嵌入式系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料

嵌入式系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱第一章什么是嵌入式系統(tǒng)？IEEE〔國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)〕的定義是什么？一般定義是什么？根據(jù)IEEE〔國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)〕的定義：嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置一般定義：“以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為根底、軟件硬件可裁剪、功能、可靠性、本錢、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。〞廣義上講，但凡帶有微處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可稱為嵌入式系統(tǒng)。從狹義上講，我們更加強(qiáng)調(diào)那些使用嵌入式微處理器構(gòu)成獨(dú)立系統(tǒng)，具有自己操作系統(tǒng)，具有特定功能，用于特定場(chǎng)合的嵌入式系統(tǒng)。這里所謂的嵌入式系統(tǒng)是指狹義上的嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)有哪些重要的特征？〔1〕系統(tǒng)內(nèi)核小由于嵌入式系統(tǒng)一般是應(yīng)用于小型電子裝置的，系統(tǒng)資源相對(duì)有限，所以內(nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。比方ENEA公司的OSE分布式系統(tǒng)，內(nèi)核只有5K，而Windows的內(nèi)核那么要大得多。〔２〕專用性強(qiáng)嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化很強(qiáng)，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常緊密，一般要針對(duì)硬件進(jìn)行系統(tǒng)的移植。即使在同一品牌、同一系列的產(chǎn)品中也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進(jìn)行修改。同時(shí)針對(duì)不同的任務(wù)，往往需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行較大更改，程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結(jié)合，這種修改和通用軟件的“升級(jí)〞是完全不同的概念?！玻场诚到y(tǒng)精簡(jiǎn)嵌入式系統(tǒng)一般沒(méi)有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上過(guò)于復(fù)雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)本錢，同時(shí)也利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平安。〔４〕高實(shí)時(shí)性O(shè)S這是嵌入式軟件的根本要求，而且軟件要求固態(tài)存儲(chǔ)，以提高速度。軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性、實(shí)時(shí)性。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的定義是什么？答：實(shí)時(shí)系統(tǒng)的正確性依賴于運(yùn)行結(jié)果的邏輯正確性和運(yùn)行結(jié)果產(chǎn)生的時(shí)間正確性，即實(shí)時(shí)系統(tǒng)必須在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)正確地響應(yīng)外部物理過(guò)程的變化。4，在典型的嵌入式系統(tǒng)組成中，可以分為哪四層？每一層具體是通常包含哪些單元？中間層BSP有哪些根本功能？答：硬件層，中間層，軟件層，功能層中間層BSP功能之一：硬件初始化片級(jí)初始化：主要完成CPU的初始化，把CPU從上電時(shí)的缺省狀態(tài)逐步設(shè)置成為系統(tǒng)所要求的工作狀態(tài)。板級(jí)初始化：完成CPU以外的其他硬件設(shè)備的初始化。除此之外，還要設(shè)置某些軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，為隨后的系統(tǒng)級(jí)初始化和應(yīng)用程序的運(yùn)行建立硬件和軟件環(huán)境。系統(tǒng)級(jí)初始化：這是一個(gè)以軟件初始化為主的過(guò)程，主要進(jìn)行操作系統(tǒng)初始化。BSP將控制轉(zhuǎn)交給操作系統(tǒng)，由操作系統(tǒng)進(jìn)行余下的初始化操作。包括加載和初始化與硬件無(wú)關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，建立系統(tǒng)內(nèi)存區(qū)，加載并初始化其他系統(tǒng)軟件模塊，比方網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、文件系統(tǒng)等；最后，操作系統(tǒng)創(chuàng)立應(yīng)用程序環(huán)境并將控制轉(zhuǎn)交給應(yīng)用程序的入口中間層BSP功能之二：盡管BSP中包含硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，但是這些設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序通常不直接由BSP使用，而是在系統(tǒng)初始化過(guò)程中由BSP把它們與操作系統(tǒng)中通用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序關(guān)聯(lián)起來(lái)，并在隨后的應(yīng)用中由通用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備的操作。5.嵌入式處理器可以分為幾大類？每一類代表的器件有哪些？第二章1,嵌入式硬件系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)包含那些局部？〔嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器、和輸入輸出〕嵌入式處理器的三大局部是什么？〔控制單元、算術(shù)邏輯單元和存放器〕2，什么是馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)？什么是哈佛體系結(jié)構(gòu)？各有哪些代表性的處理器？3復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)〔cisc〕和精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)〔risc〕各有什么特點(diǎn)？類別CISCRISC指令系統(tǒng)指令數(shù)量很多較少，通常少于100執(zhí)行時(shí)間有些指令執(zhí)行時(shí)間很長(zhǎng)，如整塊的存儲(chǔ)器內(nèi)容拷貝；或?qū)⒍鄠€(gè)存放器的內(nèi)容拷貝到存貯器沒(méi)有較長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間的指令編碼長(zhǎng)度編碼長(zhǎng)度可變，1-15字節(jié)編碼長(zhǎng)度固定，通常為4個(gè)字節(jié)尋址方式尋址方式多樣簡(jiǎn)單尋址操作可以對(duì)存儲(chǔ)器和存放器進(jìn)行算術(shù)和邏輯操作只能對(duì)存放器對(duì)行算術(shù)和邏輯操作，Load/Store體系結(jié)構(gòu)編譯難以用優(yōu)化編譯器生成高效的目標(biāo)代碼程序采用優(yōu)化編譯技術(shù)，生成高效的目標(biāo)代碼程序4.在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，什么是馮氏結(jié)構(gòu)體系、哈氏結(jié)構(gòu)體系？馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)也叫普林斯頓結(jié)構(gòu)，它的最大特征是什么？哈佛結(jié)構(gòu)，它的最大特征是什么？5．什么是CISC、RISC體系？其各自優(yōu)、缺點(diǎn)以及特點(diǎn)是什么？在指令數(shù)目上，CISC與RISC比擬，哪種結(jié)構(gòu)的指令數(shù)目多些？屬于CISC的代表性微處理器有哪些？屬于RISC的代表性處理器有哪些？ARM7TDMI屬于哪種體系？6.對(duì)于多字節(jié)類型的數(shù)據(jù)，在存儲(chǔ)器上有兩種存儲(chǔ)方式，分別是小端字節(jié)順序方式和大端字節(jié)順序方式，比方字符串?dāng)?shù)據(jù)“UNIX〞的ＡＳＣＩＩ碼數(shù)據(jù)｛0x55,0x4E,0x49,0x58}在16位字長(zhǎng)的微處理器上，以小端字節(jié)順序方式存儲(chǔ)下來(lái)，取出時(shí)該微處理器變成大端字節(jié)順序方式，那么取出的字符串是什么，數(shù)據(jù)怎么表示?4，在無(wú)操作系統(tǒng)的嵌入式軟件有哪幾種實(shí)現(xiàn)方式？循環(huán)輪詢系統(tǒng)，事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)〔前后臺(tái)〕5.按軟件結(jié)構(gòu)分類，操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)可以分為哪幾種不同的結(jié)構(gòu)？〔單體結(jié)構(gòu)如嵌入式Linux，分層結(jié)構(gòu)如MS-DOS和微內(nèi)核結(jié)構(gòu)如OS-9〕每一種結(jié)構(gòu)的代表性實(shí)例是什么？微內(nèi)核結(jié)構(gòu)下的軟件體系結(jié)構(gòu)如何？說(shuō)明它的特點(diǎn)?！膊僮飨到y(tǒng)內(nèi)核只包含最少的功能，如存儲(chǔ)管理和進(jìn)程管理；其他的操作系統(tǒng)組件以中間件的形式存在于內(nèi)核之外；設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完全從內(nèi)核中剝離，獨(dú)立成為一層；易于擴(kuò)展、調(diào)試方便〕6．什么是輪詢系統(tǒng)？什么是前后臺(tái)系統(tǒng)〔事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)〕？循環(huán)輪詢系統(tǒng)：〔PollingLoop〕最簡(jiǎn)單的軟件結(jié)構(gòu)，程序依次檢查系統(tǒng)的每個(gè)輸入條件，一旦條件成立就進(jìn)行相應(yīng)的處理事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：〔Event-Drivensystem〕事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是能對(duì)外部事件直接響應(yīng)的系統(tǒng)。它包括前后臺(tái)、實(shí)時(shí)多任務(wù)、多處理器等，是嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要形式7．多任務(wù)系統(tǒng)中，什么是占先式內(nèi)核？什么是非占先內(nèi)核？7．什么是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序？設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的主要功能有那些？直接與硬件打交道、對(duì)硬件進(jìn)行控制和管理的軟件。嵌入式硬件設(shè)備本身無(wú)法工作，需要軟件來(lái)驅(qū)動(dòng)，如初始化、控制、數(shù)據(jù)讀寫等8．嵌入式軟件的目標(biāo)有哪些？要優(yōu)化哪些資源的使用？答：函數(shù)必須正確；源代碼簡(jiǎn)潔、可讀性好、可維護(hù)；實(shí)時(shí)性要求較高的代碼能夠運(yùn)行得足夠快；目標(biāo)代碼小且高效?？傊?，要優(yōu)化對(duì)以下三種資源的使用：執(zhí)行時(shí)間；存儲(chǔ)空間；開(kāi)發(fā)/維護(hù)時(shí)間。9．函數(shù)的調(diào)用過(guò)程是怎樣的？系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，內(nèi)存分布狀況如何？不同的變量的存儲(chǔ)和作用域怎樣區(qū)別？ 當(dāng)一個(gè)函數(shù)被調(diào)用時(shí)：在內(nèi)存的?？臻g當(dāng)中為其分配一個(gè)棧幀，用來(lái)存放該函數(shù)的形參和局部變量；把實(shí)參變量的值復(fù)制到相應(yīng)的形參變量；控制轉(zhuǎn)移到該函數(shù)的起始位置；該函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行；控制流和返回值返回到函數(shù)調(diào)用點(diǎn)。10。什么是可重入函數(shù)？可以被一個(gè)以上的任務(wù)調(diào)用，而不必?fù)?dān)憂數(shù)據(jù)的破壞?？芍厝胄秃瘮?shù)任何時(shí)候都可以被中斷，一段時(shí)間以后又可以運(yùn)行，而相應(yīng)數(shù)據(jù)不會(huì)喪失。可重入型函數(shù)只使用局部變量，即變量保存在CPU存放器或棧中12．什么是資源？〔程序運(yùn)行時(shí)可使用的軟、硬件環(huán)境統(tǒng)稱為資源〕什么是共享資源？〔可以被一個(gè)以上任務(wù)使用的資源叫做共享資源〕什么是互斥？〔為了防止數(shù)據(jù)被破壞，每個(gè)任務(wù)在與共享資源打交道時(shí)，必須獨(dú)占該資源，這叫做互斥〕13．什么是進(jìn)程？進(jìn)程應(yīng)該包括哪些東西？一個(gè)進(jìn)程應(yīng)該包括：程序的代碼；程序的數(shù)據(jù)；PC中的值，用來(lái)指示下一條將運(yùn)行的指令；一組通用的存放器的當(dāng)前值，堆、棧；一組系統(tǒng)資源〔如翻開(kāi)的文件〕總之，進(jìn)程包含了正在運(yùn)行的一個(gè)程序的所有狀態(tài)信息。14．什么是任務(wù)？〔在許多嵌入式操作系統(tǒng)當(dāng)中，一般把能夠獨(dú)立運(yùn)行的實(shí)體稱為“任務(wù)〕任務(wù)切換是怎樣的？〔當(dāng)多任務(wù)內(nèi)核決定運(yùn)行另外的任務(wù)時(shí)，它保存正在運(yùn)行任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)，即CPU存放器中的全部?jī)?nèi)容。這些內(nèi)容保存在任務(wù)自已的棧區(qū)之中。入棧工作完成以后，就把下一個(gè)將要運(yùn)行的任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)從任務(wù)的棧中重新裝入CPU的寄予存器，并開(kāi)始下一個(gè)任務(wù)的運(yùn)行。這個(gè)過(guò)程就稱為任務(wù)切換〕任務(wù)有哪三種根本狀態(tài)？就緒，執(zhí)行，阻塞15．描述任務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是什么？〔描述任務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：任務(wù)控制塊〕包含哪些內(nèi)容？〔任務(wù)ID、任務(wù)的狀態(tài)、任務(wù)的優(yōu)先級(jí)；CPU上下文信息：通用存放器的值、PC存放器的值、程序狀態(tài)字、棧指針的值；如果在該OS中，任務(wù)描述的是進(jìn)程，那么還應(yīng)包括其他的一些內(nèi)容，如段表地址、頁(yè)表地址等存儲(chǔ)管理方面的信息；根目錄、文件描述字等文件管理方面的信息?！?7.任務(wù)在那些時(shí)間可以調(diào)度？當(dāng)一個(gè)新的任務(wù)被創(chuàng)立時(shí)，是執(zhí)行新任務(wù)還是繼續(xù)執(zhí)行父任務(wù)？當(dāng)一個(gè)任務(wù)運(yùn)行完畢時(shí)；當(dāng)一個(gè)任務(wù)由于I/O、信號(hào)量或其他的某個(gè)原因被阻塞時(shí)；當(dāng)一個(gè)I/O中斷發(fā)生時(shí)，說(shuō)明某個(gè)I/O操作已經(jīng)完成，而等待該I/O操作的任務(wù)轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)；在分時(shí)系統(tǒng)中，當(dāng)一個(gè)時(shí)鐘中斷發(fā)生時(shí)。18.嵌入式系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度算法的評(píng)價(jià)指標(biāo)有哪些？響應(yīng)時(shí)間〔responsetime〕：調(diào)度器為一個(gè)就緒任務(wù)進(jìn)行上下文切換的時(shí)間，以及任務(wù)在就緒隊(duì)列中等待的時(shí)間；周轉(zhuǎn)時(shí)間〔turnaroundtime〕：一個(gè)任務(wù)從提交到完成所經(jīng)歷的時(shí)間；調(diào)度開(kāi)銷〔overhead〕：調(diào)度算法在執(zhí)行時(shí)所需要的時(shí)間和空間開(kāi)銷；公平〔fairness〕：大致相當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)進(jìn)程所得到的CPU時(shí)間也應(yīng)是大致相同的，防止饑餓(starvation)；均衡：盡可能使整個(gè)系統(tǒng)的各局部〔CPU、I/O〕都忙起來(lái)，提高系統(tǒng)資源的使用效率；吞吐量〔Throughput〕：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的任務(wù)數(shù)。19．什么是優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法？〔優(yōu)先級(jí)算法〔PriorityScheduling〕：給每個(gè)任務(wù)設(shè)置一個(gè)優(yōu)先級(jí)，然后在所有就緒任務(wù)中選擇優(yōu)先級(jí)最高的那個(gè)任務(wù)去運(yùn)行〕任務(wù)優(yōu)先級(jí)有哪兩種確定方式？〔靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種〕20．大多數(shù)RTOS調(diào)度器都采用基于優(yōu)先級(jí)的可搶占調(diào)度算法，但在具體實(shí)現(xiàn)上要考慮哪些問(wèn)題：〔如何設(shè)定各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)？?jī)?yōu)先級(jí)是靜態(tài)設(shè)置的還是動(dòng)態(tài)可變的？算法的性能如何，能否滿足實(shí)時(shí)要求？〕21．任務(wù)間通信可以有哪幾種方式？共享內(nèi)存〔sharedmemory〕；消息傳遞〔messagepassing〕；管道〔pipe〕；信號(hào)〔signal〕。22．什么是代碼的臨界區(qū)？什么叫臨界資源？對(duì)共享內(nèi)存或共享文件的訪問(wèn)，可能會(huì)導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)條件的出現(xiàn)。我們把完成這類事情的那段代碼稱為“臨界區(qū)〞〔CriticalRegion〕，把需要互斥訪問(wèn)的共享資源稱為“臨界資源〞。23有哪幾種種方法，使得任何兩個(gè)任務(wù)都不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在臨界區(qū)中，就可以防止競(jìng)爭(zhēng)條件的出現(xiàn)？1當(dāng)一個(gè)任務(wù)進(jìn)入臨界區(qū)后，關(guān)閉所有的中斷；當(dāng)它退出臨界區(qū)時(shí)，再翻開(kāi)中斷。2可以采用各種基于繁忙等待(busywaiting)的策略，根本思路是：當(dāng)一個(gè)任務(wù)想要進(jìn)入它的臨界區(qū)時(shí)，首先檢查一下是否允許它進(jìn)入，假設(shè)允許，就直接進(jìn)入了；假設(shè)不允許，就在那里循環(huán)地等待，一直等到允許它進(jìn)入。24．什么是信號(hào)量？什么是原子操作？什么是P原語(yǔ)？什么是V原語(yǔ)？1965年由著名的荷蘭計(jì)算機(jī)科學(xué)家Dijkstra提出，其根本思路是用一種新的變量類型〔semaphore〕來(lái)記錄當(dāng)前可用資源的數(shù)量。有兩種實(shí)現(xiàn)方式：1〕semaphore的取值必須大于或等于0。0表示當(dāng)前已沒(méi)有空閑資源，而正數(shù)表示當(dāng)前空閑資源的數(shù)量；2〕semaphore的取值可正可負(fù)，負(fù)數(shù)的絕對(duì)值表示正在等待進(jìn)入臨界區(qū)的任務(wù)個(gè)數(shù)。信號(hào)量是由操作系統(tǒng)來(lái)維護(hù)的，任務(wù)只能通過(guò)初始化和兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)原語(yǔ)〔P、V原語(yǔ)〕來(lái)訪問(wèn)。初始化可指定一個(gè)非負(fù)整數(shù)，即空閑資源總數(shù)。P、V原語(yǔ)作為操作系統(tǒng)內(nèi)核代碼的一局部，是一種不可分割的原子操作〔atomicaction〕，在其運(yùn)行時(shí)，不會(huì)被時(shí)鐘中斷所打斷P原語(yǔ)：P是荷蘭語(yǔ)Proberen〔測(cè)試〕的首字母。申請(qǐng)一個(gè)空閑資源〔把信號(hào)量減1〕，假設(shè)成功，那么退出；假設(shè)失敗，那么該任務(wù)被阻塞；V原語(yǔ)：V是荷蘭語(yǔ)Verhogen〔增加〕的首字母。釋放一個(gè)被占用的資源〔把信號(hào)量加1〕，如果發(fā)現(xiàn)有被阻塞的任務(wù)，那么選擇一個(gè)喚醒之。25．如何用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)互斥？如何用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)同步？26．IO設(shè)備按數(shù)據(jù)組織分類包括哪兩種類型？塊設(shè)備：以數(shù)據(jù)塊來(lái)作為信息的存儲(chǔ)和傳輸單位，每個(gè)數(shù)據(jù)塊都有一個(gè)地址，如磁盤；字符設(shè)備：以字符來(lái)作為信息的存儲(chǔ)和傳輸單位，如打印機(jī)。27．CPU如何與設(shè)備控制器當(dāng)中的存放器以及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)有哪三種編址方式？采用哪三種方法實(shí)現(xiàn)IO的輸入輸出？I/O獨(dú)立編址；內(nèi)存映像編址；混合編址。程序循環(huán)檢測(cè)方式(ProgrammedI/O)；中斷驅(qū)動(dòng)方式(Interrupt-drivenI/O)；直接內(nèi)存訪問(wèn)方式(DMA,DirectMemoryAccess)；第三章ARM處理器體系結(jié)構(gòu)與指令集1.32位嵌入式微處理器的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有哪些？功耗。一般的嵌入式微處理器都有三種運(yùn)行模式：運(yùn)行模式〔operational〕；待機(jī)模式〔standbyorpowerdown〕；停機(jī)模式〔andclock-off〕。功耗的評(píng)測(cè)指標(biāo)是MIPS/W；代碼存儲(chǔ)密度。傳統(tǒng)的CISC指令集計(jì)算機(jī)具有較好的代碼存儲(chǔ)密度。而RISC指令集計(jì)算機(jī)由于要求指令編碼長(zhǎng)度固定，雖然可以簡(jiǎn)化和加速指令譯碼過(guò)程，但為了實(shí)現(xiàn)與CISC指令集計(jì)算機(jī)相同的作業(yè)，往往需要更多的指令來(lái)完成，從而增加了代碼長(zhǎng)度集成度。 嵌入式微處理器一般都為專用市場(chǎng)設(shè)計(jì)的，需要較高的集成度。但把所有的外圍設(shè)備都集成到一個(gè)芯片上也不是一種好的解決方案。這是因?yàn)楦呒啥仁剐酒兊脧?fù)雜，芯片引腳變密，增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和測(cè)試的復(fù)雜性。因此，集成外圍設(shè)備時(shí)必須要考慮簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并縮短整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。多媒體加速。 為實(shí)現(xiàn)多媒體加速功能，嵌入式微處理器的設(shè)計(jì)者在傳統(tǒng)的微處理器指令集的根底上增加JPEG和MPEG解壓縮的離散余弦變換指令。還有一些半導(dǎo)體廠商針對(duì)智能和移動(dòng)通訊市場(chǎng)的需求，將RISC微處理器和DSP集成在一個(gè)芯片上，如TI的OMAP。2.ARM7TDMI的關(guān)鍵部件有幾個(gè)？分別是什么？3.ARM處理器可以執(zhí)行兩套指令系統(tǒng)，分別為ARM態(tài)和Ｔｈｕｍｂ態(tài)，ARM指令和Thumb指令，指令長(zhǎng)度上有什么區(qū)別？〔32bits長(zhǎng)(ARM狀態(tài))16bits長(zhǎng)(Thumb狀態(tài))〕系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，處理器處于哪種狀態(tài)？〔ARM態(tài)〕7.程序計(jì)數(shù)器PC總是指向當(dāng)前指令的下兩條指令的地址，ARM處理器中，PC一般用那個(gè)存放器？〔R15〕當(dāng)ARM處理器處于ARM態(tài)時(shí)，PC為當(dāng)前指令的地址加8字節(jié)，Thumb狀態(tài)時(shí)，PC為當(dāng)前指令的地址加幾個(gè)字節(jié)？8.ARM處理器中，R13、R14、R15的功能各是什么，使用它們，細(xì)節(jié)上各自有什么特別要注意的地方？9.ARM處理器有哪幾種運(yùn)行模式？各是什么？特權(quán)模式和用戶模式各包括哪些運(yùn)行模式？處理器模式說(shuō)明備注用戶(usr)正常程序執(zhí)行模式不能直接切換到其它模式系統(tǒng)(sys)運(yùn)行操作系統(tǒng)的特權(quán)任務(wù)與用戶模式類似，但具有可以直接切換到其它模式等特權(quán)快中斷(fiq)支持高速數(shù)據(jù)傳輸及通道處理FIQ異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式中斷(irq)用于通用中斷處理IRQ異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式管理(svc)操作系統(tǒng)保護(hù)模式系統(tǒng)復(fù)位和軟件中斷響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式中止(abt)用于支持虛擬內(nèi)存和/或存儲(chǔ)器保護(hù)在ARM7TDMI沒(méi)有大用處未定義(und)支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真未定義指令異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式10.ARM允許多種尋址方式，例如MOVR0，R1，這里源操作數(shù)和目的操作數(shù)使用的都是存放器尋址，那么指令LDRR0，[R1，#4],這里源操作數(shù)使用的尋址方式是叫什么？那么指令LDRR0，[R1],這里源操作數(shù)使用的尋址方式是什么？，該指令助記符的含義是什么？與LDR相對(duì)應(yīng)的指令助記符是什么？11.ARM7使用了幾級(jí)流水線，分別是什么？ARM9使用了幾級(jí)流水線？分別是什么？ARM7:3級(jí)-取指，譯碼，執(zhí)行。ARM9:5級(jí)-取指，指令譯碼，執(zhí)行，緩沖/數(shù)據(jù)，回寫。12.ARM微處理器的存放器在邏輯上有多少個(gè)?分別是什么？13.ARM處理器支持哪幾種異常？按響應(yīng)異常的優(yōu)先級(jí)分類，優(yōu)先級(jí)最高的是什么？最低的是什么？進(jìn)入、退出異常時(shí)，ARM處理器分別要執(zhí)行什么操作？FIQ，IRQ(InterruptReQuest)，未定義指令，預(yù)取中止，數(shù)據(jù)中止，復(fù)位，軟件中斷Softwareinterrupt。優(yōu)先級(jí)最高：復(fù)位，最低：未定義指令。進(jìn)入：拷貝CPSR到SPSR_<mode>，設(shè)置適當(dāng)?shù)腃PSR位，保存返回地址到LR_<mode>，設(shè)置PC為相應(yīng)的異常向量退出：1.〔R14〕中的值減去偏移量后存入PC，偏移將LR量根據(jù)異常的類型而有所不同；2.將SPSR的值復(fù)制回CPSR；3.清零在入口置位的中斷禁止標(biāo)志。14.在ARM處理器中，把CPSR或SPSR的內(nèi)容讀出到通用存放器中，有什么特別的要求？想修改CPSR存放器的值為0XFF，應(yīng)該用什么指令？怎么做？15.閱讀分析代碼，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)存放器值的內(nèi)容相加。;文件名：TEST1.S;功能：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)存放器相加;說(shuō)明：使用ARMulate軟件仿真調(diào)試 AREA Example1,CODE,READONLY ;聲明代碼段Example1 ENTRY ;標(biāo)識(shí)程序入口 CODE32 ;聲明32位ARM指令START MOV R0,#0 ;設(shè)置參數(shù) MOV R1,#10LOOP BL ADD_SUB ;調(diào)用子程序ADD_SUB B LOOP ;跳轉(zhuǎn)到LOOPADD_SUB ADDS R0,R0,R1 ;R0=R0+R1 MOV PC,LR ;子程序返回 END ;文件結(jié)束16．分析一段指令執(zhí)行前后的變化PREr0=0x00000000,r1=0x00009000,Mem32[0x00009000]=0x01010101Mem32[0x00009004]=0x02023202回寫型前變址尋址：LDRr0,[r1,#0x4]！POSTr0=0x02023202,r1=0x00009004前變址尋址：LDRr0,[r1,#0x4]POSTr0=0x02023202,r1=0x00009000后變址尋址：LDRr0,[r1],#0x4POSTr0=0x01010101,r1=0x0000900417．完成一個(gè)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)塊拷貝目的目的源高地址低地址拷貝存儲(chǔ)地址r9r11r10注：r9——存放源數(shù)據(jù)的起始地址r10——存放目標(biāo)起始地址r11——存放源結(jié)束地址loopLDMIAr9!,{r0-r7};裝載32字節(jié)并更新r9指針STMIAr10!,{r0-r7};存儲(chǔ)32字節(jié)并更新r10指針CMPr9,r11;是否到達(dá)結(jié)束地址BNEloop;不相等跳轉(zhuǎn)第四局部1．μC/OS主要特點(diǎn)有哪些？公開(kāi)源代碼可移植性〔Portable〕絕大局部C/OS-II的源碼是用移植性很強(qiáng)的ANSIC寫的。和微處理器硬件相關(guān)的那局部是用匯編語(yǔ)言寫的。匯編語(yǔ)言寫的局部已經(jīng)壓到最低限度，使得C/OS-II便于移植到其他微處理器上。C/OS-II可以在絕大多數(shù)8位、16位、32位以至64位微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器〔DSP〕上運(yùn)行。可固化〔ROMable〕C/OS-II是為嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，這就意味著，只要讀者有固化手段〔C編譯、連接、下載和固化〕，C/OS-II可以嵌入到讀者的產(chǎn)品中成為產(chǎn)品的一局部。可裁剪〔Scalable〕可以只使用C/OS-II中應(yīng)用程序需要的那些系統(tǒng)效勞。也就是說(shuō)某產(chǎn)品可以只使用很少幾個(gè)C/OS-II調(diào)用，而另一個(gè)產(chǎn)品那么使用了幾乎所有C/OS-II的功能，這樣可以減少產(chǎn)品中的C/OS-II所需的存儲(chǔ)器空間〔RAM和ROM〕。這種可剪裁性是靠條件編譯實(shí)現(xiàn)的。占先式〔Preemptive〕多任務(wù)C/OS-II可以管理64個(gè)任務(wù)，然而，目前這一版本保存8個(gè)給系統(tǒng)。應(yīng)用程序最多可以有256個(gè)任務(wù)可確定性全部C/OS-II的函數(shù)調(diào)用與效勞的執(zhí)行時(shí)間具有可確定性。任務(wù)棧每個(gè)任務(wù)有自己?jiǎn)为?dú)的棧，C/OS-II允許每個(gè)任務(wù)有不同的?？臻g，以便壓低應(yīng)用程序?qū)AM的需求。系統(tǒng)效勞C/OS-II提供很多系統(tǒng)效勞，例如郵箱、消息隊(duì)列、信號(hào)量、塊大小固定的內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放、時(shí)間相關(guān)函數(shù)等。中斷管理中斷可以使正在執(zhí)行的任務(wù)暫時(shí)掛起，如果優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)被該中斷喚醒，那么高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)在中斷嵌套全部退出后立即執(zhí)行，中斷嵌套層數(shù)可達(dá)255層。穩(wěn)定性與可靠性2.μC/OS允許管理有多少個(gè)任務(wù)，用戶可以有多少個(gè)任務(wù)？系統(tǒng)保存的幾個(gè)任務(wù)是什么？μC/OS-Ⅱ可以管理多達(dá)64個(gè)任務(wù)；系統(tǒng)保存了優(yōu)先級(jí)為0、1、2、3、OS_LOWEST_PRIO-3、OS_LOWEST_PRI0-2，OS_LOWEST_PRI0-1以及OS_LOWEST_PRI0這8個(gè)任務(wù)以被將來(lái)使用，用戶可以有56個(gè)應(yīng)用任務(wù)3．任務(wù)的組成包括那些局部？任務(wù)控制塊----uC/OS-II進(jìn)行任務(wù)管理用的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。任務(wù)代碼----描述任務(wù)算法的程序編碼。任務(wù)堆棧----任務(wù)的工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。4.μC/OS中任務(wù)有五種狀態(tài)，相互間轉(zhuǎn)換需要特定的條件，試用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖描述。5．任務(wù)堆棧在系統(tǒng)中有哪些應(yīng)用？任務(wù)堆棧是任務(wù)的三大組成局部之一。保存CPU存放器現(xiàn)場(chǎng)〔R0~R12、LR、SPSR等〕。本Task的私有數(shù)據(jù)。6.TCB中各成員的作用是什么？7．什么是任務(wù)就緒表？任務(wù)優(yōu)先級(jí)和任務(wù)就緒表的映射關(guān)系是怎樣的？任務(wù)就緒表：每個(gè)任務(wù)的就緒態(tài)標(biāo)志放入在就緒表中，就緒表中有兩個(gè)變量OSRdyGrp和OSRdyTbl[]。在OSRdyGrp中，任務(wù)按優(yōu)先級(jí)分組，8個(gè)任務(wù)為一組。OSRdyGrp中的每一位表示8組任務(wù)中每一組中是否有進(jìn)入就緒態(tài)的任務(wù)。任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)時(shí)，就緒表OSRdyTbl[]中的相應(yīng)元素的相應(yīng)位也置位。映射關(guān)系：uC/OS-II最多管理64個(gè)任務(wù)，Prio值域：0~63，對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)000,000~111,111〔6bit〕，OSRdyGrp〔任務(wù)組就緒變量〕8bit，任務(wù)就緒數(shù)組元素OSRdyTbl也是8bit。prio.D[5:3]---對(duì)應(yīng)OSRdyTbl的下標(biāo)〔任務(wù)組號(hào)y〕，也對(duì)應(yīng)OSRdyGrp的比特位號(hào)。prio.D[2:0]---對(duì)應(yīng)OSRdyTbl元素的位號(hào)〔任務(wù)組號(hào)x〕8.舉例說(shuō)明優(yōu)先級(jí)在任務(wù)就緒表中的表示。答：舉例：prio=29的任務(wù)在任務(wù)就續(xù)表中的表示。prio=29，其8進(jìn)制表示為：35O9．如何實(shí)現(xiàn)任務(wù)優(yōu)先級(jí)到就緒表的操作？怎樣從任務(wù)就緒表中獲得當(dāng)前優(yōu)先的最高的優(yōu)先級(jí)號(hào)？操作：如果prio是任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，即任務(wù)的標(biāo)識(shí)號(hào)，那么將任務(wù)放入就緒表，即使任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)的方法是：OSRdyGrp|=OSMapTbl[prio>>3];OSRdyTbl[prio>>3]|=OSMapTbl[prio&0x07];假設(shè)優(yōu)先級(jí)為12——1100bOSRdyGrp|=OSMapTbl[12>>3](0x02)；OSRdyTbl[1]|=0x10;獲得優(yōu)先級(jí)號(hào)：將優(yōu)先級(jí)數(shù)分解為高三位和低三位分別確定；高優(yōu)先級(jí)有著小的優(yōu)先級(jí)號(hào)；10．μC/OS中有哪幾個(gè)任務(wù)調(diào)度器？任務(wù)調(diào)度器有哪兩項(xiàng)工作？任務(wù)調(diào)度器的兩項(xiàng)主要工作：①?gòu)娜蝿?wù)就緒表中查找優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)，②實(shí)現(xiàn)任務(wù)切換。uC/OS-II中有兩個(gè)“任務(wù)調(diào)度器〞：任務(wù)級(jí)的調(diào)度器(OS_Sched())，中斷級(jí)的調(diào)度器(OSIntCtxSw())11．任務(wù)切換宏OS_TASK_SW()依次完成的7項(xiàng)工作是什么？被中止Task的斷點(diǎn)指針〔PC〕入棧保護(hù)被中止Task通用存放器入棧保護(hù)被中止Task系統(tǒng)管理SP→該TCB->OSTCBStkPtr獲得待運(yùn)行任務(wù)TCB獲得待運(yùn)行任務(wù)TCB->OSTCBStkPtr恢復(fù)待運(yùn)行任務(wù)CPU現(xiàn)場(chǎng)〔不包含PC〕切換CPU.PC，使CPU接續(xù)運(yùn)行待運(yùn)行Task斷點(diǎn)。12．某系統(tǒng)中有Task_A、Task_B兩個(gè)任務(wù)都要使用公共資源〔例如UART〕，他們可以分別使用，但不能同時(shí)使用。如何用信號(hào)量的方法解決此問(wèn)題？答：……OS_EVENT*UART_Flag;//聲明事件指針變量INT8Uerr; //聲明全局狀態(tài)變量……voidmain(void){OSInit();UART_Flag=OSSemCreate(1);//創(chuàng)立信號(hào)量OSTaskCreate(Task_A,……);//創(chuàng)立任務(wù)AOSTaskCreate(Task_B,……);//創(chuàng)立任務(wù)BOSStart();}voidTask_A(void*pdata){……;for(;;) //任務(wù)體A{OSSemPend(UART_Flag,0,&err);//請(qǐng)求信號(hào)量UART_FlagFunction(UART); //使用信號(hào)量UART_FlagOSSemPost(UART_Flag); //發(fā)送信號(hào)量UART_FlagOSTimeDly(nnnn); //Task_A延時(shí)nnnn個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍}}voidTask_B(void*pdata){……;for(;;) //任務(wù)體B{OSSemPend(UART_Flag,0,&err);//請(qǐng)求信號(hào)量UART_FlagFunction(UART); //使用信號(hào)量UART_FlagOSSemPost(UART_Flag); //發(fā)送信號(hào)量UART_FlagOSTimeDly(mmm); //Task_B延時(shí)mmm個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍}}13．某系統(tǒng)中有Task_A、Task_B兩個(gè)任務(wù)，假設(shè)想執(zhí)行Task_B，必須首先經(jīng)過(guò)Task_A。如何用信號(hào)量的方法，將Task_B作為Task_A的后續(xù)功能，解決此問(wèn)題?答：……OS_EVENT*Task_Flag;//聲明信號(hào)量……voidmain(void){OSInit();Task_Flag=OSSemCreate(0);//創(chuàng)立信號(hào)量OSTaskCreate(Task_A,……);//創(chuàng)立任務(wù)AOSTaskCreate(Task_B,……);//創(chuàng)立任務(wù)BOSStart();}voidTask_A(void*pdata){……;for(;;) //任務(wù)體A{OSSemPost(Task_Flag);//發(fā)送信號(hào)量Task_Flag…… ； //Task_A業(yè)務(wù)功能代碼OSTimeDly(nnnn); //Task_A延時(shí)nnnn個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍}}voidTask_B(void*pdata){……;for(;;) //任務(wù)體B{OSSemPend(Task_Flag,0,&err);//請(qǐng)求信號(hào)量Task_Flag……； //Task_B業(yè)務(wù)功能代碼/*OSTimeDly(mmm); //Task_B延時(shí)mmm個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍*/}}14．什么是任務(wù)的優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象？發(fā)生的原因是什么？如何解決？答：是指在剝奪式OS中，當(dāng)任務(wù)以獨(dú)占方式使用共享資源時(shí)，低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)可能先于高優(yōu)先級(jí)任務(wù)得到系統(tǒng)調(diào)度而運(yùn)行的現(xiàn)象。原因：低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)獨(dú)占共享資源，迫使高優(yōu)先級(jí)任務(wù)因等待資源而讓出CPU。解決方法：暫時(shí)提升獲得共享資源任務(wù)的優(yōu)先級(jí)別，盡快釋放共享資源，之后再恢復(fù)其原有的優(yōu)先級(jí)別。15．某系統(tǒng)中有Task_A、Task_B兩個(gè)任務(wù)都要使用公共資源〔例如UART〕，他們可以分別使用，但不能同時(shí)使用；Task_A、Task_B兩任務(wù)的優(yōu)先級(jí)之間還存在許多中間優(yōu)先級(jí)的任務(wù)；例如：Prio(Task_A)=3,Prio(Task_B)=20,優(yōu)先級(jí)在[3,20]之間還存在5個(gè)任務(wù)Task_1,Task_2,……,Task_5，有可能引起優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)。如何使用互斥信號(hào)量的方法解決此問(wèn)題？答：……OS_EVENT*UART_Flag;//聲明信號(hào)量INT8Uerr; //聲明全局狀態(tài)變量……voidmain(void){OSInit();UART_Flag=OSMutexCreate(2,&err);//創(chuàng)立互斥信號(hào)量OSTaskCreate(Task_A,……,3);//創(chuàng)立任務(wù)AOSTaskCreate(Task_B,……,20);//創(chuàng)立任務(wù)BOSTaskCreate(Task_1,……,6);……OSTaskCreate(Task_5,……,18);OSStart();}voidTask_A(void*pdata){……;for(;;) //任務(wù)體A{OSMutexPend(UART_Flag,0,&err);//請(qǐng)求信號(hào)量UART_FlagFunction(UART); //使用信號(hào)量UART_FlagOSMutexPost(UART_Flag);//發(fā)送信號(hào)量UART_FlagOSTimeDly(nnnn); //Task_A延時(shí)nnnn個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍}}voidTask_B(void*pdata){……;for(;;) //任務(wù)體B{OSMutexPend(UART_Flag,0,&err);//請(qǐng)求信號(hào)量UART_FlagFunction(UART); //使用信號(hào)量UART_FlagOSMutexPost(UART_Flag);//發(fā)送信號(hào)量UART_FlagOSTimeDly(mmm); //Task_B延時(shí)mmm個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍}}16．某應(yīng)用系統(tǒng)含有“數(shù)據(jù)采集〞任務(wù)Task_A和“數(shù)據(jù)處理〞任務(wù)Task_B；Task_A周期性的定時(shí)采集數(shù)據(jù)，如何用消息郵箱的方式將數(shù)據(jù)傳送到Task_B處理?答：INT16Uzql_data; //存放AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)OS_EVENT*Dt_box; //消息郵箱指針voidmain(void){OSInit();Dt_box=OSMboxCreate(void*0);//創(chuàng)立(空)消息郵箱OSTaskCreate(Task_A,…); //創(chuàng)立Task_AOSTaskCreate(Task_B,…); //創(chuàng)立Task_BOSStart();}voidTask_A(void*pdata) //采集數(shù)據(jù)任務(wù){(diào)for(;;){……; //啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換zql_data=GetAD(); //得到一次轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)OSMboxPost(Dt_box,&zql_data); //將zql_data數(shù)據(jù)發(fā)送到消息郵箱OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0) //定時(shí)1秒}}voidTask_B(void*pdata) //處理數(shù)據(jù)任務(wù){(diào)INT16U*data_B;for(;;){……; //其他業(yè)務(wù)data_B=OSMboxPend(