嵌入式系統(tǒng)試卷和答案

1、一、 填空題（20分）（每題2分）1、嵌入式系統(tǒng)中的處理器品種非常多，按照功能和用途可以分為微控制器 微處理器 、 DSP 和SOC等幾類，其中8051單片機(jī)屬于微控制器。2、嵌入式系統(tǒng)通常由處理器 、外圍設(shè)備 、嵌入式操作系統(tǒng)和 應(yīng)用軟件等幾大部分組成。其中處理器是其核心部件。3.BSP即Board Surpport Package的縮寫，它既和操作系統(tǒng) （軟件）有關(guān)，又與系統(tǒng)硬件有關(guān)。4ARM處理器采用RISC而不是CSIC（復(fù)雜指令集）體系結(jié)構(gòu)，只有 存儲和加載 指令才能訪問存儲器。5ARM處理器采用了存儲器映射 I/O方式。即把I/O端口作為普通的存儲器地址，ARM通過AMBA（總線）

2、擴(kuò)展外部設(shè)備。6.ARM處理器中，同時(shí)可見寄存器數(shù)目為 16 (除CPSR/SPSP)外，其中PC是指R15， LR是指R14 。7.ARM的指令是均可包含一個(gè)可選的條件碼，它來自于CPSR（寄存器），主要包括N、Z 、C、V標(biāo)志。8操作系統(tǒng)內(nèi)核有 單一 和微內(nèi)核兩種結(jié)構(gòu)Linux采用的是單一內(nèi)核。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)核的動態(tài)可裁減性，采用了 模塊化 結(jié)構(gòu)。9Linux操作系統(tǒng)中，有以下三種設(shè)備文件類型：字符設(shè)備、塊設(shè)備 、網(wǎng)絡(luò)，其中串口屬于字符 類型。10Linux操作系統(tǒng)中，內(nèi)核通常使用設(shè)備類型、主設(shè)備號 和次設(shè)備號標(biāo)識一個(gè)具體設(shè)備，其中，前者用來標(biāo)識驅(qū)動程序后者用來標(biāo)識同一設(shè)備驅(qū)動的不同設(shè)備。

3、（4分）二、 判斷改錯(cuò)（正確的2分）1ARM處理器體系結(jié)構(gòu)版本包括ARM7、ARM9、ARM10等2. ARM處理器外部中斷包括中斷信號irq和快中斷信號fiq，因此集成ARM核的處理器芯片只能支持兩個(gè)外部中斷。3嵌入式軟件開發(fā)需要針對特定的處理器進(jìn)行優(yōu)化編程。V4只有采用操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)才需要BSP板級支持包。V 5ARM公司生產(chǎn)自己的處理器芯片，并銷售。6ARM處理器中采用了專門的I/O訪問指令。7. ARM處理器中，只能通過B、BL、BX、BLX指令實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移跳轉(zhuǎn)。 8嵌入式系統(tǒng)的BootLoader相當(dāng)于PC機(jī)的BIOS，負(fù)責(zé)初始化硬件，加載操作系統(tǒng)內(nèi)核。V9編寫嵌入式Linu

4、x應(yīng)用程序時(shí)，必須編寫Makefile才能編譯、鏈接應(yīng)用程序。10Linux下可執(zhí)行文件的格式和Windows下類似，有專門的后綴“.EXE”。三、名詞解釋（15分）1. 實(shí)時(shí)系統(tǒng)（7分）產(chǎn)生系統(tǒng)輸出的時(shí)間隊(duì)系統(tǒng)至關(guān)重要的系統(tǒng)。從輸入到輸出的滯后時(shí)間必須足夠小到一個(gè)可以接受的時(shí)限內(nèi)。此時(shí)，實(shí)時(shí)邏輯的正確性不僅取決于計(jì)算結(jié)果的正確性，還取決于輸出結(jié)果的時(shí)間。2交叉開發(fā)環(huán)境（8分） 是指在PC機(jī)（宿主機(jī)）實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)軟件的編譯、鏈接、調(diào)試的程序開發(fā)環(huán)境，包括交叉編譯器、交叉調(diào)試器和模擬軟件等。四、 簡答題（共30分）1.簡述什么是嵌入式系統(tǒng)，說明它與普通計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及其他電子系統(tǒng)的區(qū)別。（10分

5、）以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。與普通計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別是功能專一性，與及其他電子系統(tǒng)的區(qū)別是有處理器和軟件。2. ARM處理器有哪7模式？各有哪些用途，哪些屬于異常模式？（10分）工作模式 描述1 User USR 普通運(yùn)行模式2 FIQ FIQ 支持快速的中斷數(shù)據(jù)傳輸3 IRQ IRQ 用于一般的中斷處理4 Supervisor SVC 用于操作系統(tǒng)的保護(hù)模式5 Abort ABT 可用于虛擬內(nèi)存管理和內(nèi)存保護(hù)6 Undefined UND 可用于支持硬件協(xié)處理器的軟件模擬7 System SYS 用于

6、運(yùn)行操作系統(tǒng)特權(quán)任務(wù)除用戶模式外，其它為異常模式。3. 簡述Linux驅(qū)動程序的組成及其各部分的功能。（8分）(1) 自動配置和初始化子程序檢測硬件設(shè)備是否正常，對設(shè)備及其相關(guān)的驅(qū)動需要的軟件狀態(tài)進(jìn)行初始化，僅在初始化時(shí)調(diào)用一次。(2) 服務(wù)于I/O請求的子程序又稱驅(qū)動程序的上半部分。應(yīng)用程序的系統(tǒng)調(diào)用，進(jìn)程由用戶態(tài)變?yōu)楹诵膽B(tài)。(3) 中斷服務(wù)子程序又稱驅(qū)動程序的下半部分。 由系統(tǒng)接收中斷，再由系統(tǒng)調(diào)用中斷服務(wù)子程序。五、程序分析與設(shè)計(jì)1 說明下面ARM匯編指令的含義，說明其最后一個(gè)操作數(shù)的尋址模式，以及寄存器別名使用情況 (7分)ADD R0,R1,R2;R0-R1+R2寄存器尋址（1分）AND R8,R7,#0xff;R8-R77:0直接尋址（1分）ADD R3,R2,R1,LSL #3;R3-R2+8R1寄存器移位尋址 （1分）LDR R0,R1;R0-MEMR1 寄存器間接尋址（1分）MOV PC,LR;PC(R15)-LR(R14)，寄存器尋址LDMIA R1, R0,R2,R5 ;R0-MEMR1 （2分）;R2- MEMR1+4;R5- MEMR1+8 多寄存器尋址2 采用AR