2016年下半学期西电嵌入式系统设计大作业解析
嵌入式系统设计大作业授课老师：孙江敏学院：计算机学院学生姓名：学号：日期：2016年6月12日嵌入式系统设计大作业1、判断题( ×)1.嵌入式系统调试通常可以分为硬件级调试和在线仿真器调试。
( √)2.在ARM处理器中，快速中断（FIQ）的优先级高于外部中断（IRQ）。
( ×)3.ROM能够永久或半永久地保存数据，ROM内的数据永远不会丢失。
( √)4.内建测试系统(BIST)是SoC片上系统的重要结构之一，JTAG测试接口是IC 芯片测试方法的标准。
( ×)5.VHDL的基本单元描述不包括库。
( ×)6.嵌入式ARM架构的嵌入式处理器同时支持大端、小端（Big/Little-Endian）数据类型。
( ×)7.嵌入式操作系统通常采用整体式内核或层次式内核的结构。
( ×)8.ARM7TDMI中的T代表增强型乘法器。
( ×)9.看门狗(Watch Dog)实际是一个简单的定时器，在固定时间内若正常清零，则自动复位处理器。
( √)10.ARM-CPU由多家不同制造商生产，芯片外部提供的总线是不一致的。
( √)11.Linux 内核稳定、功能强大并且可以裁减，因为非常适合嵌入式应用。
( √)12.Linux 内核的中断服务程序运行于与所有进程都无关的中断上下文中。
( √)13.Linux遵循POSIX标准，意味着绝大多数UNIX应用程序不需要任何改动就可以在Linux系统上编译且运行。
( ×)14.Linux内核支持可以裁减的功能，因此它属于微内核架构。
( √)15.Linux在fork()时采用了写时拷贝（简称COW）技术，允许父进程和子进程同时共享相同的物理页面。
( √)16.任何一个Linux应用程序都需要调用exit（）函数。
( √)17.当前的Linux调度算法非常高效，但是查找当前最高优先级的可运行程序时，开销会随着可运行程序的多少而变化。
( √)18.Linux的系统调用是作为C库的一部分提供的。
( ×)19.为了对硬件做出迅速的响应并完成对时间严格的操作，中断处理下半部必须在关中断状态下执行。
( ×)20.Linux的内存管理采用了分页的机制，因此即使是内核本身也全部是分页的。
( ×)21.嵌入式系统由上到下主要分为3个层次：应用软件层，系统软件层，硬件层。
( ×)22.嵌入式系统的软硬件是独立设计的。
( √)23.嵌入式系统设计需要建立交叉开发环境。
( √)24.通用系统程序开发不需要建立和使用交叉编译环境。
( √)25.对于C++代码，gcc命令只能编译其源文件，而不能自动和C++程序使用的库链接。
( √)26.嵌入式系统可以没有操作系统。
( √)27.JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起形成一个JTAG链，能实现对各个器件分别测试。
( ×)28.GDB调试器只支持本地调试应用程序。
( √)29.KGDB程序是一个专门用于调试Linux内核的GDB调试桩。
( ×)30.片上调试器是存在重叠RAM。
2、叙述嵌入式平台的搭建过程，以linux为例。
①建立交叉编译环境一般开发机上已经有一套开发工具，称之为原生开发套件。
一般用原生开发套件来写程序，在开发机上再安装一套开发工具，这套开发工具编译出来的程序，如内核、系统工作或者自己的程序，放在目标主机上运行。
一般的开发机都是X86平台，原生开发套件开发的工具，也针对X86 平台，而目标主机可能是PowerPC、IXP、MIPS。
所以，用交叉编译环境针对某一类具体平台。
交叉开发环境一般需要二进制工具程序、编译器、C链接库，嵌入式开发常用的三类软件是：Binutils、Gcc、uClibc。
GNU包含的工具套件不仅于此，有时会根据实际需要，进行选择。
②编译内核开发工具是针对某一类硬件平台，内核同样也是。
这一步需要用第一步中建立的工具，对内核进行编译。
③建立根文件系统也就是建立平常看到的bin、dev、proc……等目录，以及一些必备的文件；另外，还需要为目标系统安装一些常用的工具软件，如ls、ifconfig。
一个办法是找到这些工具的源代码，用第一步建立的交叉编译工具来编译，但是这些软件一般数量多，而且其中某些体积较大，不适合嵌入式系统。
所以一般用busybox来完成的，包括系统引导软件init ；最后，还需要为系统建立初始化的引导文件，如inittab。
④启动系统在这一步，把建立好的目标、文件、程序、内核及模块全部拷贝到目标机存储器上，如硬盘。
然后为系统安装bootloader。
对于嵌入式系统，有许多引导程序可供我们使用。
不过它们许多都有硬件平台的限制。
当然，如果工作在X86下，可以直接用lilo来引导。
做到这一步时，将目标存储设备挂上目标机，如果顺利，就可以启动系统了。
当然，针对某些特别的平台，不能像硬盘这样拷贝，就需要读卡器、烧录。
但是基本的方法是相通的。
⑤优化和个性化系统通过前四步，已经得到了一个可以正常工作的系统。
之后只需根据个人的工作习惯进行设置。
3、给出现今有哪些用于嵌入式开发的芯片名称，他们分别是哪些公司的产品？体系结构是什么？①基于32位RISC微处理器芯片的ARM7系列，ARM9系列，ARM9E系列，ARM10E系列都是ARM公司的产品，arm9以上的体系结构是哈佛总线体系结构以下的是冯。
诺依曼体系。
②TI公司的DSP处理器内核是哈佛总线体系结构。
③PowerPC公司的芯片，基于RISC结构，是哈佛总线体系结构。
④MIPS公司的芯片，基于RISC结构，是哈佛总线体系结构。
4、现今较流行的嵌入式操作系统有哪些① VxWork② Linux③μC/OS-Ⅱ④ windows CE⑤ Android5、PXA270嵌入式开发板的接口有哪些？全双工异步串行口和硬件流控制串行口，10M标准以太网接口10M/100M标准以太网接口，USB接口，红外通讯口，音频接口，存储卡口，视频和触摸屏接口摄像头接口，RTC时钟接口，调试接口，下载接口，电源接口。
6、请写出Nor Flash和Nand Flash的区别。
Flash是一种非易失闪存，它具有和ROM一样的掉电后数据不会丢失的7、冯·诺依曼架构与哈佛架构的区别。
①冯•诺依曼结构是一种程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。
②哈佛体系结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。
8、单周期3级流水的情况下，第10个指令周期时，第几条指令执行结束？三级流水读取指令过程：①取指从存储器装载一条指令②译码识别将要被执行的指令③执行处理指令并将结果写会寄存器故ARM正在执行第1条指令的同时对第2条指令进行译码，并将第3条指令从存储器中取出。
所以，ARM7流水线只有在取第10条指令时，第7条指令才算完成执行。
9、下面是linux下的一个简单的设备驱动程序，写出linux设备驱动常用的数据结构，同时阅读下面代码，请给出测试程序中的每条语句加以注释。
设备驱动程序Keypad.c的源代码：#include <linux/module.h> //最基本的文件，支持动态添加和卸载模块。
#include <linux/fs.h> //包含了文件操作相关struct的定义#include <linux/init.h> //初始化头文件#include <linux/poll.h> //轮询文件#include <linux/types.h> //对一些特殊类型的定义,只是为了方便阅读。
#include <linux/rtc.h> //可以在芯片上产生周期性的中断#include <linux/delay.h> //延时头文件#include <asm/hardware.h> //与处理器相关的硬件#include <asm/delay.h> //延时头文件#include <asm/uaccess.h> //与处理器相关的入口#define LEDnKEY_MAJOR 251 //宏定义#define KEYPAD_NAME "X-Hyper250 Keypad" //宏定义#define KEYPAD_VERSION "Version 0.1" //宏定义#define EXT_KEY_CS EXT_PORT2 //宏定义#define EXT_LED_CS EXT_PORT3 //宏定义#define LED_SHOW 10 //宏定义void led_off_on(){int i;EXT_LED_CS = 0xff;for(i =0 ; i<8;++i){EXT_LED_CS = ~((1 << i) & 0xff);//点亮相应LED灯udelay(30000);//调用udelay函数来延迟}EXT_LED_CS = 0xff;}/*应用程序用open来打开设备文件，实际上调用驱动的lednkey_open（）函数*/int lednkey_open(struct inode *inode, struct file *filp)//打开设备文件{MOD_INC_USE_COUNT;//模块自身通过MOD_INC_USE_COUNT,宏来管理自己被使用的计数。
return (0);}int lednkey_release(struct inode *inode, struct file *filp) //释放设备文件{led_off_on();MOD_DEC_USE_COUNT;return (0);}ssize_t lednkey_read(struct file *filp, char *Putbuf, size_t length, loff_t *f_pos) { //按键读取函数unsigned short BottonStatus;unsigned char Bottontmp = 0;int i;BottonStatus = ( EXT_KEY_CS & 0xff );//按键状态for(i = 0 ; i < 8; ++i){if( ((BottonStatus >> i) & 1) == 0 ) //判断哪个按键按下Bottontmp = (i+1);}copy_to_user( Putbuf, &Bottontmp, length);//将数据从内核态拷贝到用户态return length;}ssize_t lednkey_write(struct file *filp, const char *Getbuf, size_t length, loff_t *f_pos){int num;unsigned char UsrWantLed;copy_from_user( &UsrWantLed, Getbuf, length);//将数据从用户态拷贝到核心态num = ( (UsrWantLed) & 0xff ); //确定哪一位要进行设定EXT_LED_CS = ~(1 << (num-1));//点亮相应LED灯return (0);}int lednkey_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd,unsigned long arg){ //lednkey_ioctl 接口函数，主要用于获取或者改变正在运行的设备参数switch(cmd){case LED_SHOW:{if(arg)led_off_on();break;}}return 0;}/*以下这驱动函数与用户应用程序里对设备文件操作的函数相对应*/struct file_operations lednkey_fops = {open: lednkey_open,read: lednkey_read,write: lednkey_write,ioctl: lednkey_ioctl,release: lednkey_release,};static int _init xhyper250_keypad_init(void){/*初始化设备函数，在函数名之前加上这个属性之后，系统会在初始化完成之后丢弃初始化函数，收回它所占用的内存，以减小内核所占用的内存空间，它只对内建的驱动起作用*/int result;result = register_chrdev(LEDnKEY_MAJOR, "lednkey", &lednkey_fops);/*向操作系统注册一个主号为251,设备名为"lednkey",并传递设备驱动程序的指针为lednkey_fops(全局变量),其中register_chrdev()是内核提供的函数,作用是完成注册新的字符设备*/printf("%s %s initialized.\n",KEYPAD_NAME, KEYPAD_VERSION);led_off_on();return 0;}static void _exit xhyper250_keypad_exit(void){ //向操作系统卸载设备函数unregister_chrdev( LEDnKEY_MAJOR, "lednkey" );led_off_on();}module_init(xhyper250_keypad_init); //显式声明初始化设备函数module_exit(xhyper250_keypad_exit); //显式声明卸载设备函数测试文件的源代码如下：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#define LED_SHOW 10int fd;static char *dev_name = "/dev/keypad";int main(int argc, char **argv){int data = 0, pre_data;fd = open( dev_name , O_RDWR ); //使用函数open打开设备keypadif( !(fd >=0) ){printf("%s file open failed\n", dev_name );exit(-1); //打开失败，显示出错信息}printf("\nkeypad App : press the push button see show led - Exit Ctrl-C \n",dev_name);//打开成功，提示用户输入ioctl(fd,LED_SHOW,1);//循环显示LED，看LED是否正常while(1){do{pre_data = data;read( fd, (char * )&data, sizeof(data) );data = (data & 0xff);}while(data == 0);if( pre_data == 0){printf("Write %d LED\n",data);write( fd, (const char *)&data, sizeof((const char )data) );} //采用忙等待方式扫描用户输入，传递给write函数}close( fd );//使用函数close关闭设备keypadreturn 0;}10、基于嵌入式的智能家居系统设计，重点在于完成智能家居控制平台的结构、功能和设计分析，画出相应的结构功能框图。
2016年下半年嵌入式系统设计师考试下午真题(完整版)
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4、 【说明】 某公司承接了一个数据处理模块的项目，由沈工负责模块的方案设计，沈工的 设计方案如图 4-1 所示。该数据处理模块以 PowerPC 处理器为核心，设计了存 储器、以太网、温度传感器、调试接口等功能电路。 处理器外接 FLASH 存储器用于存储上电初始化程序和应用程序。处理器通过 I2C 接口连接测温电路，监控模块的工作温度。以太网、串口、调试离散量等 用于软件调试和状态显示。 测温电路选用 ADT7461AR 芯片，用于测试模块温度，ADT7461AR 是一个双通道 数字温度计，工作电压 3v 至 5v，具有低/超温报警功能，采用 I2C 接口实现主 机对远程/本地温度数据的采集，采集数据存储在高/低两个数据寄存器中，每 个寄存器为 16 位，高寄存器表示整数值，低寄存器表示小数值。
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问题内容： 【问题 1】 （1）什么是 C 语言的条件编译？ （2）请解释#ifndef 的作用。 （3）分析【C 程序代码 1】，写出该段执行后的输出结果。 【问题 2】 完成【C 程序代码 2】中的（1）~（3）空，将答案写到答题纸相应的位置。 【问题 3】 完成【C 程序代码 3】中的（4）~（6）空，将答案写到答题纸相应的位置。 详细答案及解析尽在希赛网
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3、 【说明】 某嵌入式控制软件中，通过采集传感器数值来计算输出控制率，同时为提高数 据采集的可靠性，对采集数值使用三余度采集方法进行三个通道的数据采集。 1.三余度数据采集及处理要求: （1）如果某通道采集值超过[3.0，3.0]v 正常范围内，且与任一相邻通道间差 值不大于 0.5v，则该通道数据满足要求； （2）如果某通道采集值超过[-3.0，3.0]v 正常范围，或者此通道采集值与其 他两个通道的差值均大于 0.5v，则该通道数据不满足要求； （3）如果三通道值均满足要求，则取三通道中差值较小的两通道数据平均值； （4）如果三通道值均满足要求，且相邻两数值的差值相等，则取三个采集值的 中间值； （5）如果仅有一个通道数据不满足采集要求，取满足要求的两个通道数据平均
嵌入式作业题答案
嵌入式系统原理及应用作业题答案第1章嵌入式系统概述1. 什么是嵌入式系统？嵌入式系统的组成？答：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，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。
组成：嵌入式处理器、外围设备、操作系统、应用软件。
2. 典型的嵌入式处理器有哪些？3. 答：微处理器、微控制器、DSP处理器、片上系统SOC。
4. 典型的RTOS操作系统有哪些？5. 答：嵌入式LinUX、卩CLinUX、WindoWS Embedded CE、WindoWS Embedded ComPaCt 7 > μC/OS-II > μC/OS-III、VXWorks、eCos 等。
6. 列举身边的嵌入式应用产品？7. 嵌入式系统的设计可以分成四个阶段：需求分析、架构设计和概要设计、详细设计和开发、测试反馈。
第2章COrteX-M体系结构8. ARM COrteX系统的处理器分为： A 、__________ R ____ 、____ M ____ 。
9. ARM COrteX-M3为32位微控制器，请问32位指的是CPlJ字长。
10. 3、COrteX-M3处理器能够以小端格式或大端格式访问存储器中的数据字，而访问代码时始使用小端格式______11. ARM COrteX-M3体系结构采用哈佛总线结构，拥有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行进行。
12. CM3寄存器分为通用寄存器，包括R0~R15和特殊功能寄存器，包括程序状态寄存器、异常屏蔽寄存器、控制寄存器。
13. 寄存器R13是堆栈指针寄存器。
14. 寄存器R14是程序连接寄存器。
15. 寄存器R15是程序PG16. CM3的堆栈指针分为__MSP__ _=PSP r O存储器堆栈堆栈分为：向上生长(即向高地址方向生长)的递增堆栈；向下生长(即向低地址方向生长)，称为递减堆栈。
嵌入式电子电路设计课后习题及答案
在全球范围，由采用 TCP/IP 协议族的众多计算机网相互连接而成的最大的开放式计算机网络。其前身是美国的阿帕网 (ARPAnet)。
1-1 按照你的理解介绍一下什么是物联网、传感网、英特网，它们之间的关系怎样？ 物联网（The Interneቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ of things）的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传 感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连 接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监 控和管理的一种网络。
4-2. 简述传感器的主要性能指标。 线性范围 传感器的线性范围（模拟量）是指输出与输入成正比的范围。传感器的线性范围越宽，量程越大，在选择传感器时， 当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。在量程范围内，灵敏度在理论上应保持定值，并且保证一定 的测量精度。 精度 精度是传感器的一个重要性能指标，关系到整个系统的测量精度。传感器精度越高，价格越昂贵。选用传感器时，如 果测量目的是定性分析，选用重复精度高的传感器即可，不必选用绝对精度高的传感器；如果是定量分析，需要获得 精确的测量值，可选用精度等级能满足要求的传感器。 灵敏度 当灵敏度提高时，传感器输出信号的值随被测量的变化加大，有利于信号处理。通常，在传感器的线性范围内，希望
物联网与无线传感器网络关系 传感器网可以看成是传感模块+组网模块共同构成的一个网络。传感器仅仅感知到信号，并不强调对物体的标识。 物联网，Internet of things，对物体进行标识。包含了传感器网、RFID、二维码等。主要试图区别于 Internet，认为 Internet 是人与人之间的网络。而物联网是物-物、物-人相连的网络。 物联网的概念相对比传感器网大。这主要是人感知物、标识物的手段，物联网不仅包含有传感器网，还可以有二维码/ 一维码/RFID 和服务应用处理层次的众多相关技术等。
(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。
嵌入式系统设计作业及答案
第0章绪论1、什么是数字系统设计技术？在解决了对不同目标信息的数字化编码、数字化传输、数字化解码的基本理论、算法定义和协议规范之后，对其如何进行系统的构成，如何以最优化的性能（如速度）、最低廉的成本（如芯片面积、集成密度等）来实现该系统的技术。
2、什么是集成电路IC？集成电路（IC）是指通过一系列特定的加工工艺，将多个晶体管、电阻、电容等器件，按照一定的电路连接集成在一块半导体单晶片（如Si或GaAs）或陶瓷等基片上，作为一个不可分割的整体完成某一特定功能的电路组件3、什么是集成电路IP？集成电路IP是经过预先设计、预先验证，符合产业界普片认同的设计规范和设计标准，具有相对独立功能的电路模块或子系统。
其具有知识含量高、占用芯片面积小、运行速度快、功耗低、工艺容差性大等特点，可以复用(Reuse)于SOC、SOPC或复杂ASIC设计中。
4、什么是SOC？SOC，即嵌入式系统发展的最高形式——片上系统。
从狭义角度讲,它是信息系统核心的芯片集成,是将系统关键部件集成在一块芯片上;从广义角度讲, SOC是一个微小型系统,第1章嵌入式系统基础知识1、计算机系统的三大应用领域是什么？服务器市场，桌面市场，嵌入式市场2、通用计算机与嵌入式系统的对比是什么？3、分别从技术角度和系统角度给出嵌入式系统的定义技术角度：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、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。
是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统系统角度：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4、嵌入式系统的特点是什么？从三要素说：嵌入式：嵌入到对象体系中，有对象环境要求专用性：软、硬件按对象要求裁减计算机系统：实现对象的智能化功能功耗限制、低成本、多速率、环境相关性、系统内核小、专用性强、不可垄断性、产品相对稳定性具有实时性5、请从嵌入式系统软件复杂程度来对嵌入式系统进行分类？循环轮询系统，有限状态机系统，前后台系统，单处理器多任务系统，多处理器多任务系统6、常用电平标准有哪些？理解电平匹配的含义。
嵌入式系统设计大学教程习题与解答
嵌入式系统设计大学教程习题与解答第1章嵌入式系统设计基本概念（绪论）1、嵌入式系统的定义是什么？你是如何理解嵌入式系统的? （P3）答：嵌入式系统一般定义为以应用为中心、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、功耗和应用环境有特殊规定的专用计算机系统。
一个嵌入式系统就是一个硬件和软件的集合体，它涉及硬件和软件两部分。
其中硬件涉及嵌入式解决器/控制器/数字信号解决器（DSP）、存储器及外设器件、输入输出（I/O）端口、图形控制器等；软件部分涉及操作系统软件（嵌入式操作系统）和应用程序（应用软件），由于应用领域不同，应用程序千差万别。
2、列出并说明嵌入式系统不同于其他计算机系统的重要特性。
（P3~P4）答：重要特性有：•系统内核小：由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较传统的操作系统要小得多。
•专用性强：嵌入式系统通常是面向特定任务的，个性化很强，其中软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行软件系统的移植。
•运营环境差异大：嵌入式系统使用范围极为广泛，其运营环境差异很大。
•可靠性规定高：嵌入式系统往往要长期在无人值守的环境下运营，甚至是常年运营，因此对可靠性的规定特别高。
•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：为了系统的初始化，几乎所有系统都要在非易失性存储器中存放部分代码（启动代码）。
为了提高执行速度和系统可靠性，大多数嵌入式系统经常把所有代码（或者其压缩代码）固化，存放在存储器芯片或解决器的内部存储器件中，而不使用外部存储介质。
•嵌入式系统开发工作和环境：嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。
3、简述嵌入式系统的体系结构。
（P5）答：嵌入式系统自底向上包含四个部分：硬件平台、嵌入式实时操作系统（RTOS）、硬件抽象层（HAL）和嵌入式实时应用程序。
硬件抽象层位于操作系统和硬件之间，包含了系统中与硬件相关的大部分功能。
嵌入式大作业
嵌⼊式⼤作业嵌⼊式⼤作业项⽬名称：交通指⽰灯系统设计班级：学号：姓名：⽬录⼀、前⾔ (3)1.1、总体介绍 (3)1.2、设计要求 (3)⼆、设计原理 (3)2.1、总体原理 (3)2.2、芯⽚介绍 (4)2.3、GPIO简介 (4)2.4、寄存器介绍 (5)三、设计步骤 (6)3.1、整体程序框图 (6)3.2、程序 (6)3.3、硬件结构设计 (8)四、现象结果及分析 (10)五、设计体会 (11)六、参考⽂献 (11)⼀、前⾔1.1、总体介绍嵌⼊式系统（Embedded system），是⼀种“完全嵌⼊受控器件内部，为特定应⽤⽽设计的专⽤计算机系统”，嵌⼊式系统为控制、监视或辅助设备、机器或⽤于⼯⼚运作的设备。
与个⼈计算机这样的通⽤计算机系统不同，嵌⼊式系统通常执⾏的是带有特定要求的预先定义的任务。
由于嵌⼊式系统只针对⼀项特殊的任务，设计⼈员能够对它进⾏优化，减⼩尺⼨降低成本。
嵌⼊式系统通常进⾏⼤量⽣产，所以单个的成本节约，能够随着产量进⾏成百上千的放⼤。
随着移动设备的流⾏和发展，嵌⼊式系统已经成为⼀个热点。
它并不是最近出现的新技术，只是随着微电⼦技术和计算机技术的发展，微控制芯⽚功能越来越⼤，⽽嵌⼊微控制芯⽚的设备和系统越来越多，从⽽使得这种技术越来越引⼈注⽬。
它对软硬件的体积⼤⼩、成本、功耗和可靠性都提出了严格的要求。
嵌⼊式系统的功能越来越强⼤，实现也越来越复杂，随之出现的就是可靠性⼤⼤降低。
最近的⼀种趋势是⼀个功能强⼤的嵌⼊式系统通常需要⼀种操作系统来给予⽀持，这种操作系统是已经成熟并且稳定的，可以是嵌⼊式的Linux，WINCE等等。
本⽂所要研究的就是基于ARM嵌⼊式系统的交通灯系统的设计与实现。
1.2、设计要求（1）⽤S3C2410或者其他ARM芯⽚的GPIO设计相关电路（2）设计相关的软件并注释（3）实现⼗字路⼝2组红、绿交通灯交替显⽰。
⼆、设计原理2.1、总体原理⼀个嵌⼊式系统装置⼀般都由嵌⼊式计算机系统和执⾏装置组成，嵌⼊式计算机系统是整个嵌⼊式系统的核⼼，由硬件层、中间层、系统软件层和应⽤软件层组成。
嵌入式系统期末考试试题库和答案解析
嵌入式系统期末考试试题库和答案解析WORD完美格式《嵌入式系统》试题库《嵌入式系统》试题库一、填空题1、嵌入式系统的基本定义为：以应用中心，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。
2、从模块结构来看，嵌入式系统由三大部分组成，分别是：硬件、软件和开发平台。
3、从层次角度来看，嵌入式系统由四大部分组成，分别是：应用软件层、操作系统层、板级支持包（或硬件抽象层）和硬件层。
4、嵌入式产品的主要度量指标包括：上市时间、设计成本和产品质量。
5、嵌入式系统的设计过程包括：需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统集成和系统测试。
6、需求分析包括：功能性需求分析和非功能性需求分析。
7、确定输入信号是数字信号还是模拟信号属于功能性需求。
8、确定系统的物理尺寸和重量属于非功能性需求。
9、在嵌入式系统的设计过程中，其中规格说明解决“做什么”。
10、在嵌入式系统的设计过程中，其中体系结构设计解决“如何做”。
11、在嵌入式系统的设计过程中，软硬件划分应该在体系结构设计阶段完成。
12、在嵌入式系统的设计过程中，处理器的选择应该在体系结构设计阶段完成。
13、在嵌入式系统的设计过程中，嵌入式操作系统的选择应该在体系结构设计阶段完成。
14、在嵌入式系统的设计过程中，完成原理图设计应在构件设计阶段完成。
15、在嵌入式系统的设计过程中，完成版图设计应在构件设计阶段完成。
16、在嵌入式系统的设计过程中，完成软件设计应在构件设计阶段完成。
17、反映嵌入式系统设计人员的水平能力主要在于总体设计（需求分析、规格说明和体系结构设计）和系统调试。
18、设计流程指的是设计过程中所经历的过程步骤。
19、设计重用技术主要分为基于I P核的模块级重用和基于平台的系统级重用。
20、软硬件协同设计由系统描述、软硬件划分、软硬件协同综合以及软硬件协同模拟与验证几个阶段组成。
21、嵌入式处理器的分类包括三种，分别是：嵌入式微处理器、微控制器（或单片机）和WORD完美格式《嵌入式系统》试题库数字信号处理器（DSP）。
嵌入式系统课后习题及答案
第1章嵌入式体系基本【1 】1.什么是嵌入式体系？它由哪几部分构成？有何特点？写出你所想到的嵌入式体系.答：（1）界说：国内对嵌入式体系的一般界说是：以运用为中间,以盘算机技巧为基本,软硬件可裁剪,从而可以或许顺应现实运用中对功效.靠得住性.成本.体积.功耗等严厉请求的专用盘算机体系.（2）构成：嵌入式处理器.外围装备.嵌入式操纵体系和运用软件等几部分构成.（3）特点：a.软硬件一体化,集盘算机技巧.微电子技巧.行业技巧于一体;b.须要操纵体系支撑,代码小,履行速度快;c.专用紧凑,用处固定,成本迟钝;d.靠得住性请求高;e.多样性,运用普遍,种类繁多.（4）嵌入式体系：小我数字助理（PDA）.机顶盒（STB）.IP德律风.2.嵌入式处理器分为哪几类？答：（1）低端的微控制器（MicroController Unit,MCU）;（2）中高端的嵌入式微处理器（Embeded MicroProcessor Unit,EMPU）;（3）通讯范畴的DSP处理器（Digital Signal Processor,DSP）;（4）高度集成的片上体系（System on Chip,SoC）.3.ARM英文原意是什么？它是一个如何的公司？其处理器有何特点？答：（1）英文原意：Advanced RISC Machines.高等精简指令集机械.（2）公司简介：该公司是全球领先的16/32位RISC微处理器常识产权设计供给商,经由过程将其高机能.低成本.低功耗的RISC微处理器.外围和体系芯片设计技巧让渡给合作伙伴来临盆各具特点的芯片.ARM公司已成为移动通讯.手持装备.多媒体数字花费嵌入式解决计划的RISC尺度.（3）其处理器特点：a.小体积.低功耗.低成本而高机能;b.16/32位双指令集;c.全球的合作伙伴浩瀚.4.什么是及时体系？它有哪些特点？若何分类？答：（1）及时体系的界说：及时体系（Real Time System）是指产生体系输出的时光对体系至关重要的体系.（2）特点：及时性.并行性.多路性.自力性.可猜测性.靠得住性.（3）分类：依据响应时光的不合,及时体系可分为3种类型：强及时体系.弱及时体系.一般及时体系.依据肯定性的不合,及时体系可分为2种类型：硬及时.软及时.5.RTOS由哪几部分构成？它有哪些特点？与一般操纵体系比拟有何不合？答：（1）构成：及时内核.收集组件.文件体系.图形用户界面.（2）特点：a.支撑异步事宜的响应;b.中止和调剂义务的优先级机制;c.支撑抢占式调剂;d.肯定的义务切换时光和中止延迟时光;e.支撑同步.（3）与一般OS的不合：a.及时性：响应速度快,只有几微秒;履行时光肯定,可猜测;b.代码尺寸小：只有10~100KB,节俭内存空间,下降成本;c.运用程序开辟较难;d.须要专用开辟对象：仿真器.编译器和调试器等.6.单片机体系.嵌入式体系和SOC体系三者有何差别和接洽？答：（1）今朝嵌入式体系的主流是以32位嵌入式微处理器为焦点的硬件设计和基于及时操纵体系（RTOS）的软件设计;（2）单片机体系多为4位.8位.16位机,不合适运行操纵体系,难以进行庞杂的运算及处理功效;（3）嵌入式体系强调基于平台的设计.软硬件协同设计,单片机大多采取软硬件流水设计;（4）嵌入式体系设计的焦点是软件设计（占70%阁下的工作量）,单片机体系软硬件设计所占比例基底细同.（5）SoC是嵌入式体系的最高实现情势,它集成了很多功效模块,它的焦点技巧是IP（Intellectual Property Core,常识产权核）核.7. 无第2章嵌入式体系开辟进程1.嵌入式体系开辟进程分为哪几个阶段？每个阶段的特点是什么？答：（1）需求剖析阶段：a.对问题的辨认和剖析;b.制订例格解释文档;c.需求评审.（2）设计阶段：a.数据流剖析;b.划分义务;c.界说义务间的接口.（3）生成代码阶段：a.代码编程;b.交叉编译和链接;c.交叉调试;d.测试.（4）固化阶段2.嵌入式体系有哪几种调试方法？如今最风行的是哪种？运用什么接口？答：（1）调试方法：源程序模仿器方法.监控器方法.仿真器方法.（2）如今最风行的是仿真器方法,运用JTAG(Joint Test Action Group,结合测试行为组)接口.3.什么是板级支撑包？它一般应完成哪些工作？答：（1）界说：有些嵌入式操纵体系的内核明白分为两层,上层一般称为“内核”,而底层则称为“硬件抽象层”或“硬件适配层”,缩写为HAL,有的厂商将硬件抽象层称为BSP,即板级支撑包（BoardSupport Package）.（2）重要完成工作：a.在体系启动时,对硬件进行初始化.B.为驱动程序供给拜访硬件的手腕.（3）重要感化：清除硬件差别.第3章 ARM体系构造1.ARM的英文全名是什么？ARM处理器有什么特点？答：见第1章课后习题第3题.2.ARM7和ARM9在流水线方面有何不合？答：ARM7是3级流水线构造,ARM9是5级流水线构造.AR]M9把3级流水线中的履行阶段的操纵进行再分派,即把履行阶段中的“存放器读”插在译码阶段中完成,把“存放器写”安插在另一级（即第5级）完成,同时,在该级之前,再安插一级（存储拜访）.3.ARM处理器支撑的数据类型有哪些？答：（1）Byte 字节,8位;（2）Halfword 半字,16位;（3）Word 字,32位;4.写出ARM运用的各类工作模式和工作状况.答：（1）工作模式：详见下表：（2）工作状况：a.ARM：32位,这种状况下履行字对齐的ARM指令;b.Thumb：16位,这种状况下履行半字对齐的Thumb指令.5.ARM处理器总共有若干个存放器？个中哪个用做PC？哪个用做LR?答：（1）ARM处理器总共有37个存放器：31个通用存放器,6个状况存放器. （2）R15用做程序计数器PC,R14用做子程序链接存放器LR.6.假设R0=0x12345678,运用将R0存储到0x4000的指令存到存储器中,若存储器为大端组织,写出从存储器0x4000处加载一个字节到R2的指令履行后R2的值.答：因为0x4000是大端组织,所以R0存进后,0x4000中稀有0x56781234,从0x4000加载一个字节到R2后（由地位到高位加载）,R2的值为0x34. 7.ARM920T处理器参加了哪两个协处理器？各自的重要功效是什么？答：ARM920T处理器参加了两个协处理器:(1)CP14,许可软件拜访调试通讯通道;(2)体系控制协处理器CP15,供给了一些附加存放器用于设置装备摆设和控制Caches.MMU.呵护体系.时钟模式和其他体系选项.8.ARM920T支撑哪些时钟模式？答：快速总线模式.同步模式.异步模式.9.什么是写直达和写回Cache操纵,各有何特点？答：（1）写直达：当CPU对Cache写射中时,Cache与主存同时产生写修正.长处：一致性好;缺陷：耗时.（2）写回：当CPU对Cache写射中时,只修正Cache的内容而不立刻写入主存,只当此履行被换出时才写回主存.长处：削减拜访主存次数,进步效力.缺陷：一致性差点.10.ARM为何集成了32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集？（即它的利益）答：可供给长的转移规模.壮大的算术运算才能和大的寻址空间.11.什么是big-endian和little-endian,编写一段程序测试你所用的盘算机体系构造采取哪种存储机制？答：（1）大端存储体系（big-endian）：低地址存放高字节,高地址存放低字节.小端存储体系（little-endian）: 低地址存放低字节,高地址存放高字节.（2）int x=0x12345678;int *p=&x;if(*(char*)p=0x78)…little endianelse…big endian第4章 ARM体系硬件设计基本1．一个典范的可履行映像由哪几部分构成？答：2.汇编和C说话的互相挪用办法.答：（1）汇编程序挪用C程序的办法为：起首在汇编程序中运用IMPORT伪指令事先声明将要挪用的C说话函数;然后经由过程BL指令来挪用C函数.（2）C程序挪用汇编子程序的办法为：起首在汇编程序中运用EXPORT伪指令声明被挪用的子程序,暗示该子程序将在其他文件中被挪用;然后在C程序中运用extern症结字声明要挪用的汇编子程序为外部函数. （填补）3.基于ARM的硬件启动流程？答：（1）分派中止向量表;（2）初始化存储器体系;（3）初始化各工作模式下的客栈;（4）初始化有特别请求的硬件模块;（5）初始化用户程序的履行情况;（6）切换处理器的工作模式;（7）挪用主运用程序.第5章基于S3C2410的体系硬件设计1.温习控制：P230 I/O口编程实例.填补：2.中止的处理流程？答：（1）保管现场;（2）模式切换;（3）获取中止源;（4）中止处理;（5）中端返回,恢复现场.3.中止存放器的感化及相干的操纵？P235-237.。
嵌入式系统大作业
伊犁师范学院电信学院嵌入式系统大作业题目：基于ARM的温度采集系统班级：电信学院计科08-1班学号：08080605209姓名：布阿吉热.艾买尔日期：2013-4-30一、产品设计介绍大四这一年学期学校安排了嵌入式系统及应用开发这一门心得课程，在老师的认真上课下，帮助下我们学到了好多新的知识，我们用了自己学的有关嵌入式系统的知识与参考别人的论文和网上的有些资料，并且老师的指导下成功的完成了这个大作业。
我的大作业的题目是基于ARM的温度采集系统，用自己的简单语言来介绍一下本产品的设计，本产品设计是基于嵌入式技术作为主处理器的温度采集系统，利用S3C44B0x ARM微处理器作为主控CPU，辅以单独的数据采集模块采集数据，实现了智能化的温度数据采集、传输、处理与显示等功能，并讨论了如何提高系统的速度、可靠性和可扩展性。
并解决了传统的数据采集系统由于存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端，能够完全适应现代化工业的高速发展。
做这个这个大作业的过程中遇到了好多问题在老师的指导下及自己的努力下解决了这些问题。
最后我希望把这个产品应用到这个社会，为社会的快速发展付出自己的一份力量。
二、设计内容2.1设计目的每个人做一个事情，做一个产品都有一个目的，目标。
我设计这个产品的主要目的主要是用自己学的的知识做出来一个有用的东西,虽然我做的这个产品的比较简单但他也有自己的好处用处，我的设计目标包括这些内容：注重培养综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题的能力，培养创新意识和创新能力，并获得科学研究的基础训练。
了解所选择的ARM芯片各个引脚功能，工作方式，计数/定时，I/O口，中断等的相关原理，并巩固学习嵌入式的相关内容知识。
通过软硬件设计实现利用ARM芯片对周围环境温度信号的采集及显示。
2.2设计意义嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。