嵌入式試題及答案

《嵌入式開(kāi)發(fā)》期中試卷試卷適用范圍：2011（本2一、填空題（146）習(xí)題11．填空題嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心、以 計(jì)算機(jī)技術(shù) 為基礎(chǔ)，軟、硬件可裁剪，適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等方面有特殊要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 嵌入性 、 專用性 與 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 是嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素。對(duì)象系統(tǒng) 是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。（工控機(jī)（、（MCU、SOC）。嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，硬件一般由高性能微處理器和（BSP層，板級(jí)支持包）連接。嵌入式系統(tǒng)從組織層次上看嵌入式系統(tǒng)一般由硬件層 、中間層 、件層和功能層組成。在專用的嵌入式板子上面運(yùn)行GNU/Linux系統(tǒng)已經(jīng)變得越來(lái)越流行。一個(gè)嵌入式Linux系統(tǒng)從軟件的角度看通常可以分為四個(gè)層次：引導(dǎo)加載程序 、Linux內(nèi)核 文件系統(tǒng) 、用戶應(yīng)用程序。嵌入式系統(tǒng)硬件的核心部件是各種類型的 嵌入式處理器 。嵌入式系統(tǒng)的核心部件是嵌入式處理器一般把嵌入式處理器分成4類即 處理器 、 微控制器 、 數(shù)字信號(hào)處理器 、和嵌入式片上系統(tǒng)。ARM公司首創(chuàng)了 chipless 的生產(chǎn)模式，專門(mén)從事基于RISC技術(shù)芯片的計(jì)開(kāi)發(fā)，公司本身并不生產(chǎn)芯片，而是設(shè)計(jì)出高效的IP內(nèi)核，授權(quán)給半導(dǎo)體公司使用。ARM7TDMI中，T表示 支持Thump指令集 D表示支持片上調(diào)試Debu。M表示內(nèi)嵌硬件乘法器Multiplie。I表示支持片上斷點(diǎn)和調(diào)試點(diǎn)。ARM9系列微處理器包含 ARM920T 、ARM922T和ARM940T三種類型以適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。ARM微處理器有兩種工作狀態(tài)： Thump狀態(tài) 、 ARM狀態(tài) 。通用寄存器分為三類：未分組寄存器、 分組寄存器 、 程序計(jì)數(shù)器（PC） 。異常 是由/外部源引起的需要處理器干預(yù)的一個(gè)事件。精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)InstructionSet和 復(fù)雜指令集算機(jī)CISC 是當(dāng)前CPU的兩種架構(gòu)。ARM微處理器的在較新的體系結(jié)構(gòu)中支持兩種指令集：ARM指令集 、Thump指令集 。MMU的作用有兩個(gè)：將虛擬地址轉(zhuǎn)化為物理地址 、對(duì)存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制 。習(xí)題2填空題交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境是由開(kāi)發(fā)主機(jī)和目標(biāo)板兩套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的。OK2440-II開(kāi)發(fā)板采用核心板+底板62層。一臺(tái)機(jī)器編譯生成的，一般把前者稱為目標(biāo)機(jī)，后者稱為宿主機(jī)。（4）基于ARM平臺(tái)的交叉編譯工具鏈主要有：arm-linux-*和arm-elf-*。arm-linux-*是針對(duì)linux的開(kāi)發(fā)環(huán)境的arm-elf-*是針對(duì)uCLinux的開(kāi)發(fā)環(huán)境11陳渝下學(xué)習(xí)和研究操作系統(tǒng)。于是借鑒了ARMulator的實(shí)現(xiàn)，提出了SkyEye項(xiàng)目。SkyEye是一個(gè)指令級(jí)CPU指令集，在SkyEye員可以通過(guò)SkyEye調(diào)試操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件。SkyEye模擬的硬件配置和模擬執(zhí)行行為由配置文件skyeye.conf項(xiàng)確定。skyeye.conf的選項(xiàng)主要由兩種組成：?jiǎn)螀?shù)選項(xiàng)行、項(xiàng)行。TFTPTCP/IP的簡(jiǎn)單協(xié)議，主要基于UDP協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。NFSSun統(tǒng)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互相分享各自的文件。習(xí)題3填空題目前，在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，使用的主要編程語(yǔ)言是 C 和 匯編 。從程序員的角度看， 函數(shù)庫(kù)實(shí)際上就是一些頭文件和庫(kù)文件或的集合。Linux下大多數(shù)函數(shù)默認(rèn)將頭文件放到 /usr/include 目錄下，而庫(kù)文件放到/usr/lib目錄下。靜態(tài)庫(kù)也叫做檔案（archiv共享庫(kù)享使用。GCC（GNUCompilerCollection）是一組編譯工具預(yù)處理和編譯，并且提供了與編譯器緊密相關(guān)的運(yùn)行庫(kù)libstdc++.so等）持。Makefile文件規(guī)則包含兩個(gè)部分： 依賴關(guān)系 和 生成目標(biāo)的方法 。編程庫(kù) 是指始終可以被多個(gè)Linux軟件項(xiàng)目重復(fù)使用的代碼集。在匯編語(yǔ)言中，用 助記符 代替操作碼，用 地址符號(hào) 代替地碼。PC機(jī)上，對(duì)于x86系列的處理器，有 和 Inter 兩種語(yǔ)格式。（11）目前常用的ARM編譯環(huán)境有2種：ARMASM、GNUARMASM。。（12）偽操作是ARM成匯編程序做各種準(zhǔn)備工作，在源程序匯編期間由 匯編程序 處理。宏指令 是由用戶按照宏定義格式編寫(xiě)的一段程序，其中語(yǔ)句可以是令、偽操作、偽指令，甚至是已定義的宏指令。用戶可以通過(guò) AREA 偽操作來(lái)定義一個(gè)段。匯編源程序的缺省入口是—start 標(biāo)號(hào)，用戶也可以在鏈接腳本文件中用ENTRY 標(biāo)志指明其它入口點(diǎn)。為了使C語(yǔ)言程序和匯編程序之間能夠互相調(diào)用，必須為子程序間的調(diào)用制定則，在ARM處理器中，這個(gè)規(guī)則被稱為規(guī)則 。4個(gè)時(shí)，使用R0-R34個(gè)寄存器來(lái)傳遞參數(shù)。在ARM816位機(jī)上的常用開(kāi)發(fā)方式類同。另一種就是基于操作系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法?！猘sm是以它開(kāi)頭的，是必不可少的。在ARM匯編語(yǔ)言程序中，子程序的調(diào)用一般是通過(guò)BL指令實(shí)現(xiàn)。ELF3類：可重定位的目標(biāo)文件、可執(zhí)行文件、共享庫(kù)。）可從兩個(gè)視角了解ELF文件格式：程序鏈接的視角、程序執(zhí)行的視角 。每一個(gè)鏈接過(guò)程都由鏈接腳本控制。二、簡(jiǎn)答題（54）簡(jiǎn)述ARMThumbARM指令集和Thumb指令集具有以下共同點(diǎn)：⒈較多的寄存器，可以用于多種用途。項(xiàng)目指令工作標(biāo)項(xiàng)目指令工作標(biāo)ARM指令CPSR的T=0Thumb指令CPSR的T=1志操作數(shù)尋址方式大多數(shù)指令為地址32指令長(zhǎng)度內(nèi)核指令條件執(zhí)行指令長(zhǎng)度內(nèi)核指令條件執(zhí)行令寄存器使用程序狀態(tài)寄存器異常處理3258大多數(shù)指令A(yù)LU15個(gè)通用寄存器+PC特權(quán)模式下可讀可寫(xiě)能夠全盤(pán)處理1630只有分支指令獨(dú)立的桶形移位器和ALU指令8個(gè)通用低寄存器+7個(gè)高寄存器+PC不能直接訪問(wèn)不能處理簡(jiǎn)述嵌入式操作系統(tǒng)的種類與特點(diǎn)。uC/OS-II：可應(yīng)用于8位，16、32位單片機(jī)或DSPwindowsCE：微軟開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)放的，可升級(jí)的32位嵌入式系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作系統(tǒng)VxWorks：專門(mén)為實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的Linux：類似于UNIX的操作系統(tǒng)PalmOS：是一個(gè)32位的嵌入式操作系統(tǒng)列出一些知名的嵌入式LinuxETLinux―設(shè)計(jì)用于在小型工業(yè)計(jì)算機(jī)，尤其是PC/104模塊上運(yùn)行的Linux的完全分發(fā)版。LEM―運(yùn)行在386上的小型（<8MB）多用戶、網(wǎng)絡(luò)Linux版本。LOAF―“LinuxOnAFloppy”分發(fā)版,運(yùn)行在386上。uClinux―在沒(méi)有MMU的系統(tǒng)上運(yùn)行的Linux。目前支持Motorola68K、MCF5206和MCF5207ColdFire微處理器。uLinux―在386上運(yùn)行的tinyLinux分發(fā)版。ThinLinuxX-10MP3播放器和其它類似的嵌入式應(yīng)用的最小化的Linux分發(fā)版。簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。嵌入式系統(tǒng)的硬件架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)圖1.2 嵌入式系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 圖1.3 嵌入式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程、開(kāi)發(fā)要點(diǎn)。系統(tǒng)需求分析。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。硬件/進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)集成。系統(tǒng)測(cè)試。通過(guò)模擬器進(jìn)行嵌入式學(xué)習(xí)，有哪些優(yōu)點(diǎn)？的廣闊領(lǐng)域可以模擬多種嵌入式開(kāi)發(fā)板，可以支持多種CPU更加方便開(kāi)發(fā)人員調(diào)試操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境主要由哪些工具組成？交叉調(diào)試環(huán)境包括宿主機(jī)端的交叉調(diào)試器和目標(biāo)機(jī)端的調(diào)試代理。簡(jiǎn)述采用交叉編譯的主要原因？采用交叉編譯的主要原因有兩個(gè)：首先，在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的起始階段，目標(biāo)平臺(tái)尚未建立，因此需要做交叉編譯，來(lái)生成所需的BootLoader以及操作系統(tǒng)內(nèi)核；其次，當(dāng)目標(biāo)平臺(tái)能夠啟動(dòng)之后，只好將編譯工程轉(zhuǎn)移到高性能的宿主機(jī)中進(jìn)行簡(jiǎn)述GCC源代碼預(yù)處理程序cppcpp02.C編譯器cc，cclcclplusgcc3.C++編譯器c++，cclplusg++4.庫(kù)文件簡(jiǎn)述編譯C源程序-----預(yù)處理器---編譯器----匯編器----鏈接器---可執(zhí)行程序使用編程庫(kù)的主要優(yōu)點(diǎn)？可以簡(jiǎn)化編程，實(shí)現(xiàn)代碼重復(fù)使用，進(jìn)而減小應(yīng)用程序的大小可以直接使用比較穩(wěn)定的代碼（9）簡(jiǎn)述匯編分類。X86下的AT&T和INTERARM系列的ARMASM和GNUARMASM在Casm(“匯編語(yǔ)句