什么功能。
为驱动程序提供访问硬件的手段。
驱动程序经常要访问设备的寄存器,对设备的寄存器进行操作。
如果整个系统为统一编址,则开发人员可直接在驱动程序中用C语言的函数访问设备寄存器。
但就是,如果系统为单独编址,则C语言就不能直接访问设备中的寄存器,只有汇编语言编写的函数才能进行对外围设备寄存器的访问。
BSP就就是为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包。