嵌入式系統(tǒng)復(fù)習(xí)題

1、一、 名詞解釋：1、ARM ：Advanced RISC Machines2、偽指令：是ARM匯編語(yǔ)言程序里的特殊指令助記符，不由處理器執(zhí)行，而是在匯編時(shí)被合適的機(jī)器指令代替為ARM或Thumb指令，實(shí)現(xiàn)真正的指令操作3、JTAG：(Joint Test Action Group，聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組)是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真、調(diào)試。4、EMCU：Embedded Microprocessor Unit嵌入式微處理器5、MCU:Microcontroller Unit 嵌入式微控制器又稱單片機(jī)6、RTOS: Real-Time Operating System

2、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 7、大（?。┒说刂纺Ｊ?大端：字?jǐn)?shù)據(jù)的高位字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在高地址中小端：低地址中存放字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)，高地址中存放字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)8、IDE: Integrated Drive Electronics外部接口，主要接硬盤和光驅(qū)。 9、交叉開發(fā)環(huán)境: 由運(yùn)行于宿主機(jī)上的交叉開發(fā)軟件和宿主機(jī)到目標(biāo)機(jī)的調(diào)試通道組成。提供調(diào)試工具對(duì)目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的程序進(jìn)行調(diào)試。10、目標(biāo)系統(tǒng): 二、 簡(jiǎn)答題：1、國(guó)內(nèi)對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的定義是什么？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(duì)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) 2、什么是實(shí)時(shí)系統(tǒng)？根

3、據(jù)實(shí)時(shí)性，嵌入式操作系統(tǒng)有哪些類型？ 一個(gè)優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)能夠獲得立即的、沒(méi)有延遲的服務(wù)，它不需要等候任何其它任務(wù)，而且在得到CPU使用權(quán)后，可一直執(zhí)行到工作結(jié)束或有更高級(jí)的進(jìn)程出現(xiàn)為止。或：一個(gè)能夠在指定的或確定的時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能和對(duì)外部或內(nèi)部、同步或異步事件作出響應(yīng)的系統(tǒng)?；颍合到y(tǒng)內(nèi)有多個(gè)程序運(yùn)行，每個(gè)程序有不同的優(yōu)先級(jí)，只有最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)才能占有CPU的控制權(quán)。l 強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間在毫秒或微秒級(jí)（數(shù)控機(jī)床）；l 一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間在毫秒幾秒的數(shù)量級(jí)上，其實(shí)時(shí)性的要求比強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)要差一些（媒體播放）；l 弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間約為數(shù)十秒或更長(zhǎng)。3、選擇嵌入式操作

4、系統(tǒng)原則有哪些？市場(chǎng)進(jìn)入時(shí)間；可移植性；可利用資源；系統(tǒng)定制能力；成本；中文內(nèi)核支持4、列舉三種以上常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)。Linux、uClinux、VxWorks、WinCE、ThreadX、uCOS-II、PalmOS、Symbian、android。5、嵌入式系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？ 完成某一項(xiàng)或有限項(xiàng)功能； 在性能和實(shí)時(shí)性方面有嚴(yán)格的限制； 能源、成本和可靠性通常是影響設(shè)計(jì)的重要因素； 占有資源少、易于連接； 系統(tǒng)功能可針對(duì)需求進(jìn)行裁剪、調(diào)整，以便滿足最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。6、列舉一些典型的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。1、國(guó)防軍事領(lǐng)域：各種武器控制、軍用飛機(jī)等軍用電子裝備；2、工業(yè)控制：工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備；3、

5、交通管理：車載導(dǎo)航；4、信息家電：冰箱、空調(diào)等7、簡(jiǎn)述ARM處理器種類及特點(diǎn)。特點(diǎn)：1)體積小，低功耗，低成本，高性能；2)支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；3)大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；4)大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；5)尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高；6)指令長(zhǎng)度固定。種類：ARM7系列，ARM9系列，ARM9E系列，ARM10E系列，SecurCore系列，Inter的Xscale，Inter的StrongARM。8、簡(jiǎn)述S3C44B0X的體系結(jié)構(gòu)。集成了手持設(shè)備和通用嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的解決方案；16/32位RISC體系結(jié)構(gòu)和ARM

6、7TDMI處理器內(nèi)核強(qiáng)大的指令體系；Thumb代碼壓縮機(jī)，最大化代碼密度同時(shí)保持了32位指令的性能；基于JTAG的片上集成ICE調(diào)試方式支持解決方案；328位硬件乘法器；實(shí)現(xiàn)低功耗SAMBALL的新型總線結(jié)構(gòu)。*S3C44B0X共有160個(gè)引腳，賽用LQFP、FBGA等封裝形式，主要分為總路線控制信號(hào)、各類元器件接口信號(hào)以及電源始終控制信號(hào)等。9、S3C44B0X的A/D轉(zhuǎn)換器的類型是什么？共具有幾路A/D 轉(zhuǎn)換器？逐次逼近型。8路模擬信號(hào)輸入的10位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）10、嵌入式系統(tǒng)同通用型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比具有哪些特點(diǎn)？1、用于特定的任務(wù)（專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）2、比通用PC系統(tǒng)資源少3、極其

7、關(guān)注成本、大多有功耗的要求、集成度高體積小4、運(yùn)行環(huán)境廣泛5、軟件硬件可靠性要求更高（具有系統(tǒng)測(cè)試和可靠性評(píng)估體系）6、相關(guān)產(chǎn)品具有較長(zhǎng)的生命周期 7、軟件要求固態(tài)化存儲(chǔ) （ROM、EPROM、EEPROM或FLASH）8、有實(shí)時(shí)的要求（使用RTOS）9、需要專用開發(fā)工具和方法進(jìn)行設(shè)計(jì)10、片上包含專用調(diào)試電路11、 與SDRAM相比，F(xiàn)lash在ARM系統(tǒng)中的主要作用是什么？作為一種非易失性存儲(chǔ)器，F(xiàn)lash在系統(tǒng)中通常用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等12、 嵌入式Linux與其他嵌入式操作系統(tǒng)相比，有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？1. 精簡(jiǎn)的內(nèi)核，性能高、穩(wěn)定，多任務(wù)。2

8、. 適用于不同的CPU，支持多種體系結(jié)構(gòu)，如X86、ARM、MIPS、ALPHA、SPARC等。3. 能夠提供完善的嵌入式GUI以及嵌入式X-Windows。4. 提供嵌入式瀏覽器、郵件程序、MP3播放器、MPEG播放器、記事本等多種應(yīng)用。5. 提供完整的開發(fā)工具和SDK，同時(shí)提供PC上的開發(fā)版本。6. 用戶可定制，可提供圖形化的定制和配置工具。7. 支持常用嵌入式芯片的驅(qū)動(dòng)，支持大量的周邊硬件設(shè)備，驅(qū)動(dòng)豐富。8. 針對(duì)嵌入式的存儲(chǔ)方案，提供實(shí)時(shí)版本和完善的嵌入式解決方案。9. 完善的中文支持，強(qiáng)大的技術(shù)支持，完整的文檔。10. 開放源碼，豐富的軟件資源，廣泛的軟件開發(fā)者的支持，價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)

9、靈活，適用面廣。優(yōu)點(diǎn)有：開放源代碼、免費(fèi)、開發(fā)周期短等；缺點(diǎn)是實(shí)時(shí)性較差。13、 簡(jiǎn)單描述ARM內(nèi)核的四個(gè)功能模塊，各自具備什么功能特點(diǎn)？ARM內(nèi)核有四個(gè)功能模塊T、D、M、I，可供生產(chǎn)廠商根據(jù)不同用戶的要求來(lái)配置生產(chǎn)ARM芯片。T功能模塊表示16位Thumb，可以在兼顧性能的同時(shí)減少代碼尺寸。M功能模塊表示8位乘法器。D功能模塊表示Debug，該內(nèi)核中放置了用于調(diào)試的結(jié)構(gòu)，通常它為一個(gè)邊界掃描鏈JTAG，可使CPU進(jìn)入調(diào)試模式，從而可方便地進(jìn)行斷點(diǎn)設(shè)置、單步調(diào)試。I功能模塊表示EmbeddedICE Logic，用于實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)觀測(cè)及變量觀測(cè)的邏輯電路部分，其中的TAP控制器可接入到邊界掃描鏈。

10、14、 設(shè)計(jì)ARM硬件電路板一般有哪些特點(diǎn)和原則？（1）新型的和適合應(yīng)用場(chǎng)合的ARM提高系統(tǒng)的程序效率；（2）低功耗器件和貼片封裝，降低功耗和提高抗干擾；（3）通用型平臺(tái)，減小開發(fā)成本和開發(fā)周期；（4）充分利用富余端口，有利于產(chǎn)品的升級(jí)；（5）單芯片解決方案；（6）LED方便調(diào)試。15、 用預(yù)處理指令#define 聲明一個(gè)常數(shù)，用以表明1年中有多少秒（忽略閏年問(wèn)題）。#define SECONDS_PER_YEAR (60 * 60 * 24 * 365)UL16、 在ARM硬件系統(tǒng)中，最耗電的模塊是什么？顯示設(shè)備的耗電最多，如TFT LCD/LED。17、列舉一些典型的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。18

11、、 嵌入式uC/OS的特點(diǎn)和應(yīng)用。q uC/OS-II是一個(gè)非常小巧的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；整個(gè)代碼分為內(nèi)核層以及移植層，這樣使得它的植性很方便。q 采用搶占式調(diào)度策略，保證任務(wù)的實(shí)時(shí)性。q 能夠管理多達(dá)64個(gè)任務(wù)。q 提供了郵箱、消息隊(duì)列、信號(hào)量、內(nèi)存管理、時(shí)間管理等系統(tǒng)服務(wù)。醫(yī)療器械；移動(dòng)電話；路由器；工業(yè)控制；GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)；智能儀器更多特點(diǎn)：公開源代碼、可移植性、可固化、可裁剪、占先式、多任務(wù)、可確定性、任務(wù)棧、系統(tǒng)服務(wù)、中斷管理、穩(wěn)定性與可靠性。應(yīng)用：航空電子設(shè)備、醫(yī)藥、手持設(shè)備、路由、高端音箱設(shè)備、洗衣機(jī)等19、 簡(jiǎn)述ARM微處理器的七種運(yùn)行模式。1、User:非特權(quán)模式，大部分任務(wù)執(zhí)行

12、在這種模式l 正常程序執(zhí)行的模式2、FIQ:當(dāng)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)(fast)中斷產(chǎn)生時(shí)將會(huì)進(jìn)入這種模式l 高速數(shù)據(jù)傳輸和通道處理3、IRQ:當(dāng)一個(gè)低優(yōu)先級(jí)(normal)中斷產(chǎn)生時(shí)將會(huì)進(jìn)入這種模式l 通常的中斷處理4、Supervisor:當(dāng)復(fù)位或軟中斷指令執(zhí)行時(shí)將會(huì)進(jìn)入這種模式l 供操作系統(tǒng)使用的一種保護(hù)模式5、Abort: 當(dāng)存取異常時(shí)將會(huì)進(jìn)入這種模式l 虛擬存儲(chǔ)及存儲(chǔ)保護(hù)6、Undef: 當(dāng)執(zhí)行未定義指令時(shí)會(huì)進(jìn)入這種模式l 軟件仿真硬件協(xié)處理器7、System: 使用和User模式相同寄存器集的特權(quán)模式l 特權(quán)級(jí)的操作系統(tǒng)任務(wù)20、簡(jiǎn)述C/OS-操作系統(tǒng)的移植條件。q 處理器的C編譯器能產(chǎn)生可

13、重入代碼 q 在程序中可以打開或者關(guān)閉中斷 q 處理器支持中斷，并且能產(chǎn)生定時(shí)中斷（通常在101000Hz之間） q 處理器支承能夠容納一定量數(shù)據(jù)的硬件堆棧 q 處理器有將堆棧指針和其他CPU寄存器存儲(chǔ)和讀出到堆棧（或者內(nèi)存）的指令 三、 分析題：1、 分析嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。1、嵌入式開發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因此要求嵌入式系統(tǒng)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身，同時(shí)還需要提供強(qiáng)大的硬件開發(fā)工具和軟件包支持；2、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求隨著因特網(wǎng)技術(shù)的成熟、帶寬的提高日益提高，使得以往單一功能的設(shè)備如電話、手機(jī)、冰箱、微波爐等功能不再單一，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜；3、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然趨勢(shì)；4、精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核、算

14、法，降低功耗和軟硬件成本；5、提供友好的多媒體人機(jī)界面。q 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)正向?qū)崟r(shí)超微內(nèi)核(Nanokernel) 開放發(fā)展。即將傳統(tǒng)操作系統(tǒng)中的許多共性的東西抽象出來(lái)構(gòu)成操作系統(tǒng)的公共基礎(chǔ)即微內(nèi)核，真正具體的操作系統(tǒng)功能則由構(gòu)造在微內(nèi)核之外的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。q 開發(fā)環(huán)境向開放的集成化的方向發(fā)展；q 需要強(qiáng)有力的交叉開發(fā)工具系統(tǒng)的支持2、 分析嵌入式系統(tǒng)的工程步驟及開發(fā)流程。A確定產(chǎn)品需求,B選擇開發(fā)方案：選擇主要芯片，確定編程語(yǔ)言，選擇開發(fā)環(huán)境，RTOS的使,測(cè)試工具與其他輔助設(shè)備。C設(shè)計(jì)與調(diào)試D測(cè)試E產(chǎn)品或1）系統(tǒng)定義與需求分析；2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的初步確立；3）初步設(shè)計(jì)方案性價(jià)比評(píng)估與方案

15、評(píng)審論證；4）完善初步方案、初步方案實(shí)施；5）軟硬件集成測(cè)試；6）系統(tǒng)功能性能測(cè)試及可靠性測(cè)試?；蛐枨蠓治鲭A段，a對(duì)問(wèn)題的識(shí)別與分析b指定規(guī)格說(shuō)明文檔c需求評(píng)審設(shè)計(jì)階段，a數(shù)據(jù)流分析b劃分任務(wù)c定義任務(wù)間的接口生成代碼階段，a代碼編程b交叉編譯與鏈接c交叉調(diào)試d測(cè)試固化階段。4、分析嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。1家用市場(chǎng)：機(jī)頂盒、掌上電腦、DVD、MP3、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字電視、WebTV、網(wǎng)絡(luò)冰箱、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)、家庭網(wǎng)關(guān)、智能家用電器、車載導(dǎo)航器系統(tǒng)，機(jī)器人等2通信市場(chǎng)：電話交換系統(tǒng)，電纜系統(tǒng)，衛(wèi)星和全球定位系統(tǒng)（L3D），數(shù)據(jù)交換設(shè)備，移動(dòng)電話等3工業(yè)市場(chǎng)：制造工廠，污水處理系統(tǒng)，發(fā)電站和電力傳輸系統(tǒng)，自動(dòng)化工廠，控制系統(tǒng)開發(fā)，維護(hù)和測(cè)試的工具，石油提煉和相關(guān)的貯運(yùn)設(shè)施，建筑設(shè)備，計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)，能源控制系統(tǒng)，核電站，機(jī)器人系統(tǒng)等4商業(yè)和金融市場(chǎng)：自動(dòng)柜員機(jī)，信用卡系統(tǒng)，售貨端系統(tǒng)，安全系統(tǒng)等5辦公市場(chǎng)：網(wǎng)絡(luò)可視電話系統(tǒng)，傳真系統(tǒng)，復(fù)印機(jī)，計(jì)時(shí)系統(tǒng)照相機(jī)，攝象機(jī)6運(yùn)輸市場(chǎng):航空、鐵路、公路運(yùn)輸系統(tǒng)，燃料服務(wù)，航空管理，信令系統(tǒng)，雷達(dá)系統(tǒng)，交通指揮系統(tǒng)，停車系統(tǒng)