2011年嵌入式系统习题库及答案

嵌入式系统习题库及答案

二．简答

1．简述Linux在嵌入式系统市场上取得辉煌的成果的原因。

答：广泛的硬件支持内核高效稳定开放源码，软件丰富优秀的开发工具完善的网络通信和文件管理机制

2．简述嵌入式系统平台移植所需要的步骤。

答：硬件平台的移植引导/装载程序的移植（bootloader移植）内核的修改配置编译与移植相关驱动程序的移植文件系统的移植开发环境的移植（GUI库移植）应用程序的移植

3．嵌入式根文件系统的设计目标应该包括哪些方面？

答：使用简单方便实时响应可伸缩性和可配置性资源有效性安全可靠热插拔、在线更新4．简述Linux支持的硬件设备种类和Linux操作系统下的主要的设备文件种类。

答：主要硬件设备种类：字符设备、块设备和网络设备。主要设备文件种类：字符设备、块设备。5．arm系列处理器arm7tdmi中的tdmi四个字母的含义。

答： T功能模块表示16位Thumb，可以在兼顾性能的同时减少代码尺寸。M功能模块表示8位乘法器。D 功能模块表示Debug，该内核中放置了用于调试的结构，通常它为一个边界扫描链JTAG，可使CPU进入调试模式，从而可方便地进行断点设置、单步调试。 I功能模块表示EmbeddedICE Logic，用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分，其中的TAP控制器可接入到边界扫描链。

6.嵌入式系统发展经历了那些阶段，有什么特点？

答：(1)萌芽阶段编程语言：汇编语言

操作系统：无

硬件处理器：单芯片可编程控制器件8位MCU，DSP（单片机）

（2）简单系统阶段编程语言：汇编语言

操作系统：无

（3）RTOS阶段：编程语言：汇编语言，c，c＋＋

操作系统：VxWorks，QNX,pSOS

硬件处理器：32位嵌入式处理器（ARM)

（4）网络化阶段编程语言：汇编语言，c，c＋＋，Java

操作系统：VxWorks，QNX,pSOS，Linux

硬件处理器：高性能嵌入式处理器，SOC

7.嵌入式系统的设计方法和过程与传统的单片机开发有什么不同？

答：学习方法不同

单片机学习一般从硬件入手，从硬件体系结构、汇编语言到硬件设计、软件设计；嵌入式系统学习可以从软件入手，从应用层编程到操作系统移植、硬件平台设计较好，按单片机设计的学习流程较难掌握硬件处理能力

有无操作系统

系统开发方法：嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设计，单片机大多采用软硬件流水设计

嵌入式系统设计的核心是软件设计（占70%左右的工作量），单片机系统软硬件设计所占比例基本相同8.简述哈佛体系结构和冯诺依曼体系结构的不同点。

答：哈佛体系结构的要点是：

（1）使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存，以便实现并行处理；

（2）具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线，利用公用地址总线访问两个存储模块（程序存储模块和数据存储模块），公用数据总线则被用来完成程序存储模块或数据存储模块与CPU之间的数据传输；（3）两条总线由程序存储器和数据存储器分时共用。

冯诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照序顺序执行。其中：

（1）.计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。

（2）.程序和数据以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址确定。

（3）.控制器根据存放在存储器中地指令序列（程序）进行工作，并由一个程序计数器控制指令地执行。控制器具有判断能力，能根据计算结果选择不同的工作流程。

人们把冯诺依曼的这个理论称为冯诺依曼体系结构。

10.简述NAND_FLASH和NOR_FLASH的异同点？

答：Nor-flash 的读速度比Nand-Flash快

Nor-flash 的写速度比Nand-Flash慢

Nor-flash 的擦除速度比Nand-Flash慢

大多数写入操作需要先进行擦除操作

Nand-flash的擦除单元更小，相应的擦除电路更少

Norflash待用SRAM接口，有足够多的地址引脚，容易进行电路设计

Nand-flash使用复杂的I/O口串行传输数。

单位面积内Nand-flash存储容量更大

Nand-flash占据大容量存储市场(8-128M)

可靠性和耐用性

nandFlash更优秀（可擦写次数100万：10万）

易用性

Nor-flash不需要软件支持，片上执行

Nandflash需要驱动程序支持

10.简述S3C2410与ARM920T的关系.

答： S3C2410是韩国三星公司的一款基于ARM920T内核的32位RISC嵌入式微处理器，主要面向手持设备以及高性价比，低功耗的应用

11．嵌入式系统常用调试方法有几种，各有什么优缺点？

答：1．模拟器方式

调试工具和待调试的嵌入式软件都在主机上运行，通过软件手段模拟执行为某种嵌入式处理器编写的源程序。简单的模拟器可以通过指令解释方式逐条执行源程序，分配虚拟存储空间和外设，进行语法和逻辑上的调试。

2．在线仿真器方式

在线仿真器ICE是一种完全仿造调试目标CPU设计的仪器，目标系统对用户来说是完全透明的、可控的。由于仿真器自成体系，调试时可以连接目标板，也可以不接目标板。但是ICE价格昂贵，而且每种CPU都需要一种与之对应的ICE，使得开发成本非常高。

3.监控器方式

主机和目标板通过某种接口（通常是串口）连接，主机上提供调试界面，被调试程序下载到目标板上运行，通过与监控运行于目标机上的监控程序通信，获得调试信息。

12.什么是嵌入式操作系统？常见的嵌入式操作系统有哪些（列举五个以上）嵌入式操作系统有什么特点？答：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。”

嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统的重要组成部分。嵌入时操作系统具有通用操作系统的基本特点，能够有效管理复杂的系统资源，并且把硬件虚拟化。Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX 、Rtems 、QNX、INTEGRITY、OSE、C Executive

. 可裁剪；强实时性；统一的接口；操作方便、简单、提供友好的图形用户界面GUI；提供强大的网络功

能；稳定性，弱交互性；固化代码；良好的移植性

13.什么是交叉开发环境？简述嵌入式linux系统交叉开发环境的构建过程？

答：简单的来说：在进行嵌入式开发之前，首先要建立一个交叉编译环境，这是一套编译器、连接器和libc 库等组成的开发环境。交叉开发是指在一台通用计算机上进行软件的编辑编译，然后下载到嵌入式设备中进行运行调试的开发方式。

1）. 下载源文件、补丁和建立编译的目录

2）. 建立内核头文件

3）. 建立二进制工具（binutils）

4）. 建立初始编译器（bootstrap gcc）

5）. 建立c库(glibc)

6）. 建立全套编译器（full gcc）

14．什么是bootloader？常用的bootloader有那些？bootloader两种工作模式有什么不同，分别应用在那种情况下？

答：Bootloader是在操作系统运行之前执行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射表，从而建立适当的系统软硬件环境，为最终调用操作系统内核做好准备。Grub和Lilo是PC计算机上的，U-boot,vivi，blob，ARMBoot是嵌入式系统上的。

两种工作模式是：启动加载模式和下载模式，这种区别仅对于开发人员才有意义。从最终用户的角度看，BootLoader的作用就是用来加载操作系统，而并不存在所谓的启动加载模式与下载工作模式的区别。

（1）启动加载(Boot loading)模式：这种模式也称为自主模式bootstrap。也即Boot Loader将存储在目标板Flash中的内核和文件系统的镜像装载到SDRAM中，整个过程无需用户的介入。这种模式是BootLoader的正常工作模式，因此在嵌入式产品发布的时候，BootLoader显然必须工作在这种模式下。

（2）下载Downloading模式：在这种模式下，目标机上的BootLoader将通过串口连接或网络连接等通信手段从宿主机Host下载文件，比如下载内核映像和根文件系统映像等。从主机下载的文件通常首先被BootLoader保存到目标机的RAM中，然后再被BootLoader写到目标机上的FLASH类固态存储设备中。

BootLoader的这种模式通常在第一次安装内核与根文件系统时被使用；此外，以后的系统更新（bootloader自身也可以这样更新）也会使用Boot Loader的这种工作模式。工作于这种模式下的BootLoader通常都会向它的终端用户提供一些简单的命令行接口。

Boot Loader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。

常用的Bootloade有：U-Boot、VIVI、Blob、RedBoot、ARMboot

Bootloader可工作在两种模式下，启动加载模式和下载模式

启动加载（Boot loading）模式应用在嵌入式产品发布的时侯。

下载（Downloading）模式应用在第一次安装内核与根文件系统时被使用；以后的系统更新也会使用Boot Loader 的这种工作模式。

15．简述bootloader在嵌入式系统平台上的移植过程？

答：1).准备Bootloader软件

2).根据目标板硬件平台，修改配置Bootloader。

3）.交叉编译，形成目标板子可执行的Bootloader二进制BIN文件。

4）.将Bootloader烧写进目标板。

5）.配置好宿主机上的minicom或者超级终端。

6）.启动目标板，若bootloader编译没有错误，烧写正确，就可以在超级终端中看到目标板启动的信息。16．Bootloader和BSP有什么不同？

答：BSP是开发板支持软件包，一般BSP包含有bootloader. BSP的作用是支持操作系统，使之能够更好的运行于硬件平台；BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。

17．说明linux平台下用C语言软件开发方法？（说明需要用到那些工具）。

答：gcc + glibc + linux-header + make

18．什么是嵌入式软件？嵌入式软件有哪几种架构？嵌入式软件有什么特点？

答：嵌入式软件就是嵌入在硬件中的操作系统和开发工具软件，它在产业中的关联关系体现为：芯片设计制造→嵌入式系统软件→嵌入式电子设备开发、制造。冯诺依曼和哈佛体系。

19.什么是SOC?

SoC（System on a Chip ）中文名是系统级芯片.(片上系统)；

三．名词解释

1．ARM （Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。

2.CISC和RISC

CISC复杂指令系统；RISC精简指令系统；

3. ATPCS

ARM-THUMB procedure call standard的简称；ATPCS就是基于ARM指令集和THUMB指令集过程调用的规范。

4.JTAG

Joint Test Action Group（联合测试行为组织）一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1 兼容），主要用于芯片内部测试。

5.ADS

ADS是ARM公司的集成开发环境软件（ARM developer suit）

6.Bootloader

BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境

7.U-boot

Universal Boot Loader，是遵循GPL条款的开放源码项目

8.VIVI

Vivi 是韩国mizi 公司开发的bootloader, 适用于ARM9处理器。 Vivi有两种工作模式：启动加载模式和下载模式

9.make

项目管理器

10.Makefile

Makefile文件Makefile 一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile 定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为makefile就像一个Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。四.初始栈指针指向0x40000000单元，R1=1,R2=2,R3=3,R4=4,画出分别执行如下三条语句后栈结构图。

STMFD SP!,{R1-R3} STMFA SP!, {R1-R3} STMEA SP!,{R1-R3 } STMED SP!,{R1-R3}

五．说明下列汇编指令所使用得寻址方式，并且说明指令功能。

（1）LDR R0，[R1，＃4] 答：基址变址寻址（前变）：将寄存器R1的内容加上4形成操作数的有效地址，从而取得操作数存入寄存器R0中。

（2） LDR R0，[R1，＃4]！答：基址变址寻址（自动变址）：将寄存器R1的内容加上4形成操作数的有效地址，从而取得操作数存入寄存器R0中，

（3）LDR R0，[R1] ，＃4 答：基址变址寻址（后变）：以寄存器R1的内容作为操作数的有效地址，从而取得操作数存入寄存器R0中，然后，R1的内容自增4个字节。

（4）LDMIA R0，{R1，R2，R3，R4}答：多寄存器寻址方式：该指令的后缀IA表示在每次执行完加载/存储操作后，R0按字长度增加，

（5）STMFD SP! ,{R1-R7,LR} 答：堆栈寻址：数据出栈，放入 R1～R7，LR 寄存器。满递减堆栈。六．编程题

1、用C和ARM汇编混合编程，实现求两数和的功能。（C程序调用汇编程序，求和在汇编实现。）。

#include

extern int funcsum(int arg1,int arg2);

int product;

int main()

{ product=funcsum(1,5);

printf("%d",product);

return 0;

}

AREA Block,CODE,READONLY ;声明

EXPORT funcsum

funcsum STMFD R13!,{R4,R14}

MOV R4,#0

mov r0,#a

mov r1,#b

add r4,r0,r1

mov r0,r4

LDMFD R13!,{R4,R14}

END