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1、嵌入式系统课后习题及答案第 1 章 嵌入式系统基础1. 什么就是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？写出您所想到的嵌入式系统。答:(1) 定义: 国内对嵌入式系统的一般定义就是: 以应用为中心 , 以计算机技术为基础, 软硬件可裁剪 , 从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。(2) 组成: 嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统与应用软件等几部分组成。(3) 特点:a 、软硬件一体化 , 集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体; b、需要操作系统支持 , 代码小 , 执行速度快 ; c、专用紧凑 , 用途固定 , 成本敏感 ; d、可靠性要求高
2、 ;e 、多样性 , 应用广泛 , 种类繁多。(4) 嵌入式系统 : 个人数字助理 (PDA)、机顶盒 (STB)、IP 电话。2. 嵌入式处理器分为哪几类？答:(1) 低端的微控制器 (MicroController Unit,MCU); (2)中高端的嵌入式微处理器(Embeded MicroProcessor Unit,EMPU); (3)通信领域的 DSP处理器 (Digital Signal Processor,DSP); (4)高度集成的片上系统 (System on Chip,SoC) 。3. ARM 英文原意就是什么？它就是一个怎样的公司？其处理器有何特点？答: (1) 英文原
3、意 :Advanced RISC Machines 。高级精简指令集机器。 (2)公司简介 : 该公司就是全球领先的16/32 位 RISC微处理器知识产权设计供应商, 通过将其高性能、 低成本、低功耗的 RISC微处理器、 外围与系统芯片设计技术转让给合作伙伴来生产各具特色的芯片。ARM 公司已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标准。 (3)其处理器特点 :a 、小体积、低功耗、低成本而高性能;b 、16/32 位双指令集;c 、全球的合作伙伴众多。4. 什么就是实时系统？它有哪些特征？如何分类？答: (1) 实时系统的定义 : 实时系统 (Real Time S
4、ystem)就是指产生系统输出的时间对系统至关重要的系统。(2) 特征: 实时性、并行性、多路性、独立性、可预测性、可靠性。 (3)分类: 根据响应时间的不同 , 实时系统可分为3 种类型: 强实时系统、弱实时系统、一般实时系统。根据确定性的不同 , 实时系统可分为 2 种类型 : 硬实时、软实时。5. RTOS 由哪几部分组成？它有哪些特点？与一般操作系统相比有何不同？答: (1) 组成: 实时内核、网络组件、文件系统、图形用户界面。 (2)特点:a 、支持异步事件的响应 ;b 、中断与调度任务的优先级机制;c 、支持抢占式调度 ;d 、确定的任务切换时间与中断延迟时间;e 、支持同步。(3
5、) 与一般 OS的不同 : a、实时性 : 响应速度快 , 只有几微秒 ; 执行时间确定 , 可预测 ; b、代码尺寸小 : 只有 10100KB,节省内存空间 , 降低成本 ; c、应用程序开发较难 ; d、需要专用开发工具 : 仿真器、编译器与调试器等。6. 单片机系统、嵌入式系统与SOC 系统三者有何区别与联系？答: (1) 目前嵌入式系统的主流就是以32 位嵌入式微处理器为核心的硬件设计与精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 嵌
6、入式系统课后习题及答案基于实时操作系统 (RTOS) 的软件设计 ; (2) 单片机系统多为4 位、8 位、16 位机, 不适合运行操作系统 , 难以进行复杂的运算及处理功能 ; (3) 嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设计, 单片机大多采用软硬件流水设计 ; (4) 嵌入式系统设计的核心就是软件设计( 占 70% 左右的工作量 ), 单片机系统软硬件设计所占比例基本相同。 (5)SoC 就是嵌入式系统的最高实现形式, 它集成了许多功能模块 , 它的核心技术就是 IP(Intellectual Property Core,知识产权核 ) 核。7、 无第 2 章 嵌入式系统开发过程1.
7、嵌入式系统开发过程分为哪几个阶段？每个阶段的特点就是什么？答: (1) 需求分析阶段 :a 、对问题的识别与分析;b 、制定规格说明文档 ;c 、需求评审。(2) 设计阶段 :a 、数据流分析 ;b 、划分任务 ;c 、定义任务间的接口。(3) 生成代码阶段 :a 、代码编程 ;b 、交叉编译与链接 ;c 、交叉调试 ;d 、测试。(4) 固化阶段2. 嵌入式系统有哪几种调试方式？现在最流行的就是哪种？使用什么接口？答: (1) 调试方式 : 源程序模拟器方式、监控器方式、仿真器方式。(2) 现在最流行的就是仿真器方式, 使用 JTAG(Joint Test Action Group,联合测试
8、行动组 )接口。3. 什么就是板级支持包？它一般应完成哪些工作？答: (1) 定义: 有些嵌入式操作系统的内核明确分为两层, 上层一般称为“内核”,而底层则称为“硬件抽象层”或“硬件适配层”, 缩写为 HAL,有的厂商将硬件抽象层称为BSP,即板级支持包 (Board Support Package)。(2) 主要完成工作 :a 、在系统启动时 , 对硬件进行初始化。 B、为驱动程序提供访问硬件的手段。 (3)主要作用 : 消除硬件差异。第 3章 ARM体系结构1、ARM 的英文全名就是什么？ ARM 处理器有什么特点？答: 见第 1 章课后习题第 3 题。2、ARM7 与 ARM9 在流水线
9、方面有何不同？答: ARM7 就是 3级流水线结构 ,ARM9就是 5 级流水线结构。 AR M9把 3 级流水线中的执行阶段的操作进行再分配, 即把执行阶段中的“寄存器读”插在译码阶段中完成, 把“寄存器写”安排在另一级(即第 5 级) 完成, 同时, 在该级之前 , 再安排一级 ( 存储访问 ) 。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 嵌入式系统课后习题及答案3、ARM 处理器支持的数据类型有哪些？答: (1)Byte 字节,8 位
10、;(2)Halfword 半字,16 位;(3)Word 字,32 位; 4、写出 ARM 使用的各种工作模式与工作状态。答:(1) 工作模式 : 详见下表:(2) 工作状态 : a、ARM:32位, 这种状态下执行字对齐的ARM 指令; b、Thumb:16位, 这种状态下执行半字对齐的Thumb指令。5、ARM 处理器总共有多少个寄存器？其中哪个用做PC ？哪个用做 LR? 答: (1)ARM处理器总共有 37 个寄存器 :31 个通用寄存器 ,6 个状态寄存器。(2)R15 用做程序计数器 PC,R14用做子程序链接寄存器LR 。6、假设 R0=0 x12345678,使用将 R0存储到
11、 0 x4000的指令存到存储器中 , 若存储精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 嵌入式系统课后习题及答案器为大端组织 , 写出从存储器 0 x4000 处加载一个字节到R2的指令执行后 R2的值。答: 由于 0 x4000 就是大端组织 , 所以 R0存进后 ,0 x4000 中有数 0 x56781234,从0 x4000加载一个字节到R2后( 由地位到高位加载 ),R2 的值为 0 x34。7、ARM920T 处理器加入了哪两个
12、协处理器？各自的主要功能就是什么？答: ARM920T 处理器加入了两个协处理器: (1)CP14, 允许软件访问调试通信通道; (2) 系统控制协处理器CP15,提供了一些附加寄存器用于配置与控制Caches 、MMU 、保护系统、时钟模式与其她系统选项。8、ARM920T 支持哪些时钟模式？答: 快速总线模式、同步模式、异步模式。9、什么就是写直达与写回Cache操作, 各有何特点？答: (1) 写直达 : 当 CPU 对 Cache写命中时 ,Cache 与主存同时发生写修改。优点: 一致性好 ; 缺点: 耗时。 (2)写回: 当 CPU 对 Cache写命中时 , 只修改 Cache的
13、内容而不立即写入主存, 只当此执行被换出时才写回主存。 优点: 减少访问主存次数 , 提高效率。缺点 : 一致性差点。10、 ARM 为何集成了 32位的 ARM 指令集与 16 位的 Thumb指令集？ (即它的好处 ) 答: 可提供长的转移范围、强大的算术运算能力与大的寻址空间。11、 什么就是 big-endian与 little-endian,编写一段程序测试您所用的计算机体系结构采用哪种存储机制？答: (1) 大端存储系统 (big-endian):低地址存放高字节 , 高地址存放低字节。小端存储系统 (little-endian): 低地址存放低字节 , 高地址存放高字节。 (2)
14、int x=0 x12345678; int *p=&x; if(*(char*)p=0 x78) little endian else big endian 第 4 章 ARM系统硬件设计基础1. 一个典型的可执行映像由哪几部分组成？答: 2、汇编与 C语言的相互调用方法。答:(1) 汇编程序调用 C程序的方法为 : 首先在汇编程序中使用IMPORT 伪指令事先声明将要调用的C语言函数 ; 然后通过 BL指令来调用 C函数。 (2)C程序调用汇编子程序的方法为: 首先在汇编程序中使用EXPORT 伪指令声明被调用的子程序 , 表示该子程序将在其她文件中被调用; 然后在 C程序中使用 exte
15、rn 关键字声明要调用的汇编子程序为外部函数。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 嵌入式系统课后习题及答案( 补充)3、基于 ARM 的硬件启动流程？答: (1) 分配中断向量表 ;(2) 初始化存储器系统 ;(3) 初始化各工作模式下的堆栈 ;(4) 初始化有特殊要求的硬件模块;(5) 初始化用户程序的执行环境;(6) 切换处理器的工作模式 ;(7) 调用主应用程序。第 5 章 基于 S3C2410的系统硬件设计1、复习掌握 :P230 I/O口编程实例。补充: 2、中断的处理流程？答: (1) 保存现场 ;(2) 模式切换 ;(3) 获取中断源 ;(4) 中断处理 ;(5) 中端 返回 , 恢复现场。3、中断寄存器的作用及相关的操作？P235-237。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - - -