嵌入式系統(tǒng)模擬試題及答案

第4頁(yè)（共4頁(yè)）學(xué)習(xí)中心/函授站_姓名學(xué)號(hào)西安電子科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學(xué)院2014學(xué)年下學(xué)期《嵌入式系統(tǒng)》期末考試試題（綜合大作業(yè)）題號(hào)一二三四五總分題分2010302020得分考試說(shuō)明：1、大作業(yè)于2014年12月25日下發(fā)，2015年1月10日交回；2、考試必須獨(dú)立完成，如發(fā)現(xiàn)抄襲、雷同均按零分計(jì)；3、答案須手寫(xiě)完成，要求字跡工整、卷面干凈。一、問(wèn)題簡(jiǎn)述（每小題4分，共20分）1、簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)的定義和組成結(jié)構(gòu)。答：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)，并軟硬件可剪裁、功能、,可靠性、體積、重量、成本、功耗、成本、安裝方式等方面符合要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、存儲(chǔ)與I/O部分、外設(shè)與執(zhí)行部分、嵌入式軟件等四個(gè)部分組成。2、簡(jiǎn)單說(shuō)明ARM微處理器的特點(diǎn)。答：(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，能很好地兼容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，通過(guò)Load/Store結(jié)構(gòu)在內(nèi)存和寄存器之間批量傳遞數(shù)據(jù)。(5)尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高。(6)指令長(zhǎng)度固定。3、簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程。答：①在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，一般采用的方法是首先在通用PC機(jī)上的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中編程；②然后通過(guò)交叉編譯和鏈接，將程序轉(zhuǎn)換成目標(biāo)平臺(tái)(嵌入式系統(tǒng))可以運(yùn)行的二進(jìn)制代碼；③接著通過(guò)嵌入式調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試正確；④最后將程序下載到目標(biāo)平臺(tái)上運(yùn)行。要強(qiáng)調(diào)，選擇合適的開(kāi)發(fā)工具和調(diào)試工具，對(duì)整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)都非常重要。4、簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要考慮的因素。答：在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要考慮到實(shí)時(shí)性、可靠性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性、可升級(jí)、可配置、易于操作、接口規(guī)范、抗干擾、物理尺寸、重量、功耗、成本、開(kāi)發(fā)周期等多種因素。5、什么是BootLoader，了解其在嵌入式系統(tǒng)中作用。答：就是啟動(dòng)載入或引導(dǎo)加載又叫自舉裝載。由于系統(tǒng)加電后需要首先運(yùn)行BootLoader這段程序，因此它需要放在系統(tǒng)加電后最先取指令的地址上。嵌入式處理器的生產(chǎn)廠商都為其處理器預(yù)先安排了一個(gè)在系統(tǒng)加電或復(fù)位后最先取指令的地址。二、名詞解釋（每小題2分，共10分）1、DSP(DigitalSignalProcessor)，數(shù)字信號(hào)處理器，一種特別用于快速處理數(shù)字信號(hào)的微處理器。DSP處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使其適合于執(zhí)行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高。2、RTOSRealTimeOperatingSystem.譯為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)是指一個(gè)能夠在指定的或者確定的時(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)。3、BSP設(shè)計(jì)板級(jí)支持包（BSP）的目的主要是為驅(qū)動(dòng)程序提供訪問(wèn)硬件設(shè)備寄存器的函數(shù)包，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)的支持。類似于PC機(jī)上的BIOS，是一個(gè)承上啟下的軟件層次。由嵌入OS和用戶開(kāi)發(fā)相結(jié)合取得。BSP一般是在嵌入式系統(tǒng)上固化存放。4、總線競(jìng)爭(zhēng)就是在同一總線上，同一時(shí)刻，有兩個(gè)以上器件要通過(guò)總線輸出數(shù)據(jù)和狀態(tài)。發(fā)生總線爭(zhēng)用現(xiàn)象。可能會(huì)造成總線上數(shù)據(jù)或邏輯混亂。5、微內(nèi)核嵌入式操作系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)劃分功能，用很短的結(jié)構(gòu)（幾到幾十千字節(jié)）實(shí)現(xiàn)最基本和很具體的功能，此結(jié)構(gòu)成為微內(nèi)核結(jié)構(gòu)。三、填空題（每小題3分，共30分）1、嵌入式開(kāi)發(fā)一般采用_宿主機(jī)/目標(biāo)機(jī)方式_方式，其中宿主機(jī)一般是指PC機(jī)或者臺(tái)式機(jī)）。2、嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、_____________、_______________、__________等四個(gè)部分組成。3、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須優(yōu)先考慮的問(wèn)題有：CPU選擇、人機(jī)接口、可靠性、實(shí)時(shí)運(yùn)行和速度、功能擴(kuò)展、能耗和體積等問(wèn)題。4、嵌入式處理器的層次分為：1）嵌入式微控制器；2）_2）嵌入式處理器_；3）嵌入式DSP；4）嵌入式片上系統(tǒng)_。5、選擇ARM處理器需要考慮的四大因素有：內(nèi)核/版本；工作頻率；片內(nèi)存儲(chǔ)容量；片內(nèi)功能模塊。6、為了提高的開(kāi)發(fā)的效率，降低開(kāi)發(fā)難度，提高重用性，經(jīng)驗(yàn)告訴大家：__基于嵌入式操作系統(tǒng)，采用模塊化方式是開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)軟件的必由之路。7、哈佛體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)空間和地址空間_分開(kāi)_，ARM920T采用哈佛體系_。8、由于嵌入式系統(tǒng)本身不具備__執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性__，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不能對(duì)其程序功能進(jìn)行修改的，須有一套__開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境___才能進(jìn)行交叉開(kāi)發(fā)。9、一般而言，嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)架可以分為4個(gè)部分：處理器、_存儲(chǔ)部分____、輸入/輸出和軟件，一般軟件亦分為_(kāi)_嵌入式OS____和應(yīng)用軟件兩個(gè)主要部分。10、A/D變換器工作原理可分__逐次比較式____和___雙積分__兩種工作方式。四、選擇題（每小題2分，共20分）1、下面哪點(diǎn)不是嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)？（C）A．內(nèi)核精簡(jiǎn)B．專用性強(qiáng)C．功能強(qiáng)大D．高實(shí)時(shí)性2、下面關(guān)于DMA方式的描述，不正確的是（C）。A．DMA方式使外設(shè)接口可直接與內(nèi)存進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)傳輸B．DMA方式在外設(shè)與內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)不需要CPU干預(yù)C．采用DMA方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，首先需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)D．DMA方式執(zhí)行I/O交換要有專門(mén)的硬件電路3、關(guān)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的任務(wù)調(diào)度器，以下描述中正確的是（B）。A．任務(wù)之間的公平性是最重要的調(diào)度目標(biāo)B．大多數(shù)RTOS調(diào)度算法都是可搶占式（可剝奪式）的C．RTOS調(diào)度器都采用了基于時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的調(diào)度算法D．RTOS調(diào)度算法只是一種靜態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法4、利用（A）完全把系統(tǒng)軟件和硬件部分隔離開(kāi)來(lái)，從而大大提高了系統(tǒng)的可移植性。A．硬件抽象層B．驅(qū)動(dòng)映射層C．硬件交互層D．中間層5、在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中，以下敘述中正確的是（C）。A．宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間只需要建立邏輯連接即可B．在嵌入式系統(tǒng)中，調(diào)試器與被調(diào)試程序一般位于同一臺(tái)機(jī)器上C．在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，通常采用的是交叉編譯器D．宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間的通信方式只有串口和并口兩種6、下列關(guān)于D/A變換器接口的描述，不正確的是（C）。A．它是嵌入式微機(jī)系統(tǒng)與外部模擬控制對(duì)象的重要控制接口B．它通常由模擬開(kāi)關(guān)、權(quán)電阻電路、緩沖電路組成C．它也可以把外界的模擬量變換成數(shù)字量D．它輸出的模擬量可以是電流，也可以是電壓7、下面哪個(gè)特點(diǎn)不屬于USB設(shè)備的特點(diǎn)？（B）A．串行通信方式B．不可熱撥插C．分HOST、DEVICE和HUBD．通信速率比RS232快8、軟件需求分析階段的任務(wù)不應(yīng)該包括（A）。A．結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)B．問(wèn)題分析C．可靠性與安全性要求D．確定功能與性能要求9、以下關(guān)于硬件抽象層的論述，不合適的是（B）。A．采用硬件抽象層可以大大提高系統(tǒng)的移植性B．采用硬件抽象層可以大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率C．采用硬件抽象層可以縮短系統(tǒng)的測(cè)試周期D．采用硬件抽象層有助于提高系統(tǒng)的可靠性10、在嵌入式系統(tǒng)中，采用查詢方式實(shí)現(xiàn)輸入輸出的主要原因是（C）。A．速度最快B．CPU可以不介入C．實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易D．在對(duì)多個(gè)事件查詢工作時(shí)，能對(duì)突發(fā)事件做出實(shí)時(shí)響應(yīng)五、綜合測(cè)試題（20分）（選做1題）1、用嵌入式處理器開(kāi)發(fā)一個(gè)嵌入式數(shù)碼語(yǔ)音錄放裝置，請(qǐng)給出模塊化設(shè)計(jì)框圖，并對(duì)各組成部分作簡(jiǎn)單解釋。解答:根據(jù)題意，畫(huà)出模塊框圖如下。選擇ARM7為嵌入式處理器，完成功能的控制和管理；解碼器將存儲(chǔ)的錄音文件解碼為語(yǔ)音信號(hào)信號(hào)；大容量存儲(chǔ)器可選SRAM或FLASH存儲(chǔ)器用于存放文件；信號(hào)調(diào)理電路將麥克風(fēng)錄入信號(hào)放大輸入ARM7進(jìn)行采集，還有簡(jiǎn)單按鍵和LCD顯示器等完成人機(jī)交互。可用C或匯編編寫(xiě)系統(tǒng)控制管理和各功能程序。大容量存儲(chǔ)器及語(yǔ)音芯片大容量存儲(chǔ)器及語(yǔ)音芯片信號(hào)調(diào)理電路線輸入信號(hào)調(diào)理電路嵌入式處理器解碼播放電路嵌入式處理器解碼播放電路MIC輸入人機(jī)交互和控制管理軟硬件人機(jī)交互和控制管理軟硬件2、利用嵌入式CPU設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)一個(gè)嵌入式、數(shù)碼顯示的溫度檢測(cè)裝置，請(qǐng)給出模塊化設(shè)計(jì)框圖。并將主要模塊試作簡(jiǎn)單說(shuō)明。解答：大致框圖如下：數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器溫度傳感器 溫度傳感器信號(hào)調(diào)理電路嵌入式處理器顯示接口和驅(qū)動(dòng)電路LED/LCD數(shù)碼顯示器控制和調(diào)節(jié)接口信號(hào)調(diào)理電路嵌入式處理器顯示接口和驅(qū)動(dòng)電路LED/LCD數(shù)碼顯示