嵌入式系统原理及应用开发技术复习资料

1.普适计算

在普适计算机的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。

2.嵌入式系统

嵌入式系统是以应用为重心，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，所用的计算机称为嵌入式计算机。

这类系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及应用程序等四个部分组成

3.实时系统

实时系统能够在限定的响应时间内提供所需水平服务的计算机系统。

实时系统分为实时控制系统和实时信息处理系统。

衡量系统实时性的三个指标：

A、响应时间

B、吞吐量：在给定时间内，系统可以处理的时间总数

C、生存时间

4.嵌入式系统的主要特征

①技术密集②专用紧凑③安全可靠④多种多样⑤及时响应⑥成本敏感

⑦开发困难⑧不可垄断⑨其他

5.嵌入式系统按时实时性划分

嵌入式系统基本上可以看成是一个实时系统，但是，按照系统对实时性要求的程度，可以分为硬实时系统和软实时系统两类。

6.嵌入式系统基本结构

嵌入式系统有硬件和软件两大部分组成。

嵌入式系统的硬件部分可以分成三部分：处理器核、外围电路和外设与扩展。

嵌入式系统的软件结构分为四个层次：板级支持包、嵌入式实时操作系统、应用编程接口API和嵌入式应用系统。

7.嵌入式系统开发过程：

①产品定义②系统总体设计③软硬件设计④软硬件集成与测试⑤产品发布

8.嵌入式硬件系统

嵌入式硬件系统是以嵌入式微处理器为核心，主要由嵌入式微处理器、总线、存储器、输入/输出接口和外围设备组成。

嵌入式系统的硬件可分为核心微处理器、控制电路以及外设与扩展三大部分。

9.嵌入式微处理器中采用的先进技

术：

①流水线技术：指一条指令可以分若干个阶段执行，几条指令可以并行执行。

②超标量技术：指在CPU中有一条以上的流水线，并且每个时钟周期内可以完成一条以上指令。

③总线和总线桥：总线用于为处理器与各部件之间的连接，总线桥可用来连接不同速度不同规格的总线。

10.微处理器的分类

根据微处理器功能的不同，可分为以下四种：

①嵌入式微处理器：由通用计算机的CPU演变而来。

②嵌入式微控制器：又称单片机，就是将整个计算机系统的主要硬件集成到一块芯片中，MCU以某一种微处理器的CPU为核心，芯片内集成了ROM、RAM、总线、总线逻辑、定时器、计数器等。

③嵌入式DSP处理器：嵌入式数字信号处理器是专门用于信号处理方面的处理器，在系统结构上采用哈佛结构和专门的硬件乘法器。

④嵌入式片上系统：在一个硅片上实现一个更为复杂的系统，就是片上系统SoC。

11.存储器格式

ARM体系结构用两种方法存储数据：

①大端格式：较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址。

②小端格式：较高的有效字节存放在

较高的存储器地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址。

12.ARM指令寻址方式

寻址方式就是微处理器根据指令中给出的地址信息来寻找物理地址的方式，几种常见寻址方式有：

①立即寻址②寄存器寻址③寄存器间接寻址④变址寻址⑤多寄存器寻址⑥相对寻址⑦堆栈寻址

13.PWM定时器

S3C2410X包含5个16位定时器，定时器0、1、2、3具有PWM功能；定时器4仅用于内部定时，没有输出引脚；定时器0含有一个死区发生器。

14.电源管理可控制微处理器的几种不同耗电的工作方式

a、运行方式

b、空闲方式

c、睡眠方式

15.通用软件体系结构

a、整体结构

b、层次结构

c、客

户机/服务器结构

16.轮询系统

又称简单循环控制系统，是一种最简单的嵌入式实时软件体系结构模型。在单个微处理器的情况下，系统功能由多个子函数组完成，这些函数按一定的执行顺序构成一定的单向论循环，依次占用CPU完成访问。

17.前后台系统

又称中断驱动系统，其软件结构特点是运行的任务有前台和后台之分。在后台，一组任务按照轮询方式访问CPU；在前台，当有实时任务到达时首先提出中断，然后将该任务转交后台，按后台的运行模式工作。前台处理中断级别的事务，后台处理实时任务。

衡量系统性能的重要指标：

①中断延迟时间：当中断发生时，中断服务程序并不一定能立即执行，这将引起中断延迟，也称响应延迟。

中断延迟时间专门反映响应延迟的程度，特指从中断发生到系统获知中断，并且开始执行中断服务程序所需要的最大滞后时间。

②吞吐量：指前后台中断级别事务的吞吐量，即给定时间内系统处理中断级别事务的总数。

18.多处理器系统

多处理器系统的分类：

①紧耦合的多处理器系统②松耦合的多处理器系统③协处理器系统

系统拓扑结构：

①总线型②星型③环型④树型⑤阵列型⑥网络型

19.嵌入式实时操作系统（RTOS）

指统一的控制管理系统被嵌入到特定的控制设备和仪器中，用于实时响应，并处理外部事件的平台。

上下文切换：当微处理器的控制权由运行任务转交到另一个就绪任务时所发生的事件序列。

抢占：当系统处于核心态运行时，允许任务的重新调度。

优先级逆转：优先级低的任务阻塞了优先级高的任务，这是实时系统中发生死锁的原因之一。

RTOS的特点：①及时性②可确定性③并发性④高可信性⑤安全性⑥可嵌入性⑦可剪裁性⑧可扩展性20.调度策略

任务调度是RTOS内核的重要工作，当前有以下几种调度策略：

①静态调度表驱动策略（常用）：在系统运行前生成一张任务的运行时间表。

②基于优先级的调度策略（常用）：按任务能否被抢占分为不可抢占的优先级调度算法和可抢占的优先级调度算法

③可抢占的调度策略④非抢占的调度策略⑤时间片的调度策略

21.时间片轮转调度

当有两个或多个就绪任务具有相同的优先级，且它们是就绪任务中优先级最高的任务时，任务调度程序按照这组任务就绪的先后次序调度运行一段时间。

22.优先级逆转

低优先级任务先于高优先级任务执行的情况，称为优先级逆转。

解决优先级逆转的方法：①优先级继承协议②优先级天花板协议

23.看门狗

看门狗定时机制允许任何C函数与一个特定的时间延迟相联系。

实时系统任务的一个重要特性是具有时限约束，任务执行一旦超出时限，系统就可能导致灾难性的而后果。

24.流媒体的播放模式

①单播②点播③广播④组播

25.BSP和BIOS的区别

①BSP主要是负责在电脑开启时检测、初始化系统设备、装入操作系统并调度操作系统向硬件发出的指令。

②BSP是和操作系统绑在一起运行的，尽管BSP的开始部分和BIOS所做的工作类似，但是BSP还包括和系统有关的基本驱动。

③BIOS的代码是在芯片生产过程中固化的，一般来说用户无法修改，只能对参数进行修改设置，但程序员可以编程修改BSP，可在BSP中根据需要任意添加一些和应用相关但与系统无关的硬件设备驱动程序，甚至可以把上层开发的统统放到BSP中。

26.嵌入式软件的特点

①实时性②异步事件的并发处理③应用/操作系统一体化④应用可固化⑤实用性⑥适用性⑦鲁棒性⑧够用即可⑨安全性

27.嵌入式软件开发的八个步骤

①确定嵌入式软件的需求：分为功能需求和非功能需求，功能需求用于定义嵌入式软件的功能，非功能需求定义与嵌入式产品密切相关的一些特性。

②选择微处理器和相关硬件：不同的微处理器和外设部件有不同的编程支持。

微处理器和外设部件的选择原则是：a、8位微处理器：当嵌入式软件系统很小，最好选择8位MCU。

b、16位微处理器：当嵌入式软件相对复杂，多使用16位微处理器。

c、32位微处理器：若嵌入式软件系统必须使用RTOS来完成多任务支持时，只能使用32位以上的微处理器。

d、DSP处理器：若嵌入式软件涉及大量的信号处理和数学计算，应选择DSP 处理器。

③选择操作系统：可以自己编写、也可以使用现成的系统。

④确定软件体系结构

⑤嵌入式软件设计：描述嵌入式软件实现需求所使用的具体结构框架、模块、模块间关系、模块内处理过程以及系统的相关接口。

⑥选择开发平台：嵌入式软件开发平台有很强的针对性，选择硬件部件和嵌入式操作系统不同，开发平台的选择十分受限。

软件开发平台的工具：a、操作系统 b、编码工具 c、仿真工具 d、调试工具

e、测试工具

f、其他工具

⑦编码调试：有以下几步 a、编码 b、仿真开发 c、交叉开发

⑧软件测试：考虑到嵌入式实时系统的特点，测试特别关心以下几点：

a、可靠性测试

b、实时性测试

c、并发性测试

d、资源占用情况测试

28.软件常规设计方法

①语言描述：设计中根据软件需求用自然语言描述出程序执行过程，编程者根据这些描述直接写出程序代码。

②形式化描述：形式化描述或数学分析是一种精确而有效的软件设计方法，可以建立比较完善的系统模型，基本上可以确保所设计的系统不存在大的缺陷。

③流程图：流程图可以用于描述软件系统的功能流程、数据流程等，适用于：a、简单系统 b、子程序设计 c、任务设计

④结构图：结构图是描述软件系统总体结构的最佳方法之一。

⑤伪代码：使用伪代码比直接应用语言来描述系统需求更抽象。

伪代码使用在：a、教学语言 b、抽象算法描述 c、简单软件设计

⑥有限状态机：是软件系统设计中的一种重要的数学模型，FSM由有限的状态和相互之间的转移构成，在任何时候系统只能处于给定数目的状态中的一个，当接收到一个输入事件时，状态机产生一个输出，同时也可以伴随着状态的转移。

⑦Petri网：一种数学化建模方法，专门用来定义多进程、多任务的并行\并发系统，易于描述系统的并发、竞争、同步等特征，也可用于评价和改进系统。

⑧数据流图：是理解表达用户需求、与用户沟通交流的工具，用于软件系统建构的结构化分析。

29.适合嵌入式软件设计的新方法

①硬软件协同设计②基于构件的设计方法③基于中间件的设计方法

30.嵌入式软件设计的一些基本原则

①尽量简单②使用静态表③尽量减少动态性④恰当的任务数目⑤避免使用复杂算法⑥使用有限状态自动机辅助设计⑦面向对象设计

31.什么叫交叉开发技术

开发系统是建立在软硬件资源均比较丰富的PC机或工作站上，嵌入式软件的编辑、编译、链接等过程都是在宿主机上完成，嵌入式软件的最终运行平台却是和宿主机有很大差别的嵌入式设备。

32.常用的交叉开发方法

①Crash and Burn方法②ROM Monitor 方法③ROM Emulator方式④ICE方式⑤OCD方式

33.嵌入式软件交叉开发过程的阶段

①应用软件生成阶段②应用软件调试阶段③应用软件固化运行阶段

34.软件测试的概念

使用人工或自动的手段来运行或测定某个系统的过程，其目的在于检验它是否满足规定的需求或是弄清楚预期结果与实际结果之间的差别。

35.软件测试方法

①静态测试方法②动态测试方法③黑盒测试方法④白盒测试方法

36.软件测试的基本步骤

①单元测试②集成测试③系统测试

④验收测试⑤回归测试

37.软件可靠性评估的概念

应用统计推理结束通过采集在软件测试和软件运行期间得到的失效数据，确定模型参数及评估系统当前的软件可靠性指标。

38.嵌入式软件可靠性测试方法

就软件的运行环境而言集成后的嵌入式软件的可靠性测试普遍采用下面三种方法：①全数字仿真②全实物仿真③半实物仿真

嵌入式系统原理与应用技术

1.嵌入式系统的定义：一般都认为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，可满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功能有严格要求的专用计算机系统。 2.嵌入式系统的特征：（1）通常是面向特定应用的。具有功耗低、体积小和集成度高等特点。（2）硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能满足功能、可靠性和功耗的苛刻要求。（3）实时系统操作支持。（4）嵌入式系统与具体应用有机结合在一起，升级换代也同步进行。（5）为了提高运行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般固化在存储器芯片中。 3.ARM嵌入式微系统的应用：工业控制、网络系统、成像和安全产品、无线通信、消费类电子产品。 4.ARM嵌入式微处理器的特点：（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，兼容8位/16位器件。（3）使用单周期指令，指令简洁规整。（4）大量使用寄存器，大多数数据都在寄存器中完成，只有加载/存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率。（5）寻址方式简单灵活，执行效率高。（6）固定长度的指令格式。 5.嵌入式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、用户软件构成。 2.哈佛体系结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间。 3.嵌入式处理器主要有四种嵌入式微处理器（EMPU）、嵌入式微控制器（MCU）、嵌入式数字信号处理器（DSP）、嵌入式片上系统（SoC) 4.ARM7采用3级流水线结构，采用冯·诺依曼体系结构；ARM9采用5级流水线结构，采用哈佛体系结构。 5.ARM处理器共有37个32bit寄存器，包括31个通用寄存器和6个状

嵌入式系统原理复习题

嵌入式系统原理 一、选择题（30分） 1、假设Cortex-M4处理器的3级流水线，每级所耗时间均为0.1ms，不考虑流水线“断流”则顺序执行50条指令需要耗费时间____5.2___ 2、在下面的寄存器中，只能在特权级下进行访问的是（） A.PC B.MSP C.R3 DAPSR 3、若R0的值为4，执行指令ORR R0,R0,#3后，R0的值是___7____ 4、下列指令中会对内存单元进行写操作的是（） A. Add r0,r1,r2,lsl#1 B.ldr r0,[r1] C. bic r0,r0,#3 D.mov r0,r1 5、下列指令中，寻址方式为基址变址寻址的是（） A.ldr r0,[r1,#0x0f] B.mov r0,r1 C.ldr r0,[r1] D.add r0,r1,r2,lsl#1 6、按照ATPCS规则，子程序的第５个参数通过__堆栈__传递。 7、若要把F组GPIO的模式寄存器GPIO_MODER的bit3和bit2位设置为二进制01，而其他位不变，下面可以实现这一功能的正确表达式是（） A.GPIOF_MODER &=(~0x3)|0x1; B.GPIOF_MODER=0x1; C.GPIOF_MODER &=(0x3<<2)|(0x1<<2); D.GPIOF_MODER &=(~(0x3<<2))|(0x1<<2); 8、STM32F439的主锁相环（PLL）时钟是否就绪，可通过寄存器（）进行判断。 A.RCC_CFGR B.RCC_PLLCFGR C.RCC_CR D.RCC_CIR 9、STM32F439的US ART1完成初始化工作后，若要发送数据，只要把需要发送的数据写入寄存器（） https://www.wendangku.net/doc/3115796135.html, ART1_SR https://www.wendangku.net/doc/3115796135.html, ART1_DR https://www.wendangku.net/doc/3115796135.html, ART1_BRR https://www.wendangku.net/doc/3115796135.html, ART1_CR1 10、下列异常中，优先级可编程配置的异常是（） A.NMI B.Hard fault C.SVC D.RESET 11、若已知STM32F439通用定时器TIM3预分频器的时钟由内部时钟CK_INT提供，CN_INT的频率为20MHz，预分频寄存器的值为1，要实现2us的定时，自动重载寄存器的值应为__19=ARR ___ 12、STM32F439的通用定时器TIM14，工作在PWM模式时，在计数器时钟频率不变的情况下，输出PWM波形的周期取决于寄存器（）。 A.TIM14_CCR1 B.TIM14_ARR C.TIM14_CR1 D.TIM14_SR 13、Cortex_M4内核的嵌套向量中断控制器NVIC，要禁止一个中断，需要对寄存器（）对应的位进行写1操作。 A.NVIC_ICERn B.NVIC_ISERn C.NVIC_ICPRn D.NVIC_ISPRn 14、STM32F439的外部中断/事件控制器EXTI，若要允许某个输入线下降沿触发中断和事件，需要设置的寄存器是（c）。 A.EXTI_PR B.EXTI_RTSR C.EXTI_FTSR D.EXTI_IMR 15、要取消STM32F439独立看门狗寄存器IWDG_PR的写保护，要对寄存器IWDG_KR寄存器写入____ 0x5555_____ 二、填空题(20分） 1、STM32F439复位后默认的运行模式是__线性模式________ ，默认级别是__特权级________。 2、Cortex_M4三级流水线的三个阶段分别是____取指_____、___译码_______、__执行________ 3、Cortex_M4内核复位后，读取0x00000000地址单元的值作为寄存器_(MSP)___的初始值；读取0x00000004地址单元的值作为寄存器__(PC)___的初始值。 4、把CONTROL的值读取到R0，完整的汇编指令是___（mrs r0，control）______;把R0的值写入到CONTROL，完整的汇编指令是____（msr control,r0）_________

嵌入式系统课程复习题

1、何谓嵌入式系统？嵌入式系统与传统计算机有何区别？嵌入式系统是指以应用为中心，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。嵌入式系统（简称“嵌”）和传统计算机（简称“传”）的主要区别包括以下几点：形式与类型:传：实实在在的计算机。按其体系结构、运算速度和规模可分为大型机,中型机,小型机和微机嵌：“看不见”的计算机，形式多样，应用领域广泛，按应用进行分类。组成:传：通用处理器、标准总线和外设、软硬件相对独立嵌：面向特定应用的微处理器，总线和外设一般集成在处理器内部，软硬件紧密结合。系统资源:传：系统资源充足，有丰富的编译器、集成开发环境、调试器等嵌：系统资源紧缺，没有编译器等相关开发工具。开发方式:传：开发平台和运行平台都是通用计算机嵌：采用交叉编译方式，开发平台一般是通用计算机，运行平台是嵌入式系统。二次开发性:传：应用程序可重新编程嵌：一般不能重新编程开发。发展目标:传：编程功能电脑，普遍进入社会嵌：变为专用电脑，实现“普及计算”。 2、主流的嵌入式操作系统有哪几种？各有何特点？①传统的RTOS,特点：提供了高效的实时任务调度、中断管理、实时的系统资源以及实时的任务间通信。②嵌入式Linux操作系统，特点：免费、开源、支持软件多等。③Android系统，特点：不存在任何以往阻碍移动产业创新的专利障碍，是一个为移动终端构建的真正开放和完整的系统软件。④Windows CE 嵌入式操作系统，特点：具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口和与处理器无关等⑤μC/OS-Ⅱ实时操作系统，特点：包括了一个操作系统最基本的一些特性，并且是一个代码完全开放的实时操作系统，简单明了的结构和严谨的代码风格。 3、主流的嵌入式微处理器有哪几种？各有何特点？①ARM，特点：体积小，低功耗，低成本，高性能；能很好地兼容8位/16位器件；大量使用后寄存器，指令执行速度更快；大多数数据操作都在寄存器中完成；寻址方式灵活简单，执行高效；指令长度固定。②MIPS，特点：尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。③PowerPC，特点：有非常强的嵌入式表现，因为它具有优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量④x86，特点：对以前的处理其保持了良好的兼容性，但是限制了CPU性能的提高。⑤Motorola 68000，特点：是CISC结构. 4、例举你在生活中使用过的嵌入式系统，并分析其系统构成。 5、从当前人们的生活、工作、娱乐等方面来看，未来嵌入式系统的发展趋势如何？你认为未来将会出现哪些嵌入式产品？网络化，信息化，智能化，网络互连，移动互联成为必然趋势！实现手写输入、语音输入、语音播报的一班嵌入式产品。 第2 章ARMCortexM3 微处理器基础 1、ARM 微处理器有什么特点？ARM 微处理器常用于哪些领域？特点：体积小，低功耗，低成本，高性能；能很好地兼容8位/16位器件；大量使用后寄存器，指令执行速度更快；大多数数据操作都在寄存器中完成；寻址方式灵活简单，执行高效；指令长度固定。领域： ①工业控制领域②无线通讯③网络应用④消费类电子产品⑤成像和安全产品 2、简述 CM3 是如何处理异常的。1、CM收到中断服务请求2、CM判断向量表是否重映射，并从对应的中断入口取址 3、CM内核将MSP装入SP寄存器。并修改CONTROL[1]为0。 4、CM 内核进入特权级，并修改CONTROL[0]为0 5、CM内核修改ICSR、SHCSR、XPSR等寄存器 6、CM内核根据CONTROL[1]将R0-R3、R12、LR、PC、XPSR寄存器存入MSP或PSP栈 7、CM内核将LR修改为EXC_RETURN的特殊值 8、CM内核调入中断向量表，跳转至中断入口处。 3、简要说明 CM3 处理器的存储器系统特点及映射分区。特点：存储器映射是预定义的，并且规定了那个位置使用哪条总线。支持位带操作，实现了在特殊的存储器区域对单一比特的原子操作。分区：代码区，片上SRAM区，片上外设区，片外RAM去和片外外设区，私有外设区，芯片商指定区。

嵌入式系统原理与应用习题解析

1.8 练习题P14 1.选择题 （1）A 说明：嵌入式系统的发展趋势表现在以下几方面： 1.产品种类不断丰富，应用范围不断普及 2.产品性能不断提高 3.产品功耗不断降低，体积不断缩小 4.网络化、智能化程度不断提高 5.软件成为影响价格的主要因素 （2）D

说明：常见的嵌入式操作系统: VxWorks，Windows CE、uC/OS-II和嵌入式Linux。 （3）A 说明：VxWorks是美国WindRiver公司于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。 2.填空题 (1)嵌入式计算机 (2)微处理器外围电路外部设备 (3)板级支持包实时操作系统应用编程接口应用程序 (4)嵌入式处理器微控制器数字信号处理器 3.简答题 （1）简述嵌入式系统的定义和特点 答：定义：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、功耗有严格要求的专用计算机系统。 特点：专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。（2）简述计算机系统的发展历程 第一阶段大致在20世纪70年代前后，可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段； 第二阶段是以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统； 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，也是嵌入式应用

开始普及的阶段； 第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。 （3）简述MCU和DSP的区别 MCU是微控制器，DSP是数字信号处理器。 MCU相当于小型的电脑，内部集成的CPU、ROM、RAM、I/O总线，所以集成度高是它的特点。 DSP是专用的信息处理器，内部的程序是对不同的机器和环境进行特别优化，所以处理速度是最快的。 2.4 练习题 1. 填空题 (1) ARM7 ARM9 ARM9E ARM10E ARM11 (2) 精简指令集计算机 (3) Samsung ARM920T IIC总线 (4) BGA 显卡布线 (5) 1.8V 3.3V (6) 8 128 1 (7) S3C2410 64MB 64MB 2. 选择题 (1) D (2)C (3)A (4)B (5)B (6)C (7)D (8)C (9)C (10)B

嵌入式系统复习资料一

一、嵌入式系统定义、由来及特点 1.1.1 嵌入式系统的定义 ?E mbedded System Dictionary： 一种计算机硬件和软件的组合，也许还有机械装置，用于实现一个特定功能。 在某些特定情况下，嵌入式系统是一个大系统或产品的一部分。 通用计算机定义是：计算机硬件和软件的组合，用做通用计算平台。 国内普遍被认同的定义： “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、功耗等严格要求的专用计算机系统。” 从这个定义可以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁剪利用。 因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专用计算机系统。 1.1. 2 嵌入式系统的由来及其与微控制器的关系 1. 单片机（微控制器）的基本含义 Single-chip Microcomputer Microcontroller MCU MCU的基本含义是：在一块芯片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM 等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。下图给出了典型的MCU组成框图。 MCU是在计算机制造技术发展到一定阶段的背景下出现的，它使计算机技术从科学计算领域进入到智能化控制领域。 2. 嵌入式系统的由来 通俗地说，计算机是因科学家需要一个高速的计算工具而产生的。直到二十世纪七十年代，电子计算机在数字计算、逻辑推理及信息处理等方面表现出非凡的能力. 在通信、测控与数据传输等领域，人们对计算机技术给予了更大的期待。 这些领域的应用与单纯的高速计算要求不同，主要表现在： ①直接面向控制对象； ②嵌入到具体的应用体中，而非计算机的面貌出现； ③能在现场连续可靠地运行； ④体积小，应用灵活； ⑤突出控制功能，特别是对外部信息的捕捉与丰富的输入输出功能等。

嵌入式系统复习题

一、 单项选择题 1、在CPU和物理内存之间进行地址转换时，（ B）将地址从虚拟（逻辑）地址空间映射到物理地址空间。 A．TCB B．MMU C．CACHE D．DMA 2、进程有三种状态：（ C）。 A．准备态、执行态和退出态 B．精确态、模糊态和随机态 C．运行态、就绪态和等待态 D．手工态、自动态和自由态 3、以下叙述中正确的是（C）。 A．宿主机与目标机之间只需要建立逻辑连接即可 B．在嵌入式系统中，调试器与被调试程序一般位于同一台机器上 C．在嵌入式系统开发中，通常采用的是交叉编译器 D．宿主机与目标机之间的通信方式只有串口和并口两种 4、中断向量是指（C）。 A．中断断点的地址 B．中断向量表起始地址 C．中断处理程序入口地址 D．中断返回地址 5、在微型计算机中，采用中断方式的优点之一是（C）。 A．简单且容易实现 B．CPU可以不工作 C．可实时响应突发事件 D．传送速度最快 6、在ARM处理器中，（A）寄存器包括全局的中断禁止位，控制中断禁止位就可以打开或者关闭中断。 A．CPSR B．SPSR C．PC D．IR 7、嵌入式系统的三要素下面哪一个不是：（ B ）。 A、嵌入 B、存储器 C、专用 D、计算机 8、μCOS-II操作系统属于（ B ）。 A、顺序执行系统 B、占先式实时操作系统 C、非占先式实时操作系统 D、分时操作系统 9、ARM寄存器组有（ C ）个状态寄存器。 A、7 B、32 C、6 D、37 10、C++源程序文件的默认扩展名为（ A ）。 A、cpp B、exe C、obj D、lik 11、在下列ARM处理器的各种模式中，( D )模式有自己独立的R8-R14寄存器。 A、系统模式(System) B、终止模式(Abort) C、中断模式(IRQ) D、快中断模式(FIQ)

嵌入式习题复习资料

第一章习题答案 1. 什么是嵌入式系统？请列举几个常见的嵌入式系统。答：根据国际电气和电子工程师协会（）的定义，嵌入式系统是控制、监视或者辅助设备、机器和生产线运行的装置（, , , ）。这主要是从产品的应用角度加以定义的，由此可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，可以涵盖机械等附属装置。 目前被我国科学家普遍认同的定义是：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，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。 常见的嵌入式系统：手机，，路由器，核磁共振仪，全自动洗衣机。 2. 嵌入式系统与通用计算机有哪些区别？ 答：（1）以应用为中心；（2）以计算机技术为基础（3）软件和硬件可裁减 （4）对系统性能要求严格（5）软件的固件化（6）需要专用的开发工具 3. 嵌入式系统的发展分为哪几个阶段？答：第一阶段：无操作系统的嵌入算法阶段。第二阶段：以嵌入式为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统。第三阶段：以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。第四阶段：以基于为标志的嵌入式系统。 4. 请列举嵌入式系统的主要应用领域。 答：（1）工业控制领域（2）交通运输领域（3）消费电子产品（4）家电领域（5）通信领域（6）商业和金融领域（7）环境监测领域（8）医疗领域（9）建筑领域（10）军事国防领域（11）航天航空领域 第二章习题答案 1. 简述简单嵌入式系统与复杂嵌入式系统的主要区别。答：简单嵌入式系统很早就已经存在，这类嵌入式系统因为软硬件复杂度都很低，一般不使用操作系统，例如常用的单片机系统。对于复杂的嵌入式系统，它的开发模式发生了极大的改变。一个复杂的嵌入式系统不仅硬件系统的开发比单片机复杂了许多，更重要的是在该系统中采用了嵌入式操作系统，其应用软件的开发转变为使用操作系统标准接口的计算机工程领域的应用软件开发。复杂嵌入式系统具有更强大的功能，但是简单的嵌入式并不会随着复杂的嵌入式系统出现而消亡。 2. 简述嵌入式系统的体系结构。答：嵌入式系统从组成上看，可分为嵌入式硬件系统与嵌入式软件系统两大部分。嵌入式硬件层由嵌入式微处理器、嵌入式存储器系统、通用设备和I/O接口等 组成。嵌入式系统的软件层分为嵌入式操作系统和嵌入式应用软件两大部分。 3. 嵌入式处理器分为哪几类？ 答：嵌入式处理器可分为以下四种：嵌入式微控制器（，），嵌入式微处理器（，），嵌入式处理器（，）和嵌入式片上系统（，）。 4. 中常用的嵌入式存储器都有哪些？ 答：系统的存储器可以分为片内存储器和片外存储器。片内一般以或为主。片外 通常以和为主。嵌入式系统中常用的几种内存有、、、等。

嵌入式系统原理及接口技术复习题

一、简答题 1.什么是嵌入式系统？嵌入式系统的特点是什么？ 答：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能， 可靠性，成本，体积，功耗严格要求的专用计算机系统 特点：与应用密切相关，实时性，复杂的算法，制造成本，功耗，开发和调试，可 靠性，体积 2.简要说明嵌入式系统的硬件组成和软件组成。 答:硬件组成：微处理器，存储器，输入设备和输出设备。 软件组成：操作系统，文件系统，图形用户接口，网络系统，通用组建模块。 3.S3C2410A的AHB总线上连接了那些控制器？APB总线上连接了那些部件？ AHB：LCD控制器，LCD DMA，总线控制器，USB主控制器，中断控制器，ExtMaster，电源管理，Nandflash控制器，储存器控制器。 APB：通用异步收发器，内部集成电路总线（IIC），USB设备控制器，集成电路内部 声音总线（IIS），MMC/SD/SDIO主控制器，通用I/O端口（GPIO），看门狗定时器（WDT），定时时钟（RTC），总线控制器，A/D转换器，串行外设接口，定时器/脉宽调制。 4.ARM体系结构支持几种类型的异常，并说明其异常处理模式和优先级状态？ 答，支持7种类型的异常 异常处理过程：（进入异常）PC→LR，CPRS→SPSR，设置CPSR的运行模式位，跳转 到相应的异常处理程序，（异常返回）LR→PC，SPSR→CPSR，若在进入异常处理时 设置中断禁止位，要在此清楚，复位异常处理程序不需要返回。 Reset＞数据中指＞快速中断请求（ＦＩＱ）＞中断请求（IRQ）＞指令预取中止＞ 未定义指令和软件中止。 5.存储器生长堆栈可分为哪几种？各有什么特点？ 4种，满递增堆栈，满递减堆栈，空递增堆栈，空递减堆栈。 6.简述存储器系统层次结构及特点。 答：层次结构：包括Ｃａｃｈｅ，主存储器和辅助存储器 特点： 7.简述I2S总线接口的启动与停止过程。 通过I2S控制寄存器IISCON控制，当控制寄存器IISCON的地址为0=I2S禁止（停止）； 当控制寄存器IISCON的地址为1=I2S允许（开始）。 8.简述ARM系统中的中断处理过程。 中断处理过程包括：中断请求、中断排队或中断判优、中断响应、中断处理和中断返回 9.ARM微处理器支持哪几种运行模式？各运行模式有什么特点？ User：用户模式。绝大部分的任务执行都在这种操作模式下，此为正常的程序执行 模式。 FIQ：快速中断模式。支持数据传送或通道处理。 IRQ：普通中断模式。用于一半中断处理。 Supervisor：管理模式。一种操作系统受保护的方式。 Abort：中止模式。在访问数据中止后或指令预取中止后进入中止方式。 System：系统模式。是操作系统一种特权级的用户方式。 Undef：未定义模式。当执行未定义指令时会进入这种操作模式。

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

嵌入式系统-复习题

一、 1、某文件属性显示为 drwxr-xr-x，则该文件是（ A ）。 A、目录文件 B、普通文件 C、链接文件 D、管道文件 2、在linux中，通常作为用户工作目录的是（ C ）。 A、 /boot B、/etc C、 /home D、/bin 3、下列命令中，用于显示系统进程列表的命令是（ D ）。 A、 locate B、mv C、 cat D、ps 4、表示目标文件的扩展名一般是（ B ）。 A、.c B、 .o C、 .h D、 .i 5、在Makefile的工程管理中，（ C ）表示第一个依赖文件的名称。 A、 $* B、$+ C、$< D、 $? 6、以下不属于嵌入式系统特点的是 B 。 A 、不具备二次开发能力 B 、面向通用应用 C、软硬件裁剪 D、软件固化于芯片 7、对嵌入式板进行在线交叉调试（ICD方式），所使用的连接接口方式为（ D ）。 A、USB B、网络接口 C、串口 D、 JTAG 8、linux与开发板串行调试方式中，所使用到的工具软件是（ A ） A、 minicom B、超级终端 C、arm-linux-gcc D、 gdb 9、在Linux内核源代码中，与处理器体系结构有关的子目录是（ C ）。 A、/include B、/init C、/arch D、drivers 10、下列文件系统，不是嵌入式系统的文件系统格式的是（ B ） A、cramfs B、ntfs C、romfs D、jffs 11、以下属于Linux文件系统格式的是（ A ） A、EXT3 B、FAT C、FAT32 D、NTFS 12、某文件属性显示为–rwxr-xr-x，则该文件是（ B ）。 A、目录文件 B、普通文件 C、链接文件 D、管道文件 13、在linux中，通常作为存放系统配置文件的目录是（ B ）。 A、 /boot B、/etc C、 /home D、/bin 14、下列命令中，用于给特定进程发送信号的命令是（ C ）。 A、 locate B、mv C、 kill D、 cat 15、在Makefile的工程管理中，（ D ）表示目标文件的完整名称。 A、 $* B、$+ C、$< D、 $@ 16、在Linux内核源代码中，与内核初始化有关的子目录是（ C ）。 A、/include B、/arch C、/init D、drivers

嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)

嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)

各位：根据掌握要点认真复习，后面附有作业题答案。 第1章掌握要点 1.1.1节嵌入式系统的概念 1.1．3节嵌入式系统的特点 1.3节嵌入式处理器 1.4节嵌入式系统的组成（看课件，有补充的内容） 补：1.嵌入式系统开发过程？ 2.嵌入式系统调试常用的基本方法 3.交叉编译和交叉调试 4.嵌入式操作系统 第2章掌握要点 2.1节计算机体系结构分类 2.3.1节 ARM和Thumb状态 2.3.2节 RISC技术 2.3.3节流水线技术 2.4.1 ARM存储系统 2.4.2 Cache:写通、写回、读操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像 2.4.3节 ARM存储系统 补充: (见课件) 1. ARM简介：ARM的命名方式、5种变形

2.理解片内Flash的3种编程方法。 3.理解ARM7芯片存储器存储空间分布。（8个bank，每个bank32MB）第3章掌握要点 3.1节ARM编程模式：处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、 异常中断 3.2节指令格式和寻址方式 3.3节指令系统：掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段 第5章掌握要点 5.1节键盘接口：行扫描法原理、掌握编写驱动程序 5.2节 LED显示器接口：理解工作原理，掌握编写驱动程序 5．5.1节 UART异步串行接口：异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序 第1章作业题答案： 1.什么是嵌入式系统？ ?第一种，根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 ?第二种，嵌入式系统是以应用为中心、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。

嵌入式系统原理与应用习题答案

版权说明 本文件中出现的任何文字叙述、文件格式、插图、照片、方法、过程等内容，除另有特别注明，版权均属本人所有。 ----WangYiwei 由于我正在学习“嵌入式系统原理与应用——基于ARM微处理器和Linux操作系统”这门课程，网络上找不到课后习题答案。因此本人通过认真地做习题，不懂百度，查阅相关书籍等途径，整理了一份答案，可供各位参考。 注意：答案并不一定完全正确，有异议的答案欢迎提出来大家一起探讨。 练习题P14 1.选择题 （1）A 说明：嵌入式系统的发展趋势表现在以下几方面： 1.产品种类不断丰富，应用范围不断普及 2.产品性能不断提高 3.产品功耗不断降低，体积不断缩小 4.网络化、智能化程度不断提高 5.软件成为影响价格的主要因素 （2）D 说明：常见的嵌入式操作系统: VxWorks，Windows CE、uC/OS-II和嵌入式Linux。 （3）A 说明：VxWorks是美国WindRiver公司于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。 2.填空题 (1)嵌入式计算机 (2)微处理器外围电路外部设备 (3)板级支持包实时操作系统应用编程接口应用程序 (4)嵌入式处理器微控制器数字信号处理器 3.简答题 （1）简述嵌入式系统的定义和特点 答：定义：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、功耗有严格要求的专用计算机系统。 特点：专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。

（2）简述计算机系统的发展历程 第一阶段大致在20世纪70年代前后，可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段； 第二阶段是以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统； 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，也是嵌入式应用开始普及的阶段； 第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。 （3）简述MCU和DSP的区别 MCU是微控制器，DSP是数字信号处理器。 MCU相当于小型的电脑，内部集成的CPU、ROM、RAM、I/O总线，所以集成度高是它的特点。 DSP是专用的信息处理器，内部的程序是对不同的机器和环境进行特别优化，所以处理速度是最快的。 练习题 1. 填空题 (1) ARM7 ARM9 ARM9E ARM10E ARM11 (2) 精简指令集计算机 (3) Samsung ARM920T IIC总线 (4) BGA 显卡布线 (5) (6) 8 128 1 (7) S3C2410 64MB 64MB 2. 选择题 (1) D (2)C (3)A (4)B (5)B (6)C (7)D (8)C (9)C (10)B 3. 简答题 (1)ARM和S3C2410X有什么关系? S3C2410是韩国三星公司生产的嵌入式处理器,它采用了ARM公司的ARM920T(即ARM9)内核 (2)ARM7是32位RISC处理器，使用3级流水线，采用冯 ?诺依曼体系结构,不支持MMU。 (3)ARM8是32位RISC处理器，使用5级流水线，采用哈佛体系结构，支持MMU。 (4)S3C2410X芯片有27根地址线，8根片选线(nGCS)，32根数据线。 (5)S3C2410X芯片内部集成了一个LCD控制器，SDRAM控制器，3个通道UART，4个通道DMA，4个具有PWM 功能的计时器和一个内部时钟，8通道的10位ADC。 (6)ARM体系结构有哪几种工作状态？又有哪几种运行模式？其中哪些为特权模式？哪些为异常模式？并指出处理器在什么情况下进入相应模式？

嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)

各位：根据掌握要点认真复习，后面附有作业题答案。 第1章掌握要点 1.1.1节嵌入式系统的概念 1.1．3节嵌入式系统的特点 1.3节嵌入式处理器 1.4节嵌入式系统的组成（看课件，有补充的内容） 补：1.嵌入式系统开发过程？ 2.嵌入式系统调试常用的基本方法 3.交叉编译和交叉调试 4.嵌入式操作系统 第2章掌握要点 2.1节计算机体系结构分类 2.3.1节 ARM和Thumb状态 2.3.2节 RISC技术 2.3.3节流水线技术 2.4.1 ARM存储系统 2.4.2 Cache:写通、写回、读操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像 2.4.3节 ARM存储系统 补充: (见课件) 1. ARM简介：ARM的命名方式、5种变形

2.理解片内Flash的3种编程方法。 3.理解ARM7芯片存储器存储空间分布。（8个bank，每个bank32MB）第3章掌握要点 3.1节ARM编程模式：处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、 异常中断 3.2节指令格式和寻址方式 3.3节指令系统：掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段 第5章掌握要点 5.1节键盘接口：行扫描法原理、掌握编写驱动程序 5.2节 LED显示器接口：理解工作原理，掌握编写驱动程序 5．5.1节 UART异步串行接口：异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序 第1章作业题答案： 1.什么是嵌入式系统？ ?第一种，根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 ?第二种，嵌入式系统是以应用为中心、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。

嵌入式系统原理与设计试卷

2017 年秋季学期 《嵌入式系统原理与设计》课程考试试卷(A卷) 注意：1、本试卷共页； 2、考试时间:110分钟； 3、姓名、学号、网选班级、网选序号必须写在指定地方。 一、选择题 (每小题 2 分，共 30 分) 1．以下哪个不是RISC架构的ARM微处理器的一般特点：（） A. 体积小、低功耗 B. 大量使用寄存器 C. 指令格式统一，灵活高效 D. 寻址方式复杂 2. 以下哪个不是ARM的7种运行状态之一：（） A. 快中断状态 B. 服务状态 C.休眠状态 D. 无定义状态 3. 通常所说的32 位微处理器是指( )。 A. 地址总线的宽度为32 位 B. 处理的数据长度只能为32 位 C. CPU 字长为32 位 D. 通用寄存器数目为32 个 4.ADD R0,R1,[R2]属于（）。 A . 寄存器间接寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 基址变址寻址 5.数据字越长则（D） A.时钟频率越快 B. 运算速度越慢 C. 对存储器寻址能力越大 D.精度越差6.下列不是RISC指令系统特点的是（） A．大量使用寄存器 B. 采用固定长度指令格式 C. 使用单周期指令 D. 寻址方式少 7.英国电机工程师学会的定义:“嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或甚至工厂操作的装置，具有（） A．全自动操作循环 B. 以微电脑和外围构成核心 C．严格的时序和稳定性要求 D. 通常执行特定功能 8.下列不属于ARM处理器异常工作模式的是（） A.快速中断模式 B. 未定义模式 C.数据访问终止模式 D. 用户模式 9.嵌入式系统调试方式中不占用系统资源的调试方式是（） A.模拟器方式 B. ICE在线仿真器 C. 监控器方式 D. IDE在线调试器方式 10.在下列ARM处理器的各种模式中，( )模式有自己独立的R8-R14寄存器。 A.系统模式(System) B.终止模式(Abort) C.中断模式(IRQ) D.快中断模式(FIQ) 11. 在ARM Linux系统中，中断处理程序进入C代码以后，ARM的处于 ( ) 工作模式。 A.超级用户（SVC） B.快速中断（IRQ） C.中断(IRQ) D.和进入中断之前的状态有关系 12. 在ARM体系结构中，要从主动用户模式（User）切换到超级用户模式（Supervisor），应采用何种方法？( ) A. 直接修改CPU状态寄存器（CPSR）对应的模式 B. 先修改程序状态备份寄存器（SPSR）到对应的模式，再更新CPU状态 C. 使用软件中断指令（SWI） D. 让处理器执行未定义指令 13.在ARM Linux体系中，用来处理外设中断的异常模式是：（） A. 软件中断（SWI） B. 未定义的指令异常 C. 中断请求（IRQ） D. 快速中断请求（FIQ） 14.按照ARM过程调用标准（APCS），栈指针使用( )寄存器， A、R0 B、R13 C、R14 D、R15

嵌入式系统复习题

1.嵌入式系统的定义是什么？ IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 国内定义：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。 嵌入式系统特点，三要素：嵌入、专用、计算机 （1）嵌入到对象体系中，有对象环境要求 （2）软、硬件按对象要求裁减 （3）实现对象的智能化功能 2.嵌入式软件系统分为几个层次？ 驱动层，OS层，应用层 3.嵌入式处理器分为几类？ 微控制器（MCU） 微处理器（MPU）(Embedded MicroProcessor Unit) 数字信号处理器（DSP）( Digital Signal Processor) 混合处理器和片上系统（SOC）(System On Chip) 可编程片上系统（SOPC）(System On Programmable Chip) 4.选择嵌入式微处理器时，应考虑那些因素。 5.什么是实时操作系统，如何分类？ 能够对外部事件做出及时响应的系统。响应时间要有保证。 对外部事件的响应包括： （1）事件发生时要识别出来 （2）在给定时间约束内必须输出结果 实时操作系统必须有以下特征： （1）多任务 （2）有线程优先级 （3）多种中断级别 实时操作系统又分为： （1）硬实时系统。对系统响应时间有严格的要求，如果系统响应时间不能满足，就会引起系统崩溃或致命的错误。

嵌入式系统原理及应用开发技术复习资料

1.普适计算 在普适计算机的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。 2.嵌入式系统 嵌入式系统是以应用为重心，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，所用的计算机称为嵌入式计算机。 这类系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及应用程序等四个部分组成 3.实时系统 实时系统能够在限定的响应时间内提供所需水平服务的计算机系统。 实时系统分为实时控制系统和实时信息处理系统。 衡量系统实时性的三个指标： A、响应时间 B、吞吐量：在给定时间内，系统可以处理的时间总数 C、生存时间 4.嵌入式系统的主要特征 ①技术密集②专用紧凑③安全可靠④多种多样⑤及时响应⑥成本敏感 ⑦开发困难⑧不可垄断⑨其他 5.嵌入式系统按时实时性划分 嵌入式系统基本上可以看成是一个实时系统，但是，按照系统对实时性要求的程度，可以分为硬实时系统和软实时系统两类。 6.嵌入式系统基本结构 嵌入式系统有硬件和软件两大部分组成。 嵌入式系统的硬件部分可以分成三部分：处理器核、外围电路和外设与扩展。 嵌入式系统的软件结构分为四个层次：板级支持包、嵌入式实时操作系统、应用编程接口API和嵌入式应用系统。 7.嵌入式系统开发过程： ①产品定义②系统总体设计③软硬件设计④软硬件集成与测试⑤产品发布 8.嵌入式硬件系统 嵌入式硬件系统是以嵌入式微处理器为核心，主要由嵌入式微处理器、总线、存储器、输入/输出接口和外围设备组成。 嵌入式系统的硬件可分为核心微处理器、控制电路以及外设与扩展三大部分。 9.嵌入式微处理器中采用的先进技 术： ①流水线技术：指一条指令可以分若干个阶段执行，几条指令可以并行执行。 ②超标量技术：指在CPU中有一条以上的流水线，并且每个时钟周期内可以完成一条以上指令。 ③总线和总线桥：总线用于为处理器与各部件之间的连接，总线桥可用来连接不同速度不同规格的总线。 10.微处理器的分类 根据微处理器功能的不同，可分为以下四种： ①嵌入式微处理器：由通用计算机的CPU演变而来。 ②嵌入式微控制器：又称单片机，就是将整个计算机系统的主要硬件集成到一块芯片中，MCU以某一种微处理器的CPU为核心，芯片内集成了ROM、RAM、总线、总线逻辑、定时器、计数器等。 ③嵌入式DSP处理器：嵌入式数字信号处理器是专门用于信号处理方面的处理器，在系统结构上采用哈佛结构和专门的硬件乘法器。 ④嵌入式片上系统：在一个硅片上实现一个更为复杂的系统，就是片上系统SoC。 11.存储器格式 ARM体系结构用两种方法存储数据： ①大端格式：较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址。 ②小端格式：较高的有效字节存放在

嵌入式系统原理及接口技术考试题库

1.什么是操作系统？它应具备什么功能？ 管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石. 1.）操作系统是计算机硬件的封装和扩充2）.操作系统是计算机资源的管理者，包括处理器管理、存储器 存储空间管理、外部输入输出(I/O)设备管理、文件管理、网络和通信管理、提供用户接口。 2嵌入式操作系统与普通操作系统区别 嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点，但嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点 3什么是实时系统？对实时系统有什么要求？ 如果一个系统能及时响应外部事件的请求,并能在规定的时间内完成对事件的处理,这种系统称为实时系统. 1.实时系统的计算必须产生正确的结果,称为逻辑或功能正确. 2.实时系统的计算必须在预定的时间 内完成.称为时间正确. 4可剥夺内核：当一个进程正在被处理器所运行时,其他就绪进程可以按照事先规定的规定的规则,强行剥夺正在运行进程的处理器使用权,而使自己获得处理器使用权并得以运行 6一个应用程序为什么一定要使用空闲任务 在多任务系统运行时，系统经常会在某个时间内无用户任务运行而处于空闲状态，为了使CPU在此时有事可作，提供空闲任务。空闲任务是不能被软件删除的 7统计任务是必须使用的吗？简述它的功能 用户应用程序可根据实际需要来选择是否使用统计任务。每秒计算一次CPU在单位时间内被使用的时间,并把计算结果以百分比的形式存放在变量OSCPUsage中,以便应用程序通过访问它来了解CPU的利用率. 8什么是任务的优先权？UC/OS-II是用什么来描述任务的优先权的。 处于就绪态的任务优先获取其他任务cpu使用权的能力。 uC/OS-II是按可剥夺型内核来设计的，为此，每一个任务都必须具有唯一的优先级别，用来表示该任务在抢夺处理器时所具有的优先权力，共有64个优先级别，用数字“0”－“63”表示，数字“0”所表示的优先级最高 9在UC/OS-II中任务有哪5种状态？分别简述 5个状态的特征：睡眠状态:任务只是以代码的形式驻留在内存,还没有交给操作系统管理.就绪状态:任务配备了任务控制块且在任务就绪表中登记,具备了任务运行的充分条件.运行状态:处于就绪状态的任务获得了CPU的使用权,任何时候只有一个任务处于运行.等待状态:正在运行的任务,把CPU的使用权让给其他任务.中断服务状态:正在运行的任务一旦响应中断申请,就会中止运行而去执行中断服务程序. 10任务控制块记录了任务的那些信息 包括任务堆栈的各种指针及数目，任务优先级，任务的状态标志参数等。 11什么是空任务控制块链表？什么是任务控制块链表？ 空任务块链表,其中所有任务控制块还没有分配给任务；任务控制块链表,其中所有任务块已经分配给任务16UC/OS-II的中断响应过程: 系统接收到中断请求后，如果这是CPU处于中断允许状态，系统会中止正在运行的当前任务，而按照中断向量的指向转而去运行中断服务子程序；当中断服务子程序的运行结束后，系统会根据情况返回到被中止的任务，或转向更高优先级的任 17全局变量OSIntNesting的作用: 记录中断嵌套的层数。 18操作系统的时钟:操作系统中特定的周期性中断为系统提供时间依据。 19在UC/OS-II中，时钟节拍服务做了什么工作？时钟节拍服务做了：可以使人物延时若干个整数的时钟节拍以及当任务等待事件发生时提供等待超时依据。 20说明延时函数OSTimeDly()与OSTimeDlyHMSM()的区别： OSTimeDly()：时钟节拍数；OSTimeDlyHMSM()：按照时分秒的设置延时 21使用信号量可在应用程序中完成哪些工作？任务间通信完成共享资源的访问任务的同步执行 22什么叫优先级反转？这种现象什么情况下发生？有什么危害？在可剥夺型内核中，当任务以独占方式使用共享资源时，会出现低优先级任务先于高优先级任务而被运行的情况。称优先级反转。 一个低优先级任务在获得信号量使用共享资源期间，被高优先级任务所打断而不能释放信号量，从而使正在等待该信号量的高优先级任务因得不到信号量而被迫处于等待状态。在等待期间，就让占据该信号量的低优先级任务先运行 如果这种情况发生较多，则会极大地恶化优先级任务地运行环境。 23互斥型信号量是如何防止优先级反转的？在低优先级的任务要使用共享资源前将其优先级提升到高于可能使用该共享资源的任务优先级，使用完共享资源后在讲其优先级恢复到原值。 25 1.UC/OS-II为什么要定义信号量集？ 在实际运用中，任务常常需要与多个事件同步，即要根据多个信号量组合作用得结果来决定任务得运行方式。信号量集就是实现这种功能的数据结构。