2015嵌入式系統(tǒng)試題帶答案

1、嵌入式系統(tǒng)課程研 2011 級試題一、填空題侮空 1 分，共 30 分)1、 嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核構(gòu)成包括：任務(wù)管理 、 時間管理 、 中斷 服務(wù)處理 。2、 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計可以分成識別需求、提出解決方案、執(zhí)行項目 和結(jié)束項目四個階段。3、 目前使用的嵌入式操作系統(tǒng)主要有Win CE、 Symbian 、Nucleus 、LCOSII、Li nux 。4、 微處理器有兩種總線架構(gòu)，使用數(shù)據(jù)和指令使用同一接口的是馮諾依曼分開的指令和數(shù)據(jù)接口、取指和數(shù)據(jù)訪問可以并行進行的是哈佛結(jié)構(gòu)5、 ARM 微處理器有種工作模式，它們分為非特權(quán)模式、特權(quán)模式 兩類。其中用戶模式屬于非特權(quán)模式 。6 馮諾依曼體

2、系結(jié)構(gòu)的特點之一是系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)和指令都存儲在統(tǒng)一存儲器中，而哈佛結(jié)構(gòu)則是分開儲存。7、 通常嵌入式系統(tǒng)開始啟動時，將存有啟動代碼的Nor Flash 地址空間映射到0 x000000。嵌入式系統(tǒng)的中斷向量和異常向量表在啟動時也從0 號地址存放。因為 Flash ROM 的讀出速度慢，因此需要采用 地址重映射 把 SDRAM 地 址空間遷移到 0 地址開始處，把 Flash ROM 的地址空間遷移到 系統(tǒng)存儲器 的高端地址。8、 異常向量是異常服務(wù)程序的入口，在某些 ARM 的應(yīng)用中，允許異常向量的位置由 32 位地址空間低端的正常位置，既 0 x000000000 x0000001C 移到 地

3、址空間高端的另一地址范圍 0 xFFFF00000 xFFFF001C 這些改變后的地 址位置稱為高端向量。目標系統(tǒng)可通過輸入硬件配置來選擇是使用正常向量還是高端向量。9、 ARM 微處理器復(fù)位后，PC ( R15)的地址通常是0X0 ，初始的工作 模式是 supervisor。10、ARM 指令集和 Thumb 指令集分別是32 和 16 位的A .用戶模式 usrB .系統(tǒng)模式 sys11、總線定時方式有三種，分別為同步 定時、 異步 和半同步定時 二、選擇題(在備選答案中有一個或多個是正確的，將它選出填入空格中，每 小題 2 分，共 20 分)1 下列描述不屬于 RISC 計算機的特點的

4、是 _ C_ 。A 流水線每周期前進一步。B 更多通用寄存器。C 指令長度不固定，執(zhí)行需要多個周期。D.獨立的 Load 和 Store 指令完成數(shù)據(jù)在寄存器和外部存儲器之間的傳輸。2、存儲一個 32 位數(shù) 0 x2168465 到 2000H2003H 四個字節(jié)單元中，若以大端模式存儲，則 2000H 存儲單元的內(nèi)容為 _D_。A 0 x21B 0 x68C 0 x65 D 0 x023、 嵌入式系統(tǒng)最小硬件系統(tǒng)包括AB E 。A.時鐘系統(tǒng)B.供電系統(tǒng)(電源)C.存儲器系統(tǒng)D.調(diào)試測試接口E.復(fù)位及其配置系統(tǒng)4、 在 ARM 處理器中，_A_ 寄存器包括全局的中斷禁止位, 控制中斷禁 止位就

5、可以打開或者關(guān)閉中斷。A.CPSRB.SPSRC.PCD.IR5、uCOSI 操作系統(tǒng)屬于B。A、順序執(zhí)行系統(tǒng)B、占先式實時操作系統(tǒng)C、非占先式實時操作系統(tǒng)D、分時操作系統(tǒng)&在下列 ARM 處理器的各種模式中，D模式有自己獨立的 R8-R14寄存器。A、系統(tǒng)模式(System)B、終止模式(Abort)C、中斷模式(IRQ)D、快中斷模式(FIQ)7、 下面異常中，優(yōu)先級最高的是A。A.復(fù)位B.預(yù)取中止C.FIQ D. IRQ8、 嵌入式系統(tǒng)組成一般由_A B C D_ 。A .嵌入式微處理器B .嵌入式操作系統(tǒng)C.嵌入式應(yīng)用軟件D .外圍設(shè)備E.寄存器A .用戶模式 usrB .系統(tǒng)

6、模式 sys9、ARM 處理器的工作模式中屬于異常模式的有C D FC.外部中斷模式 irqD 中止模式 abt E.快速中斷模式 fiq10、在復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)中，存儲器系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)按作用可以劃分為A B C DA.寄存器B.cacheC.主存儲器D.輔助存儲器三、簡答題(共 50 分) )1 當異常產(chǎn)生，處理器進入一個異常程序、退出異常時需進行哪些操作？ (7分)答：當一個異常出現(xiàn)以后，處理器在處理進入異常和退出異常時會分別執(zhí)行以下幾步操作：1)進入異常(1 )把斷點處的下一條指令的地址保存到相應(yīng)的R14 寄存器中。(2) 把狀態(tài)寄存器 CPSR 的值復(fù)制到相應(yīng)的 SPSR 寄存器中，以

7、保存斷點處 的狀態(tài)。(3) 根據(jù)異常模式，把 CPSR 寄存器的模式位 M4:0設(shè)置成對應(yīng)的值。(4) 自動使 PC 指向相關(guān)的異常向量，從該向量地址處取一條指令進行執(zhí)行。2)退出異常(1) 將 保存在 R14 寄存器的值再回送到 PC 中。(2) 再將 SPSR 寄存器的值送回到 CPSR 寄存器中。(3) 對中斷禁止位標志進行清除。2.ARM 核中什么寄存器用于存儲 PC? R13 通常用來存儲什么？ R14 通常用來 存儲什么？( 7 分)答：存儲 PC: R15 程序計數(shù)器寄存器 R13:保存堆棧指針 SP寄存器 R14:用作子程序鏈接寄存器，也稱為 LR，用以保存返回地址。3.簡述

8、NAND Flash 和 NOR Flash 的特點？( 7 分) 答：NOR 和 NAND 是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。1) NAND Flash 特點(1) 以頁為單位進行讀和編程操作，1 頁為 256 或 512B (字節(jié))；(2) 以塊為單位進行擦除操作，1 塊為 4K、8K 或 16KB。具有快編程和快 擦除的功能，器塊擦除時間為 2ms；( 3)數(shù)據(jù)、地址采用同一總線，實現(xiàn)串行讀?。? 4)隨機讀取速度慢；(5) 芯片尺寸小，引腳少，是位成本(bit cost)最低的固態(tài)存儲器；( 6)芯片包含有失效塊，其數(shù)目最大可達到 335 塊(取決于存儲器密度) 。 失效塊不會影響

9、有效塊的性能， 但設(shè)計者需要將失效塊在地址映射表中屏 蔽起來。2) NOR Flash 特點( 1)程序和數(shù)據(jù)可存放在同一芯片上， 擁有獨立的數(shù)據(jù)總線和地址總線， 能 快速隨機讀取，允許系統(tǒng)直接從 Flash 中讀取代碼執(zhí)行，而無需先將代碼 下載到 RAM 中再執(zhí)行；( 2)可以單字節(jié)或單字編程；( 3)不能單字節(jié)擦除，必須以塊為單位或?qū)φ瑘?zhí)行擦除操作；( 4)在對存儲器進行重新編程之前需要對塊或整片進行預(yù)編程和擦除操作。4.試說明 看門狗 Watchdog 的作用和原理。(8 分)答： watchdog 一般是一個硬件模塊，其作用是，在嵌入式操作系統(tǒng)中，很 多應(yīng)用情況是系統(tǒng)長期運行且無人看

10、守， 所以難免怕萬一出現(xiàn)系統(tǒng)死機， 那就杯 具了，這時， watchdog 就會自動幫你重啟系統(tǒng)。watchdog 硬件的邏輯就是，其硬件上有個記錄超時功能，然后要求用戶需 要每隔一段時間 (此時間可以根據(jù)自己需求而配置) 去對其進行一定操作， 比如 往里面寫一些固定的值，俗稱“喂狗” ，那么發(fā)現(xiàn)超時了，即過了這么長時間還 不給喂食，那就認為系統(tǒng)是死機了，出問題了，就得重啟系統(tǒng)。如果不禁用 watchdog,那么就要單獨寫程序去定期“喂狗”，會很麻煩。畢竟此處另是去用 uboot 初始化必要的硬件資源和系統(tǒng)資源而已，完全用不到返個watchdog 的機制。 需要用到， 那也是 linux 內(nèi)核

11、跑起來了， 是系統(tǒng)關(guān)心的事情，和 uboot沒有關(guān)系，所以肯定此處要去關(guān)閉 watchdog (的 reset 功能)了。5.Boot Loader 在嵌入式系統(tǒng)中主要起什么作用？完成哪些主要的工作？(7分)答： Boot Loader 是在嵌入式系統(tǒng)復(fù)位啟動時， 操作系統(tǒng)內(nèi)核運行前， 執(zhí)行的一段程 序。通過 Boot Loader，初始化硬件設(shè)備，建立內(nèi)存和 IO 空間映射圖，為最終加 載操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)整好適當?shù)南到y(tǒng)軟硬件環(huán)境。6. 簡述 IRQ 異常處理過程。(7 分)答：IRQ 異常處理過程為：(1) 鏈接寄存器 R14_irq 保存：被執(zhí)行指令地址+4;(2) 狀態(tài)寄存器 SPSR_irq 保存：CPSR 寄存器的內(nèi)容；(3) 狀態(tài)寄存器 CPSR 的位4:0=0b10010;(4) CPSR 位5清 0, 6位不變;(5) CPSR 位7置 1;(6) 如采用大端配置，則 PC=0 xffff0018，否則 PC=0 x0000001 &7. 結(jié)合實際說明一下 ARM 的中斷進入和返回的過程。(7 分)答：1)中斷的進入過程：(1)將下一條指令的地址存入相應(yīng)連接寄存器LR,以便程序在處理異常返回時能從正確的位置重新開始執(zhí)行。(2) 將 CPSRS 制至咻目應(yīng)的 SPSF