嵌入式系统模拟试题及答案复习进程

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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。嵌入式处理器的生产厂商都为其处理器预先安排了一个在系统加电或复位后最先取指令的地址。

二、名词解释(每小题2分,共10分)

1、DSP(Digital Signal Processor),数字信号处理器,一种特别用于快速处理数字信号的微处理器。DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合于执行DSP算法,编译效率较高,指令执行速度也较高。

2、RTOS Real Time Operating System. 译为实时操作系统。实时系统是指一个能够在指定的或者确定的时间内,实现系统功能和对外部或内部、同步或异步事件作出响应的系统。

3、BSP设计板级支持包(BSP)的目的主要是为驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包,从而实现对操作系统的支持。类似于PC机上的BIOS,是一个承上启下的软件层次。由嵌入OS和用户开发相结合取得。BSP一般是在嵌入式系统上固化存放。

4、总线竞争就是在同一总线上,同一时刻,有两个以上器件要通过总线输出数据和状态。发生总线争用现象。可能会造成总线上数据或逻辑混乱。

5、微内核嵌入式操作系统中,经过划分功能,用很短的结构(几到几十千字节)实现最基本和很具体的功能,此结构成为微内核结构。

三、填空题(每小题3分,共30分)

1、嵌入式开发一般采用_宿主机/目标机方式_方式,其中宿主机一般是指PC机或者台式机)。

2、嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、_____________、_______________、__________等四个部分组成。

3、嵌入式系统设计时,必须优先考虑的问题有:CPU选择、人机接口、可靠性、实时运行和速度、功能扩展、能耗和体积等问题。

4、嵌入式处理器的层次分为:1)嵌入式微控制器;2)_2)嵌入式处理器_;3)嵌入式DSP;4)嵌入式片上系统_。

5、选择ARM处理器需要考虑的四大因素有:内核/版本;工作频率;片内存储容量;片内功能模块。

6、为了提高的开发的效率,降低开发难度,提高重用性,经验告诉大家:__基于嵌入式操作系统,采用模块化方式是开发嵌入式系统软件的必由之路。

7、哈佛体系结构数据空间和地址空间_分开_,ARM920T采用哈佛体系_。

8、由于嵌入式系统本身不具备__执行速度和系统可靠性__,即使设计完成以后用户通常也是不能对其程序功能进行修改的,须有一套__开发工具和环境___才能进行交叉开发。

9、一般而言,嵌入式系统的构架可以分为4个部分:处理器、_存储部分____、输入/输出和软件,一般软件亦分为__嵌入式OS____和应用软件两个主要部分。

嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用第五章程序设计与分析(1) 西安交通大学电信学院 任鹏举

本章主要内容 Software Design Cycle ●嵌入式软件中的组件(状态机 、循环缓存器、队列) ●编程模型,如数据流和控制图●编译方法介绍 ●根据性能、大小和功耗来分析 和优化程序 ●如何测试程序以验证其正确性

1 嵌入式程序组件 ●状态机(State machine) 用变量来表示内部的状态,根据输入完成状态的转移交通灯控制、CPU design controller ●循环缓冲区(Circular buffer) I/O input buffer ●队列(Queue)

状态机(1) ● 反应系统(reactive system ):响应外部事件的系统。 ●外部输入是间歇到达● 适合使用状态机描述 ● 有限状态机是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。 ●Moore 机:● Mealy 机:输出只由当前状态确定 输出依赖于当前状态和输入

状态机(2) 例子:一个简单的座位安全带控制器 idle buzzer seated belted 未入座/-入座/定时器启动 未系安全带且定时器未超时/- 未系安全带/定时器启动系好安全带/-系好安全带/蜂鸣器关闭 定时器超时/蜂鸣器启动 未入座/-未入座/蜂鸣器关闭输入/输出-= 无动作

状态机(3) #define IDLE 0#define SEATED 1#define BELTED 2#define BUZZER 3switch (state) { case IDLE: if (seat) { state = SEATED; timer_on = TRUE; } break; case SEATED: if (belt) state = BELTED; else if (timer) state = BUZZER; break; case BELTED: if (!seat) state = IDLE; else if (!belt) state = SEATED; break; case BUZZER: if (belt) state = BELTED; else if (!seat) state = IDLE; break; } Inputs :seat, belt, timer Outputs: buzzer

嵌入式操作系统简介以及发展史

嵌入式操作系统简介以及发展史 导语:嵌入式操作系统离我们生活并不远,甚至我们生活中处处都可见,比如各种路由器,机顶盒,洗衣机,空调,手机等。嵌入式操作系统的定义: 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,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操作系统。嵌入式系统的发展:嵌入式操作系统并不是一个新生的事物,从20世纪80年代起,国际上就有了一些IT组织,公司开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发,这期间涌现了一些著名的嵌入式操作系统:windows CEVxWorkspSOSQNXPalm OSOS-9LynxOS目前,有很多商用嵌入式操作系统都在努力的为自己争取嵌入式市场的份额。但是,这些专用操作系统均属于商业化产品,价格昂贵,而且,他们的源码不公开,使得各自的嵌入式系统上的应用软件不能互相兼容。这导致了商业嵌入式系统对支持各种设备存在了很大的问题,使软件移植变得相当困难,但是,在这个时候,我们伟大的linux操作系统横空出世, 由于linux自身诸多的优点以及优势,吸引了许多开发商的 目光,使得linux成为了嵌入式操作系统的新宠。嵌入式操 作系统发展的四个阶段:第一阶段:无操作系统的嵌入式算法阶段,以单芯片为核心的可编程控制器的系统,具有监测,

伺服,指示设备相配合的功能。应用在一些专业性极强的工业控制系统,使用古老的汇编语言进行系统的直接控制。第二阶段:以嵌入式CPU为基础,简单操作系统为核心的嵌入式操作系统,CPU种类繁多,通用性差,系统开销小,效率高,一般配备系统仿真器,操作系统有一定的兼容性,软件较为专业,用户界面不够友好,系统主要用来监测系统和应用程序运行。 第三阶段:通用的嵌入式实时操作系统阶段,以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统,能运行于各种微处理器上,兼容性好,内核小,效率高,具有高度的模块化和扩展化,有文件管理和目录管理,设备支持,多任务,网络支持,图形窗口以及用户界面等功能,具有大量的应用程序接口(API),软件非常丰富,代表就是linux。 第四阶段:以Internet为标志的嵌入式操作系统,这是一个正在迅速发展的阶段,现在非常多的嵌入式操作系统已经有了接入Internet的能力。通过一个综合网关。 常见的嵌入式操作系统:uC/OS-Ⅱ:uC/OS-Ⅱ是一个公开源码,结构小巧,实时内核的实时操作系统。是一种基于优先级的可抢占式的硬实时内核,其内核提供任务管理与调度,时间管理,任务同步和通信,内存管理,中断服务等功能。其内核最小可以编译至2KB左右。-RTLinux:RTLinux是一个源代码开放的具有硬实时特性的多任务操作系统,他是通

嵌入式系统设计与应用复习资料.docx

嵌入式系统设计与应用复习资料 (一)?单项选择题: 1. 下面哪个系统属于嵌入式系统。 ( 八、“天河一号”计算机系统 C 、联想S10±网木 D ) B 、联想T400笔记本计算机 D 、联想OPhone 手机 2. 软硕件协同设计方法与传统设计方法的最大不同Z 处在于(B )。 A 、软硬件分开描述 C 、协同测试 3. 卜?面关于哈佛结构描述正确的是(A A 、程序存储空间与数据存储空间分离 C 、程序存储空间与数据存储空间合并 4. 下面哪一种工作模式不属于ARM 特权模式 A 、用户模式 B 、系统模式 C 、 5. ARM7TDM1的工作状态包括(D )。 A 、测试状态和运行状态 C 、就绪状态和运行状态 6. USB 接口移动硬盘最合适的传输类型为( A 、控制传输 B 、批量传输 C 、 7. 下而哪一种功能单元不属于I/O 接口电路。(D ) A 、USB 控制器 B 、UART 控制器 C 、以太网控制器 &下面哪个操作系统是恢入式操作系统。(B ) As Red-hat Linux B 、 PCLinux C 、 Ubuntu Linux D 、 SUSE Linux 9. 使用Host-Target 联合开发嵌入式应用,(B )不是必须的。 A 、宿主机 B 、银河麒麟操作系统 C 、目标机 D 、交叉编译器 10. 下面哪个系统不属于嵌入式系统(D )。 A 、MP3播放器 B 、GPS 接收机 C 、“银河玉衡”核心路由器 D 、“犬河一号”计算机系统 11. 在嵌入式系统设计中,嵌入式处理器选型是在进行(C )吋完成。 A 、需求分析 B 、系统集成 C 、体系结构设计 D 、软便件设计 12. 下面哪一类嵌入式处理器最适合于用于工业控制(B )。 A 、嵌入式微处理器 B 、微控制器 C 、DSP D 、以上都不合适 13. 关于ARM 了程序和Thumb 了程序互相调用描述正确的是(B )。 A 、 系统初始化Z 后,ARM 处理器只能工作在一种状态,不存在互相调用。 B 、 只要遵循一定调用的规则,Thumb 子程序和ARM 子程序就可以互相调用。 C 、 只要遵循一定调用的规则,仅能Thumb 子程序调用ARM 子程序。 D 、 只耍遵循一定调用的规则,仅能ARM 子程序调用Thumb 子程序。 14. 关于ARM 处理器的异常的描述不正确的是(C )。 A 、复位属于异常 B 、除数为零会引起异常 B 、软硬件统一描述 D 、协同验证 B 、存储空间与10空间分离 D 、存储空间与10空间合并 (A )0 软中断模式 D 、FTQ 模式 B 、挂起状态和就绪状态 D 、ARM 状态和Thumb 状态 B )0 中断传输 D 、等时传输 D 、LED

几种嵌入式实时操作系统的研究分析与比较

几种嵌入式实时操作系统地分析与比较 2008-07-04 20:54 VxWorks、μClinux、μC/OS-II和eCos是4种性能优良并被广泛应用地实时操作系统.本文通过对这4种操作系统地主要性能进行分析与比较,归纳出它们地选型依据和适用领域. 1. 4种操作系统地介绍 (1)VxWorks VxWorks是美国WindRiver公司地产品,是目前嵌入式系统领域中应用很广泛,市场占有率比较高地嵌入式操作系统.VxWorks实时操作系统由400多个相对独立、短小精悍地目标模块组成,用户可根据需要选择适当地模块来裁剪和配置系统;提供基于优先级地任务调度、任务间同步与通信、中断处理、定时器和内存管理等功能,内建符合POSIX(可移植操作系统接口)规范地内存管理,以及多处理器控制程序;并且具有简明易懂地用户接口,在核心方面甚至町以微缩到8 KB. (2) μC/OS-II μC/OS-II是在μC-OS地基础上发展起来地,是美国嵌入式系统专家Jean J.Labrosse用C语言编写地一个结构小巧、抢占式地多任务实时内核.μC/OS-II能管理64个任务,并提供任务调度与管理、内存管理、任务间同步与通信、时间管理和中断服务等功能,具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点. (3)μClinux μClinux是一种优秀地嵌入式Linux版本,其全称为micro-control Linux,从字面意思看是指微控制Linux.同标准地Linux相比,μClinux地内核非常小,但是它仍然继承了Linux操作系统地主要特性,包括良好地稳定性和移植性、强大地网络功能、出色地文件系统支持、标准丰富地API,以及TCP/IP网络协议等.因为没有MMU内存管理单元,所以其多任务地实现需要一定技巧. (4)eCos eCos(embedded Configurable operating system),即嵌入式可配置操作系统.它是一个源代码开放地可配置、可移植、面向深度嵌入式应用地实时操作系统.最大特点是配置灵活,采用模块化设计,核心部分由小同地组件构成,包括内核、C语言库和底层运行包等.每个组件可提供大量地配置选项(实时内核也可作为可选配置),使用eCos提供地配置工具可以很方便地配置,并通过不同地配置使得eCos能够满足不同地嵌入式应用要求. 2. 性能分析与比较 任务管理、任务及中断间地同步与通信机制、内存管理、中断管理、文件系统、对硬件地支持和系统移植这几方面是实时操作系统地主要性能.下面就从这几个方面着手对上述4种操作系统进行分析与比较. 2.1 任务管理 任务管理是嵌入式实时操作系统地核心和灵魂,决定了操作系统地实时性

嵌入式系统概论讲解

第一章嵌入式系统概论 参考习题 1、嵌入式系统本质上是什么系统? 答:从本质上讲,嵌入式系统中的计算机总是处于一种实时计算模式,也可以认为嵌入式计算机应具有某种实时性。也就是说,从嵌入式系统的广义概念考虑,嵌入式系统都可以看成是实时系统。 2、嵌入式系统开发与PC机软件开发的区别是什么? 答:嵌入式开发就是设计特定功能的计算机系统,形象的说就是开发一种嵌入在一个机器上实现特定功能的一个系统。PC的开发往往是上层应用程序,会更多的和业务流程,数据库,UI打交道。嵌入式的开发主要是和底层打交道,例如内存,NAND, 各种控制器,中断调度等等。当然现在也有很多需要在嵌入式设备上开发上层应用程序的需求了。 3、嵌入式系统基本概念? 答:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可配置,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的专用系统。这类系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统(可选择)以及应用程序等四个部分组成的。 4、嵌入式系统分类?

答:(1)按微处理器位数划分 按所采用的处理器位数,可以分为4位、8位、16位、32位和64位系统。 (2)按应用类别划分 可以简单地划分为信息家电、通信、汽车电子、航空航天、移动设备、军用电子、工业控制、环境监控等各种类型。 (3)按系统的实时性划分 硬实时系统、软实时系统和自适应实时。 (4)按工业界应用的复杂程度划分 简单单处理器系统 可扩展单处理器系统 复杂嵌入式系统 制造或过程控制中使用的计算机系统 第二章ARM嵌入式微处理器技术基础 参考习题 1、ARM32位指令、16位指令的特点。 答:ARM微处理器支持32位的ARM指令集和16位Thumb指令集,每种指令集各有自己的优点和缺点:ARM指令集效率高,但代码密度低;Thumb指令集具有较高的代码密度,却仍保持ARM的大多数性能上的优势,可看做ARM指令集的子集。

(完整word版)嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用 本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 课程名称:课程名称:嵌入式系统设计与应用 总学时:其中讲课36学时,上机实践环节12 36学时12学时总学时:其中讲课36学时,上机实践环节12学时教材:嵌入式系统设计教程》教材:《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书:参考书:1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石.ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石.《ARM嵌入式系统教程》.机械工业出版2008年社.2008年9月 1 课程内容 绪论:绪论: 1)学习嵌入式系统的意义2)高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计(实验课)3)嵌入式系统设计(实验课)内容安排 第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介 第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计 概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统

嵌入式系统设计与应用-西安交通大学教师个人主页

嵌入式系统设计与应用第六章进程和操作系统(3)西安交通大学电信学院孙宏滨 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 我们该如何评估调度策略?● 能满足所有截止时限 ● CPU 利用率---CPU 执行有用工作所占的时间比例● 调度开销---做调度决策所需的时间 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 分配优先级主要有两种方法:● 静态优先级:在整个执行过程中优先级始终不变● 动态优先级:在执行过程中优先级发生变化 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 单调速率调度(Rate-Monotonic Scheduling, RMS ):首先为实时操作系统开发的调度策略之一,直至现在仍然被广泛使用。● RMS 属于静态调度策略。事实证明,固定优 先级的做法在许多情况下都足以有效地调度进程。● RMS 的理论基础是单调速率分析(Rate Monotonic Analysis, RMA )。i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

(完整版)嵌入式系统课后答案马维华

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特点是什么 嵌入式系统概念: (1) IEEE对嵌入式系统的定义:用于控制,监视或者辅助操作机器和设备的装置. (2)一般定义: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. 嵌入式系统的特点: (1) 专用的计算机系统 (2) 必须满足环境要求 (3) 必须能满足对象系统的控制要求 (4) 是集成计算机技术与各行业应用的集成系统 (5) 具有较长的生命周期 (6) 软件固化在非易失性存储器中 (7) 必须能满足实时性要求 (8) 需要专用开发环境和开发工具 2,简单分析几种嵌入式操作系统的主要特点,包括嵌入式Linux,Windows CE,uCOS II 及VxWorks. (1)嵌入式Linux:有多个主流版本,根据应用需求,性能略有差别.μCLinux是Linux小型化后,适合于没有MMU的微处理器芯片而裁剪成的操作系统,μCLinux保持了传统Linux操作系统的主要特性,包括稳定,强大的网络和文件系统的支持,μCLinux裁剪了大量的Linux内核以缩小尺寸,适合像512KB RAM,1MB Flash这样小容量,低成本的嵌入式系统.RT_Linux即能兼容通常的Linux,又能保证强实时性. (2)Windows CE:开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用.WinCE开发难度远低于嵌入式Linux,实时性略低,常用于手机,PDA等手持设备中. (3)uCOS II:结构小巧,抢先式的实时嵌入式操作系统,具有执行效率高,占用空间小,可移植性强,实时性能好和可扩展性能等优点.主要用于小型嵌入式系统. (4) VxWorks: 集成开发环境为Tornado,Vxworks因出现稍早,实时性很强,并且内核可极微(最小8K),可靠性较高等.通常应用在通信设备等实时性要求较高的系统中. 第2章嵌入式处理器体系结构 1,具体说明ARM7TDMI的含义,其中的T,D,M,I分别代表什么 ARM7TDMI是ARM7处理器系列成员之一,采用V4T版本指令.T表示Thumb,该内核可从16位指令集切换到32位ARM指令集;D表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,支持片内Debug调试;M表示Multiplier,支持位乘法;I表示Embedded ICE ,内含嵌入式ICE宏单元,支持片上断点和观察点. 2,ARMV4及以上版本的CPSR的哪一位反映了处理器的状态若CPSR=0x000000090,分析系统状态.CPSR=0x000000090表示当前处理器工作于ARM状态,系统处于用户模式下. CPSR的BIT5(T)反映当前处理器工作于ARM状态或Thumb状态. 3,ARM有哪几个异常类型,为什么FIQ的服务程序地址要位于0x1C 在复位后,ARM处理器处于何种模式,何种状态 ARM的7种异常类型:复位RESET异常,未定义的指令UND异常,软件中断SWI异常,指令预取中止PABT异常,数据访问中止DABT异常,外部中断请求IRQ异常,快速中断请求FIQ 异常.在有快速中断发生时,CPU从0x1C处取出指令执行.ARM复位后处于管理模式,工作于ARM状态. 4,为什么要使用Thumb模式,与ARM代码相比较,Thumb代码的两大优势是什么

用于嵌入式系统中的无线通信方法

用于嵌入式系统中的无线通信方法 电信09-1 张佳雨 20091303007 随着嵌入式操作系统的进一步发展, 以及无线通信技术的进一步普及, 以嵌入式操作系统为平台,依赖于无线网络数据传输的移动终端逐渐成为IT 新的发展趋势。本文将介绍几种运用在嵌入式系统中的无线通信方法。 一.无线个人局域网(WPAN) 1.红外 红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波,其频率高于微波而低于可见光,是一种人的眼眼看不到的光线。目前无线电波和微波已被广泛应用在长距离的无线通信中,但由于红外线的波长较短,对障碍物的衍射能力差,所以更适合应用在需要短距离无线通信场合点对点的直接线数据传输。为了使各种设备能够通过一个红外接口进行通信,红外数据协议(Infrared Data Association,简称IRDA)发布了一个关于红外的统一的软硬件规范,也就是红外数据通讯标准。 2.蓝牙 蓝牙,Bluetooth。通俗地说,蓝牙就是一种短距离无线通讯技术,它可以将数码相机、数字摄像机甚至各种家用电器,通过蓝牙技术连接起来,省去传统的电线。而且透过芯片上的无线接收器,配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通,传输速度可以达到每秒钟1兆字节。与传统的连接方式相比,蓝牙最大的不同就是消除了设备之间的连线,取而代之以无线连接。 蓝牙(bluetooth)是一种短距的无线通讯技术,电子装置彼此可以透过蓝牙模块而连接起来,省去了传统的电线。透过芯片上的无线接收器, 配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通,传输速度可以达到每秒钟1 兆字节。同时,蓝牙支持设备短距离通信(一般是10m 之内)。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是IEEE802.15,工作在2.4GHz 频带,带宽为1Mb/s。 在此之前,无线通讯界的老大是为大家所熟识的红外线传输。但红外线有个致命的缺点就是必须在可视范围内,红外线接口的传输技术才能起作用。这一弊端的存在为蓝牙的发展提供了新的契机。 另外,在使用范围方面,红外线与蓝牙的区别还是很明显的。红外线技术一般适合于低成本、跨平台、点对点高速数据连接,尤其是嵌入式系统,如:设备互联、信息网关等。而蓝牙就不同了,蓝牙技术是作为一种“电缆替代”的技术提出来的,发展到今天已经演化成一种个人信息网络平台。它主要有以下三类主要用途:话音/数据的接入、外围设备互联和个人局域网。 红外与蓝牙的差别 (1)距离 红外:对准、直接、1—2米,单对单 蓝牙:10米左右,可加强信号,可以绕弯,可以不对准,可以不在同一间房间,链接最大数目可达7个,同时区分硬件。 (2)产业 红外:很普及蓝牙:初步应用

归纳嵌入式系统概论习题

第一题单项选择题 1、ADDS R0,R1,R2执行完成后,不会对CPSR中的哪一位产生影响( B)? A、N B、C C、V D、F 2、FD表示( B )。 A、满递增堆栈 B、满递减堆栈 C、空递增堆栈 D、空递减堆栈 3、已知R0=0xFFFFFC0F,则执行MVN R1,R0后,R1的值为(C )。 A、0xFFFFFFFF B、0xFFFFFFF0 C、0x3F0 D、0x3F 4、在Linux中使用ls命令显示当前目录的所有内容应使用(A)参数? A、-l B、-a C、-d D、-i 5、在EMBEST IDE开发环境中,程序的默认入口地址为( C )。 A、0x C000 B、0x 1C00 C、0x 8000 D、0x 0 6、已知R0=0x1000,R1=0x2000则执行CMP R0,R1后,R0的值为(B) A、0x2000 B、0x1000 C、0xFFFFF000 D、0xFFFFEFFF 7、已知R1=0x2F,则执行mov R0,R1,ASL #2后,R0的值为(D )。 A、0xBC B、0xBF C、0x2F0 D、0x2F 8、在Linux中查看文件前10行内容的命令是( D)。 A、less B、cat C、tail D、head 9、已知R0=0xFC,则执行BIC R0,#0x3C后,R0的值为( D )。 A、0x18 B、0x24 C、0xC0 D、0x30 10、已知R0*R1=0x1C2F3E4D5C6B,则执行SMULL R2,R3,R0,R1后,R2和R3的值分别为(D)。 A、R2=0x1C2F3E4D R3=0x5C6B B、R2=0x5C6B R3=0x1C2F3E4D C、R2=0x1C2F R3=0x3E4D5C6B D、R2=0x3E4D5C6B R3=0x1C2F 11、EMPU是( B )。 A、嵌入式微控制器 B、嵌入式微处理器 C、片上系统 D、嵌入式数字信号处理器 12、以下不属于CPSR的条件码标志位的是(A)。 A、F B、N C、Z D、C 13、S3C44B0X的内核工作电压是( B )。 A、3.0V B、2.5V C、3.5V D、 1.5V 14、Linux中删除目录的命令是(B)。 A、rm B、 rmdir C、mkdir D、del 15、能实现ARM处理器在两种工作状态之间进行切换的命令是( D )。 A、B B、 BL C、 BLX D、BX 16、若CPSR寄存器的低5位(4-0)的值为10010,则ARM处理器工作于(B) 模式。 A、FIQ B、IRQ C、USER D、SVC

江苏科技大学通信专业嵌入式系统设计及应用_复习大纲

嵌入式系统设计复习 题型: 1、填空,15分左右 2、选择,30分左右 3、简答题40分左右 4、综述15分左右 第一章嵌入式系统概述 提纲: 1、掌握嵌入式系统的定义 2、了解嵌入式系统的一般组成 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 (嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成。其中嵌入式计算机是整个嵌入式系统的核心,主要包括硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层) 知识点: 1、嵌入式系统的定义与特点 定义:是以应用为中心、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 特点:软件硬件可裁剪 ①专用性:嵌入式系统具有特定的功能,用于特定的任务; ②低成本:嵌入式系统极其关注成本; ③低功耗:嵌入式系统大都有功耗的要求; ④高实时性OS; ⑤嵌入式系统的运行环境广泛; ⑥嵌入式系统的软件通常要求固态化存储; ⑦嵌入式系统的软件、硬件可靠性要求更高; 2.RISC指令系统的特点 答:指令系统:RISC设计者把上要精力放在那些经常使用的指令上,尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能,常通过组合指令来实现。因此,在RISC机器上实现特殊功能时,效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。 存储器操作:RISC对存储器操作有限制,使控制简单化 程序:RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间,实现特殊功能时程序复杂,不易设计 中断:RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断 CPU:由于RISC CPU包含少的单元电路,因而面积小、功耗低 设计周期:RISC微处理器结构简单,布局紧凑,设计周期短,且易于采用最新技术易用性:RISC微处理器结构简单,指令规整,性能容易把握,易学易用 应用范围:由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关,所以RISC机器更适合于嵌入式应用 3、嵌入式系统由硬件与软件组成,其中软件的组成 答:由实时多任务操作系统、文件系统、图形用户界面接口、网络系统及通用组件模块组成 4、嵌入式系统的运行可靠性指标

计算机导论_基础知识

计算机导论 第1章计算机基础知识 教学目标 1.了解信息技术的相关概念 2.了解计算机的发展历程、特点、应用和分类 3.掌握计算机系统的组成(重点) 4.掌握信息在计算机中的表示形式(重点、难点) 第一节计算机概述 一、什么是计算机? 计算机是一种能够接收和存储信息,并把存储在内部的程序对输入信息进行加工、处理,得到人们所期望的结果,然后把处理结果输出的高度自动化设备。 巴比奇在马洪发明的逻辑演示器的影响下,于1822年开始设计差分机(difference engine),其目标是能计算具有20位有效数字的6次多项式的值。这是第一台可自动进行数学变换的机器,因此他被称为“计算之父”。

计算理论的奠基人(图灵) ●Alan Turing(1912~1954)1936年上研究生时发表的一篇论文中提出了图灵机 (Turing Machine),奠定了计算机的理论基础。 ●第二次世界大战中,Turing 领导的小组制造出了破译德军 Enigma 密码的计算机,并成功地完成了任务。 ●Turing 与Church 合作给出了数学证明,断言未来计算机能 够象人那样具有思维能力(因而汉语中有了“电脑”)。 ●计算机学科的最高荣誉是ACM(美国计算机学会)图灵奖。 ●图灵测验: 一个人在不接触对象的情况下,进行一系列的提问,如果他根据这些回答无法 判断对象是人还是机器,则这种计算机具有与人相当 的智力。 世界上第一台电子数字计算机 ●1946年,在宾夕法尼亚大学Moore 学院, J. Eckert 和J. Mauchly 为实现弹道计算研制成功了 ENIAC(“电子数字积分计算机”,Electronic Numerical Integrator and Computer),它用了19000 个电子管, 重30 吨,耗电200 千瓦。 ●现在所谓的计算机就是电子数字计算机。 计算机体系结构的创始人(冯·诺依曼) ●1946年,John von Neumann(1903~1957)

嵌入式系统与通信相关论文

《嵌入式系统设计与开发应用》 题目:基于TCP的socket编程的聊天工具实现 专业:电气自动化 班级: 2010级 学生姓名: ssdddddfffff 学号: 1234354657 指导教师: resg老师

摘要 嵌入式系统是计算机技术、半导体技术和电子技术等的综合体,已经广泛应用于科学研究、工程设计、国防军事、自动化控制等各个领域。随着网络通讯技术的迅猛发展,生产和生活中广泛要求嵌入式系统终端能够完成网络通讯功能。本论文以ARM7 TDMI为嵌入式开发平台,开发在一台电脑间实现具有实现客户端与服务端互联互通的通信系统程序。 SOCKET是一个通信链的句柄,通过套接字向网络发出请求或者应答网络请求,用于TCP/IP协议的应用程序之间的相互通信。论文选择了ARM体系结构的嵌入式LPC2200处理器,根据系统的需求,在综合各种设计方案的基础上,选择移植带有TCP/IP协议的uLinux嵌入式操作系统。裁剪和定制系统后,构建相关的文件系统。在此基础上,编写应用程序,调用系统的Socket通信函数,实现服务端和客户端的通信。描述IP地址和端口,用于在两个系统间实现通信。 关键词:嵌入式系统、ARM7TDMI、Socket、TCP/IP、MFC 1.1 嵌入式系统 目前,嵌入式系统的应用越来越广泛,我们日常生活中就存在大量的嵌入式系统的产品:比如手机、MP3、收音机、电视机等等,我们已经离不开嵌入式产品了。嵌入式产品是面向应用的,应用的需求推动了嵌入式技术的发展。 嵌入式系统的基本技术仍然是计算机技术,包含软件、硬件、操作系统等。嵌入式系统是可裁剪的,根据应用的具体场合和需求,选择相应的模块,把系统中不需要的部分去掉,这样就能节约资源,降低功耗。每一个嵌入式产品是不同的,使用不同的硬件和软件,搭建自己的嵌入式操作系统,但核心技术是一样的。嵌入式系统主要有一下几个特点:(1)以需求为目标。(2)运行高效,节约资源。(3)较小的体积和可靠性。 1.2 国内外现状和趋势 随着信息化,智能化,网络化的发展,嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。信息时代,数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展契机,为嵌入式市场展现了美好的前景,同时也对嵌入式生产厂商提出了新的挑战。 1)嵌入式开发是一项系统工程,以此要求嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身,同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持。 目前很多厂商已经充分考虑到这一点,在主推系统的同时,将开发环境也作为重点推广。比如三星在推广ARM7,ARM9芯片的同时还提供开发板和版及支持包(BSP),而WindowCE在主推系统时也提供Embedded VC++作为开发工具,还有Vxworks的Tonado开发环境,Delta0S的Limda编译环境等等都是这一趋势的典型体现。当然,这也是市场竞争的结果。 (2)网络化、信息化的要求也随着因特网技术的成熟、带宽的提高日益提

嵌入式系统导论复习题.docx

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,软换件可裁剪,对功能、体积、功耗等严格耍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硕件和软件,换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WINCEo 6、嵌入式系统的系统级设计方法主要冇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釆用先硕件后软件的方法。 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人体系: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。 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;主存用來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cacheo 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,其屮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。 16、CPU和I/O接口Z间通信的总线包括数据总线、控制总线和地址总线,其中数据总线是双向总线。 17、接口是两个部件之间的连接点或边界,通过接口把CPU和外设连接在一起,接口电路主要面向CPU和外设两个方面。 18、嵌入式系统中,I/O接口芯片寻址方式为:存储器映像法和I/O隔离法。 19、嵌入式处理器的复位电路是使处理器从起始地址开始执行指令。 20、串行通信有3种基本传送方式:单工、半双工和全双工。串行通信的两种类型为异步串行通信和同步串行通信。 21、串行接口RS 系列标准冇:RS-232, RS-422, RS-485o 22、蓝牙模块的无线通信频率为2.4GHZ以内,主要有3个部分组成:无线传输收发单元、 基带处理单元以及数据传输接口。 23、I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线,可发送和接收数据。 24、嵌入式操作系统是嵌入式系统极为重要的纟R成部分,是嵌入式系统的灵魂,通常包 括与硕件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议等。 25、典型的嵌入式操作系统包括VXWorks, windowsCE, LINUX, U C/OS-II, QNX等,其中不是实时操作系统的为UNUXo

2019嵌入式课程设计-嵌入式系统设计与应用(第2版)-王剑-清华大学出版社

嵌入式系统课程设计计划 具体内容、进度安排及要求 (附课表,包含指导、答疑、上机的时间、地点,指导教师,学生班级,分组情况等)一、内容及要求: 通过本次课设,使学生了解嵌入式系统的特点,进一步理解和巩固课堂所学的嵌入式系统的基本理论和知识。掌握嵌入式系统的基本设计与分析方法,从而达到理论与实际相结合,并为今后从事嵌入式系统设计及其相关领域的各项工作打下坚实的基础。具体要求如下: 1、掌握嵌入式系统的硬件设计原理。 2、掌握嵌入式linux操作系统下的C语言应用程序设计技术 3、掌握嵌入式linux操作系统驱动程序设计技术 4、掌握嵌入式linux操作系统的移植技术 5、掌握嵌入式linux操作系统的交叉编译与动态调试技术 具体内容如下: (1)熟悉嵌入式硬件系统基础知识及基于Linux的应用开发环境的建立和程序设计方法 熟悉嵌入式硬件系统基础知识,熟悉嵌入式操作系统Linux的特点,了解Linux的主要模块及各自的功能。掌握虚拟机VMW ARE的使用方法,掌握通过交互式的环境来设计和定制内核、选择系统特性,然后进行编译和调试的全过程。了解BSP在嵌入式系统中位置及其作用。掌握在嵌入式操作系统Linux上搭建嵌入式应用开发环境的方法,熟悉Bootloader的使用方法。 (2)嵌入式操作系统Linux平台的编译移植搭建 安装嵌入式实验开发平台的BSP。根据嵌入式实验开发平台的特点和系统需求,利用VMARE环境配置Linux操作系统的特性和功能, 熟悉Bootloader的使用方法,使用TOOLCHAIN进行交叉编译、链接生成操作系统内核,生成系统映像文件ZImage。下载并运行编译好的Linux系统内核。对文件系统同样进行相关编译移植下载至嵌入式开发平台上。 (3)嵌入式数据库SQLITE与UI开发工具QT的掌握。 (4)根据所学理论知识和嵌入式硬件开发平台的具体情况,设计一个具有一定规模较复杂功能的嵌入式系统(如嵌入式系统设备驱动程序),一般来讲需要2个学生共同完成. (5)编写课设报告。课设报告要求: 1.要求使用A4纸打印,必须有封面和目录。封面内容有课设题目、班级、序号(两位)、姓名、指导教师、日期等内容。 2.课设内容一般应包含如下部分: ①课设名称、目的、要求、内容。 ②嵌入式系统a8开发硬件平台的基本概述。 ③嵌入式操作系统Linux配置、编译、移植的基本原理和过程及测试程序设计。 ④嵌入式数据库sqlite的移植过程及程序设计。 ⑤基于QT的数据库应用程序设计。 ⑥目标系统如嵌入式设备驱动程序的设计。 ⑦课设结果及分析。 ⑧收获、体会和建议。 二、进度安排: 1.嵌入式开发平台的熟悉(硬件设计环境和软件开发环境)(1天) 2.嵌入式操作系统Linux平台的编译移植搭建(1天) 3.嵌入式linux操作系统的交叉编译与动态调试(1天) 4.嵌入式数据库SQLITE的熟悉(1天)

嵌入式系统设计与应用课程设计报告

《嵌入式系统设计与应用》课程设计报告 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导教师:

目录 一、设计目的 (3) 二、开发环境 (3) 三、设计任务及要求 (3) 四、实现过程 (3) 用户应用程序设计 (3) 服务器端程序 (3) 五、总结 (4)

一、设计目的 (1)、熟悉并掌握在Linux开发环境下C语言程序设计及编译方法、嵌入式系统;(2)、掌握嵌入式linux下基础网络编程:socket编程 (3)、独立编写客户机/服务器通信程序; 二、开发环境 (1) 编程环境:在Linux开发环境下设计及编译C语言程序。 (2) 硬件设备:PXA270开发板,PC机。 三、设计任务及要求 设计一套可远程调用求和函数并返回客户端的程序。 四、实现过程 用户应用程序设计 1.程序 int sum(); 2.程序 #include <> int sum(){ int i=1,sum=0; while(i<=100){ sum=sum+i; i++; } return sum; } 服务器端程序 /******************************* * 服务器端程序*

********************************/ #include #include #include <> #include <> #include <> #include <> #include <> #include #include “” main() { int sockfd,new_fd,numbytes; struct sockaddr_in my_addr; struct sockaddr_in their_addr; int sin_size,sum; char buff[100] ,temp[100]; sum=sum(); itoa(sum, temp, 10); ..\n"); ,100,0)==-1) { perror("send"); exit(1); } socket success! Sockfd=3; bind success; Listening... Hello!I am Client. (5)、在PC机上运行客户端程序 # ./ result:5050 五、总结 通过本次课程设计,让我熟悉并掌握在Linux开发环境下C语言程序设计及编译方法、嵌入式系统、明白了嵌套字的使用方法、嵌入式linux下基础网络编

嵌入式系统复习资料

第1章嵌入式系统导论 1.嵌入式系统的概念: 是以现代计算机技术为基础,以应用为中心,可以根据系统或用户需求(功能、可靠性、成本、体积、功耗、环境等),灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统。 2.嵌入式系统的分类及分类依据: 嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。前者是整个系统的物理基础,它提供软件运行平台和通信接口;后者实际控制系统的运行。 硬件:嵌入式微处理器、外围电路、外围硬件设备。 软件:BootLoader 、嵌入式操作系统、用户的应用程序等。 3.几种典型嵌入式操作系统:(1) uC/OS II (2)uCLinux (3)Windows CE (4)嵌入式Linux 等 4.任务调度: 任务的调度有三种方式:可抢占式、不可抢占式和时间片轮转。 【不可抢占式调度是指一个任务一旦获得CPU就独占其运行,除非由于某种原因使它决定放弃CPU的使用权; 可抢占式调度是基于任务优先级的,当前正在运行的任务可以随时让位给优先级更高的处于就绪态的其他任务; 当两个或两个以上任务有同样的优先级时,不同任务轮转使用CPU,直到系统分配的CPU时间片用完,这就是时间片轮转调度。】 目前,大多数嵌入式操作系统对不同优先级的任务采用基于优先级的可抢占式调度法,对相同优先级的任务则采用时间片轮转调度法。 5.针对有内存管理单元(MMU,Memory Management Unit)的处理器而设计的一些桌面操作系统,如Windows、Linux,使用了虚拟存储器的概念。 6.计算机的发展: 冯诺依曼架构:将指令和数据存放在同一存储空间中,统一编址,指令和数据通过同一总线访问。 哈佛结构(冯诺依曼架构的扩展):主要特点是程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器,每个存储器独立编制、独立访问。CortexM3

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