嵌入式系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱

1、嵌入式系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱一、簡(jiǎn)答題1嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境主要包括哪些組件？ 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要交叉編譯和在線調(diào)試的開(kāi)發(fā)環(huán)境，主要包括：宿主機(jī)目標(biāo)機(jī)（評(píng)估電路板）基于JTAG的ICD仿真器、或調(diào)試監(jiān)控軟件、或在線仿真器 ICE 運(yùn)行于宿主機(jī)的交叉編譯器和鏈接器、以及開(kāi)發(fā)工具鏈或軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境 嵌入式操作系統(tǒng)2、ARM體系結(jié)構(gòu)支持幾種類(lèi)型的異常？?jī)?yōu)先級(jí)狀態(tài)如何？當(dāng)多個(gè)異常同時(shí)發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)固定的優(yōu)先級(jí)決定異常的處理次序。異常優(yōu)先級(jí)由高到低的排列次序?yàn)椋簭?fù)位異常、數(shù)據(jù)異常、快速中斷異常（FIQ）、外部中斷異常（IRQ）、預(yù)取異常、軟中斷異常（SWI）、未定義指令異常。3、請(qǐng)描述建立一個(gè)嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)的步驟？（1

2、）連接主機(jī)和目標(biāo)板使用flash工具燒寫(xiě)bootloader（3）配置并啟動(dòng)主機(jī)的 bootp服務(wù)（4）配置并啟動(dòng)主機(jī)的tftp服務(wù)（5）使用tftp下載內(nèi)核及根文件系統(tǒng)鏡像到目標(biāo)板，重啟目標(biāo)板（6）配置并啟動(dòng)NFS服務(wù)（7）在目標(biāo)板使用 mount掛載主機(jī)的目錄（8） 再次使用bootp命令確認(rèn)bootp服務(wù)是否建立，使用 tftp 命令確認(rèn)tftp 服務(wù)建立。（9） 將內(nèi)核鏡像和根文件系統(tǒng)cp到tftp根目錄。（10） 重啟目標(biāo)板，確認(rèn)嵌入式linux正常啟動(dòng)。4、簡(jiǎn)述ARM處理器從異常返回的步驟？異常處理完畢之后，ARM微處理器會(huì)執(zhí)行以下幾步操作從異常返回：1） 、將連接寄存器 LR的值

3、減去相應(yīng)的偏移量后送到PC中。2）、將SPSR復(fù)制回CPSR中。3）、若在進(jìn)入異常處理時(shí)設(shè)置了中斷禁止位，要在此清除。可以認(rèn)為應(yīng)用程序總是從復(fù)位異常處理程序開(kāi)始執(zhí)行的，因此復(fù)位異常處理程序不需要返回。5、ARM體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)是什么？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。6、指令A(yù)DR ADRL LDR NOP是如何處理地址值讀入到寄存器中的？ADR是將基于PC或者寄

4、存器的地址值讀入到寄存器的,ADR偽指令通常被替換成一條 ADD指令或SUB指令來(lái)實(shí)現(xiàn)該ADR指令的功能。ADRL偽指令與ADF指令的最大不同之處是，它可以讀取更大范圍內(nèi)的地址 ，而且被編譯器替 換成2條數(shù)據(jù)處理指令。LDR將一個(gè)32位的立即數(shù)或者一個(gè)地址值讀取到寄存器中。大范圍的地址讀取。NOP在匯編時(shí)將被替換成 ARM中的空操作。7、 為什么要使用 Thumb模式？與ARM代碼相比較，Thumb代碼的兩大優(yōu)勢(shì)是什么？如何完成Thumb指令模式和ARM指令模式之間的切換？為了兼容數(shù)據(jù)總線寬度為 16位的應(yīng)用系統(tǒng)，使用了 ARM指令系統(tǒng)的一個(gè)子集 Thumb指令 系統(tǒng)。與等價(jià)的32位代碼相比，

5、Thumb指令集在保留32位代碼優(yōu)勢(shì)時(shí)，系統(tǒng)既節(jié)省存儲(chǔ) 空間及成本，又不降低處理性能，低功耗，小體積，低成本。ARM/Thumb之間的狀態(tài)切換是通過(guò)一條專(zhuān)用的轉(zhuǎn)移交換指令BX或BLX來(lái)實(shí)現(xiàn)的。BX利用Rn寄存器中目的地址值的最后一位來(lái)判斷跳轉(zhuǎn)后的狀態(tài)。當(dāng)最后一位為0時(shí)，表示轉(zhuǎn)移到ARM犬態(tài)；當(dāng)最后一位為 1時(shí)，表示轉(zhuǎn)移到 Thumb狀態(tài)。8、簡(jiǎn)述ARM發(fā)生異常時(shí)，ARM要做哪些事情？當(dāng)異常產(chǎn)生時(shí)，ARM core:拷貝 CPSR 到 SPSR_<mode>設(shè)置適當(dāng)?shù)腃PSR位：改變處理器狀態(tài)進(jìn)入ARM狀態(tài)改變處理器模式進(jìn)入相應(yīng)的異常模式設(shè)置中斷禁止位禁止相應(yīng)中斷(如果需要)保存返回

6、地址到LR_<mode>設(shè)置 PC為相應(yīng)的異常向量9、嵌入式系統(tǒng)軟件的層次結(jié)構(gòu)并簡(jiǎn)要介紹？無(wú)操作系統(tǒng)：應(yīng)用層，驅(qū)動(dòng)層，硬件層；有操作系統(tǒng)：應(yīng)用層，內(nèi)核層，驅(qū)動(dòng)層，硬件層；應(yīng)用層：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的應(yīng)用程序。驅(qū)動(dòng)層：實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)硬件和軟件之間的接口。硬件層：整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的根本。內(nèi)核層：嵌入式硬件和軟件之間的抽象層，它具有任務(wù)管理、定時(shí)、設(shè)備I/O主管、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配、任務(wù)間同步通信等功能。10、下列ARM條件碼的含義是什么？(1) EQ： Equal，相等(2) NE: Not Equal，不相等(3) GE： Greater or Equal ,有符號(hào)數(shù)大于或等于(4) LT : L

7、ess Than，有符號(hào)數(shù)小于(5) MI : Min us，負(fù)數(shù)11、ARM 7種功能模式是什么？1）、用戶(hù)模式（Usr）:正常的程序執(zhí)行狀態(tài)2）、快速中斷模式（FIQ）:處理快速中斷，支持高速數(shù)據(jù)傳送或通道處理3）、中斷模式（IRQ）:處理普通中斷4）、管理模式（SVC :操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式5）、系統(tǒng)模式（System）:運(yùn)行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)6）、數(shù)據(jù)訪問(wèn)終止模式（Abort ）:數(shù)據(jù)或指令預(yù)取終止時(shí)進(jìn)入該模式7）、未定義指令終止模式（Undefined ）:未定義的指令執(zhí)行時(shí)進(jìn)入該模式12、簡(jiǎn)述Linux啟動(dòng)過(guò)程。加載BIOS -讀取 MBR -Boot Loader -加載內(nèi)

8、核- 用戶(hù)層in it 一 in ittab文件來(lái)設(shè)定系統(tǒng) 運(yùn)行的等級(jí)（一般3或者5, 3是多用戶(hù)命令行，5是界面）-init進(jìn)程執(zhí)行rc.sysinit -啟動(dòng) 內(nèi)核模塊-執(zhí)行不同級(jí)別運(yùn)行的腳本程序-執(zhí)行/etc/rc.d/rc.local（本地運(yùn)行服務(wù)）-執(zhí)行/bin/login,就可以登錄了。13、 簡(jiǎn)述網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS,并說(shuō)明其作用。網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)是應(yīng)用層的一種應(yīng)用服務(wù)，它主要應(yīng)用于Linux和Linux系統(tǒng)、Linux和Unix系統(tǒng)之間的文件或目錄的共享。對(duì)于用戶(hù)而言可以通過(guò)NFS方便的訪問(wèn)遠(yuǎn)地的文件系統(tǒng)，使之成為本地文件系統(tǒng)的一部分。采用NFS之后省去了登錄的過(guò)程，方便了用戶(hù)訪問(wèn)系

9、統(tǒng)資源。14、嵌入式系統(tǒng)的組成，能畫(huà)出嵌入式系統(tǒng)的組成框架。嵌入式系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩部分組成。硬件是其基礎(chǔ)，軟件是其核心與靈魂。Boot-loader的作用與PC的BIOS類(lèi)似，通過(guò)Boot-loader可以完成對(duì)ARM主要部件 如CPU、SDRAM、Flash、串行口的初始化，同時(shí)下載文件到硬件板，對(duì)Flash進(jìn)行擦除與編程?？梢猿跏蓟布O(shè)備，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便 為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境，最后從別處（Flash、以太網(wǎng)、UART ）載入內(nèi)核映像并跳到入口地址。16、linux下如何配置ntp服務(wù)。（1 ）基礎(chǔ)環(huán)境操作系統(tǒng)、ntp、機(jī)器，服務(wù)

10、端、客戶(hù)端（2）安裝ntp（3）服務(wù)端配置（4）客戶(hù)端配置（5）驗(yàn)證分開(kāi)開(kāi)啟服務(wù)端及客戶(hù)端的 ntp 服務(wù)，并配置開(kāi)機(jī)自啟。(6) 配置定時(shí)任務(wù) 在客戶(hù)端配置 crontab 定時(shí)任務(wù)使客戶(hù)端每隔一段時(shí)間自動(dòng)與服務(wù)器端同步時(shí)間。17、簡(jiǎn)述 BLX SW、STM LDM MOV MVlN勺含義。BLX: 帶鏈接和狀態(tài)切換的跳轉(zhuǎn)指令SWI: 軟件中斷指令STM: 批量?jī)?nèi)存字寫(xiě)入指令LDM: 加載多個(gè)寄存器指令MOV: 數(shù)據(jù)傳送指令MVN: 數(shù)據(jù)取反傳送指令18、Gcc 編譯時(shí)使用靜態(tài)庫(kù)與動(dòng)態(tài)庫(kù)勺區(qū)別？1 )靜態(tài)庫(kù)庫(kù)勺名字一般是 libxxx.a ；利用靜態(tài)函數(shù)庫(kù)編譯成勺文件比較大，編譯后勺執(zhí)行程序

11、 不需要外部勺函數(shù)庫(kù)支持。如果靜態(tài)函數(shù)庫(kù)改變了，那么程序必須重新編譯。2)動(dòng)態(tài)庫(kù)庫(kù)勺名字一般是 libxxx.so; 相對(duì)于靜態(tài)函數(shù)庫(kù)，程序執(zhí)行到相關(guān)函數(shù)時(shí)才調(diào)用該函數(shù) 庫(kù)里勺相應(yīng)函數(shù)， 因此動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)所產(chǎn)生勺可執(zhí)行文件比較小。 程序勺運(yùn)行環(huán)境中必須提供 相應(yīng)勺庫(kù)。動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)勺改變并不影響你勺程序，所以動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)勺升級(jí)比較方便。19、專(zhuān)業(yè)名詞解釋。(1) RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(2) CISC:復(fù)雜指令集( 3 ) Kernel ：內(nèi)核( 4) Scheduler :調(diào)度( 5 ) non-preemptive :非搶先式20、ARM 常見(jiàn)勺尋址方式有哪些？1 )立即尋址: MOV R0,#0x

12、FF002) 寄存器尋址:MOV R1,R23) 寄存器偏移尋址: MOV R0,R2,LSL #34) 寄存器間接尋址: LDR R1,R25) 基址尋址: LDR R2,R3,#0x0F6) 多寄存器尋址:LDMIA R1!,R2-R7,R127) 堆棧尋址: STMFD SP!,R1-R7,LR8) 塊拷貝尋址: STMIA R0!,R1-R79) 相對(duì)尋址: BL ROUTE121 、簡(jiǎn)要敘述實(shí)時(shí)系統(tǒng)勺評(píng)價(jià)指標(biāo)？ 在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中主要有三個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量系統(tǒng)勺實(shí)時(shí)性:響應(yīng)時(shí)間(Response Time):是計(jì)算機(jī)識(shí)別一個(gè)外部事件到作出響應(yīng)的時(shí)間，在控制應(yīng)用中它是最重要勺指標(biāo)，如果事件不能及時(shí)

13、勺處理，系統(tǒng)可能就會(huì)崩潰。生存時(shí)間(Survival Time):是數(shù)據(jù)有效等待時(shí)間，在這段時(shí)間里數(shù)據(jù)是有效的。吞吐量( Throughput )：是在一給定時(shí)間內(nèi)(秒) ，系統(tǒng)可以處理的事件總數(shù)。例如通訊 控制器用每秒鐘處理的字符數(shù)來(lái)表示吞吐量，吞吐量是平均響應(yīng)時(shí)間的倒數(shù)。22、請(qǐng)簡(jiǎn)述 Makefile 的規(guī)則的結(jié)構(gòu)和采用 Makefile 有什么優(yōu)點(diǎn)？Makefile 文件描述了目標(biāo)文件之間的依賴(lài)關(guān)系， 以及指定編譯過(guò)程中使用的工具規(guī)則由目 標(biāo)和命令組成。目標(biāo)定義目標(biāo)的的依賴(lài)關(guān)系 : 命令則是 shell 命令，是生成目標(biāo)的操作。Makefile 文件的優(yōu)點(diǎn)是 :1、不必重復(fù)輸入命令，只要

14、直接 Make 一下就可以；2、Makefile 可靈活完成復(fù)雜的編譯及層次結(jié)構(gòu)；3、使用 Makefile, 可極大地提高軟件開(kāi)發(fā)效率；、程序題；定義一個(gè)代碼段；程序入口；若 Z=1, 跳轉(zhuǎn)到 CWORD；將R4-R11的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到 R1指向的地址上，R1值1、程序每句指令后面解釋。AREA COPYBS,CODE,READONLYENTRYLDR RO,=SRCLDR R1,=DSTMOV R2,#20BCOPY MOVS R3,R2,LSR,#3BEQ CWORDOCOPY LDMIA R0!,R4-R11STMIA R1!,R4-R11更新SUBS R3,R3,#1BNE OCOPYC

15、WORD AND R2,R2,#7BEQ STOPWCOPY LDR R3,R0,#4STR R3,R1,#4SUBS R2,R2,#1BNE WCOPY；若 Z=0, 跳轉(zhuǎn)到 WCOPYSTOP2、下面給出了一個(gè) SHELL程序。#!/bin/bashdir=$1if -d $dir thencd $dirfor file in *doif -f $file thencat $fileecho “ end of file $filefidoneelseecho “ bad directory name $dir fi，R3，R0，LSL #2 ;根據(jù)參數(shù)R0 的值跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序3、在AD

16、S編譯環(huán)境程序如下。AREA Jump， CODE，READONLY NUM EQU 2ENTRYStart MOV R0,#0MOV R1,#3MOV R2,#2 BL FuncStop MOV R0 ,#0x18LDR R1,=&20026SWI 0x123456Func CMP R0 ， #NUM MOVHS PC ，LR ADR R3 ， JTable LDR PC；設(shè)置本程序的名稱(chēng)及屬性；跳轉(zhuǎn)表中的子程序個(gè)數(shù)；程序執(zhí)行的入口點(diǎn)；本條與下條指令的作用是參數(shù)傳遞；如果超出范圍則程序返回；讀取跳轉(zhuǎn)表的基地址;當(dāng)參數(shù)R0為0時(shí)上面的代碼將選擇;當(dāng)參數(shù)R0為1時(shí)上面的代碼將選擇DoAd

17、dDoSubJTable DCD DoAddDCD DoSubDoAdd ADD R0 ，R1， R2MOV PC ， LRDoSub SUB R0 ， R1， R2；MOV PC， LR；END ；結(jié)束匯編4、根據(jù)一段完整的匯編語(yǔ)言代碼回答下面的問(wèn)題。GLOBAL Reset_Handler area start,code,readwrite entrycode32num EQU 20Reset_Handlerldr R0, =srcldr R1, =dstmov R2, #numldr sp, =0x30200000blockcopymovs R3,R2, LSR #3beq copywordsstmfd sp!, R4-R11octcopyldmia R0!, R4-R11