嵌入式系統(tǒng)課后習(xí)題及答案

第1章嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)什么是嵌入式系統(tǒng)？它由哪幾部分組成？有何特點？寫出你所想到的嵌入式系統(tǒng)。答：（1）定義：國內(nèi)對嵌入式系統(tǒng)的一般定義是：以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，從而能夠適應(yīng)實際應(yīng)用中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。（2）組成：嵌入式處理器、外圍設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等幾部分組成。（3）特點：a.軟硬件一體化，集計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、行業(yè)技術(shù)于一體；b.需要操作系統(tǒng)支持，代碼小，執(zhí)行速度快；c.專用緊湊，用途固定，成本敏感；d.可靠性要求高；e.多樣性，應(yīng)用廣泛，種類繁多。（4）嵌入式系統(tǒng)：個人數(shù)字助理（PDA）、機頂盒（STB）、IP電話。嵌入式處理器分為哪幾類？答：（1）低端的微控制器（MicroControllerUnit,MCU）；（2）中高端的嵌入式微處理器（EmbededMicroProcessorUnit,EMPU）；（3）通信領(lǐng)域的DSP處理器（DigitalSignalProcessor,DSP）；（4）高度集成的片上系統(tǒng)（SystemonChip,SoC）。ARM英文原意是什么？它是一個怎樣的公司？其處理器有何特點？答：（1）英文原意：AdvancedRISCMachines。高級精簡指令集機器。（2）公司簡介：該公司是全球領(lǐng)先的16/32位RISC微處理器知識產(chǎn)權(quán)設(shè)計供應(yīng)商，通過將其高性能、低成本、低功耗的RISC微處理器、外圍和系統(tǒng)芯片設(shè)計技術(shù)轉(zhuǎn)讓給合作伙伴來生產(chǎn)各具特色的芯片。ARM公司已成為移動通信、手持設(shè)備、多媒體數(shù)字消費嵌入式解決方案的RISC標(biāo)準(zhǔn)。（3）其處理器特點：a.小體積、低功耗、低成本而高性能；b.16/32位雙指令集；c.全球的合作伙伴眾多。什么是實時系統(tǒng)？它有哪些特征？如何分類？答：（1）實時系統(tǒng)的定義：實時系統(tǒng)（RealTimeSystem）是指產(chǎn)生系統(tǒng)輸出的時間對系統(tǒng)至關(guān)重要的系統(tǒng)。（2）特征：實時性、并行性、多路性、獨立性、可預(yù)測性、可靠性。（3）分類：根據(jù)響應(yīng)時間的不同，實時系統(tǒng)可分為3種類型：強實時系統(tǒng)、弱實時系統(tǒng)、一般實時系統(tǒng)。根據(jù)確定性的不同，實時系統(tǒng)可分為2種類型：硬實時、軟實時。RTOS由哪幾部分組成？它有哪些特點？與一般操作系統(tǒng)相比有何不同？答：（1）組成：實時內(nèi)核、網(wǎng)絡(luò)組件、文件系統(tǒng)、圖形用戶界面。（2）特點：a.支持異步事件的響應(yīng)；b.中斷和調(diào)度任務(wù)的優(yōu)先級機制；c.支持搶占式調(diào)度；d.確定的任務(wù)切換時間和中斷延遲時間；e.支持同步。（3）與一般OS的不同：a.實時性：響應(yīng)速度快，只有幾微秒；執(zhí)行時間確定，可預(yù)測；b.代碼尺寸小：只有10~100KB，節(jié)省內(nèi)存空間，降低成本；c.應(yīng)用程序開發(fā)較難；d.需要專用開發(fā)工具：仿真器、編譯器和調(diào)試器等。單片機系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)和SOC系統(tǒng)三者有何區(qū)別和聯(lián)系？答：（1）目前嵌入式系統(tǒng)的主流是以32位嵌入式微處理器為核心的硬件設(shè)計和基于實時操作系統(tǒng)（RTOS）的軟件設(shè)計；（2）單片機系統(tǒng)多為4位、8位、16位機，不適合運行操作系統(tǒng)，難以進行復(fù)雜的運算及處理功能；（3）嵌入式系統(tǒng)強調(diào)基于平臺的設(shè)計、軟硬件協(xié)同設(shè)計，單片機大多采用軟硬件流水設(shè)計；（4）嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的核心是軟件設(shè)計（占70%左右的工作量），單片機系統(tǒng)軟硬件設(shè)計所占比例基本相同。（5）SoC是嵌入式系統(tǒng)的最高實現(xiàn)形式，它集成了許多功能模塊，它的核心技術(shù)是IP（IntellectualPropertyCore，知識產(chǎn)權(quán)核）核。7.無第2章嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程分為哪幾個階段？每個階段的特點是什么？答：（1）需求分析階段：a.對問題的識別和分析；b.制定規(guī)格說明文檔；c.需求評審。（2）設(shè)計階段：a.數(shù)據(jù)流分析；b.劃分任務(wù)；c.定義任務(wù)間的接口。（3）生成代碼階段：a.代碼編程；b.交叉編譯和鏈接；c.交叉調(diào)試；d.測試。（4）固化階段嵌入式系統(tǒng)有哪幾種調(diào)試方式？現(xiàn)在最流行的是哪種？使用什么接口？答：（1）調(diào)試方式：源程序模擬器方式、監(jiān)控器方式、仿真器方式。（2）現(xiàn)在最流行的是仿真器方式，使用JTAG(JointTestActionGroup,聯(lián)合測試行動組)接口。什么是板級支持包？它一般應(yīng)完成哪些工作？答：（1）定義：有些嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核明確分為兩層，上層一般稱為“內(nèi)核”，而底層則稱為“硬件抽象層”或“硬件適配層”，縮寫為HAL，有的廠商將硬件抽象層稱為BSP，即板級支持包（BoardSupportPackage）。（2）主要完成工作：a.在系統(tǒng)啟動時，對硬件進行初始化。B.為驅(qū)動程序提供訪問硬件的手段。（3）主要作用：消除硬件差異。第3章ARM體系結(jié)構(gòu)1.ARM的英文全名是什么？ARM處理器有什么特點？答：見第1章課后習(xí)題第3題。2.ARM7和AR