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1、一、填空题(请将答案填入题后括号中)：共10小题，每小题2分，满分20分。1、一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：分别是（ 处理器 ）、存储器、输入/输出和软件，一般软件亦分为操作系统相关和（应用软件 ）两个主要部分。2、根据嵌入式系统使用的微处理器，可以将嵌入式系统分为嵌入式微控制器，（ 嵌入式微处理器 ），（嵌入式DSP处理器）以及片上系统。3、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序，其基本功能有（ 进程管理 ）、进程间通信、（ 内存管理 ）、I/O资源管理。4、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为（ 实时操作系统 ）和分时操作系统，其中实时系统亦可分为（ 硬实时操作系统
2、）和软实时系统。5、内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的（通信 ），内核的基本服务是（ 任务切换 ）。6、嵌入式开发一般采用（宿主机/目标机）方式，其中宿主机一般是指（PC机/台式机 ）。7、哈佛体系结构数据空间和地址空间（ 分开 ），ARM7TDMI采用（ 冯诺依曼体系 ）的内核架构,ARM920T采用（哈佛）的内核架构。 8. ARM7TDMI采用（3 ）级流水线结构，ARM920TDMI采用（5）级流水线。9 .按操作系统的分类可知，Dos操作系统属于顺序执行操作系统，Unix操作系统属于（分时 ）操作系统，VxWorks属于（ 实时嵌入式 ）操作系统。
3、10、ARM7TDMI中，T表示支持16位Thumb指令集，D表示（在片可调试 ），M表示内嵌乘法器Multiplier，I表示（嵌入式ICE ），支持在线断点和调试。二、选择题(请将答案填入题后括号中)：共10小题，每小题2分，满分20分。1、要使CPU能够正常工作，下列哪个条件不是处理器必须满足的。（ D ）(A) 处理器的编译器能够产生可重入代码（B） 在程序中可以找开或者关闭中断(C) 处理器支持中断，并且能产生定时中断（D） 有大量的存储空间 2、下面哪种操作系统最方便移植到嵌入式设备中。（ D ）(A) DOS （B）unix (C) Windows xp （D）linux 3、下
4、面哪个选项不是SUB设备的特点。 （ B ）(A) 串行通信方式 （B）不可热拨插(C) 分HOST、DEVICE和HUB （D）通信速率比RS232快4、下面哪种嵌入式操作系统很少用于手机终端设备上。（ C ）(A) Symbian （B）WinCE (C) uc/os （D）linux5、以下哪项关于SRAM和DRAM的区别是不对。（ A ）(A) SRAM比DRAM慢 （B）SRAM比DRAM耗电多(C) DRAM存储密度比SRAM高得多 （D）DRM需要周期性刷新6、uc/os操作系统不包含以下哪几种状态。（ C ）(A) 运行 （B）挂起 (C) 退出 （D）休眠7、0x07&0x1
5、1的运算结果是。（ A ）(A) 0x01 （B）0x11 (C) 0x17 （D）0x078、以下哪种方式不是uc/os操作系统中任务之间通信方式。（ C ）(A) 信号量 （B）消息队列 (C) 邮件 （D）邮箱9、以下哪种方式不是文件系统的格式。（ B ）(A) FAT （B）DOS (C) NTFS （D）Ext10、在将uc/os操作系统移植到ARM处理器上时，以下哪些文件不需要修改。（ A ）(A) OS_CORE.C （B）include.h (C) OS_CPU.H（D）OSTaskInit2. 下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。( C )A. 内核精简B. 专用性强C. 功能
6、强大D. 高实时性4. 在嵌入式ARM处理器中，下面哪种中断方式优先级最高。( A )A. ResetB. 数据中止C. FIQD. IRQ5. NAND FLASH和NOR FLASH的区别正确的是。 ( D )A. NOR的读速度比NAND稍慢一些B. NAND的写入速度比NOR慢很多C. NAND的擦除速度远比NOR的慢D.大多数写入操作需要先进行擦除操作三、判断题：共5小题，每小题2分，满分10分。1、所有的电子设备都属于嵌入式设备。（ ）2、冯诺依曼体系将被哈佛总线所取代。（ ）3、嵌入式linux操作系统属于免费的操作系统。（ ）4、移植操作系统时需要修改操作系统中与处理器直接相关
7、的程序。（ ）5、USB2.0的最大通信速率为12M/S。（ ）简答题：共2小题，每小题10分，满分20分。1、 根据嵌入式系统的特点，写出嵌入式系统的定义。 以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁减、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。2、 试分析实时操作系统的工作状态特点及相互之间的转换。 运行：获得CPU的控制权； 就绪：进入任务等待队列，通过调度中转为运行状态； 挂起：任务发生阻塞，称出任务等待队列，等待系统实时事件的发生而被唤醒，从而转为就绪或者运行； 休眠：任务完成或者错误等原因被清除的任务，也可以认为是系统中不存在的任务。3、 写出uc/os操作系统在某
8、一任务正在执行时发生中断的处理过程。 中断现有程序-保护现场-执行中断服务程序-判断当前程序优先级或是否允许任务调度(否)执行原来程序(是)执行更高优先级任务-返回四、分析计算题：共2小题，每小题10分，满分20分。1、试写抢占式和非抢占式的区别。 执行的过程中对中断处理方式不一样，抢先式：某一中断执行完成后，如果有更高优先级的任务处于就绪状态，将执行更高优先级任务，而非抢占式不一样，一个任务只有主动放弃CPU的控制权，其它任务才能够获得CPU的控制权。2、从嵌入式系统底层到上层应用软件，试分析嵌入式计算系统的组成主要分为哪几个部分，并写出各部分所完成的功能。 (1)硬件层；(2)中间层(嵌入
9、式系统初始化，硬件相关的驱动程序)；(3)软件层(操作系统、文件系统、GUI，网络及通用组件)；(4)功能层。五、专业名词解释(写出以下英文简写对应的中文名称)：共5小题，每小题2分，满分10分。（1）RTOS 实时操作系统 （2）CISC 复杂指令集（ 3）Kernel内核（4）Scheduler 调度 （5）non-preemptive非抢占式1、简述优先级倒置产生的条件、现象以及解决方案。答：条件：基于优先级抢先式的任务调度、资源共享。（ 现象：低优先级任务L和高优先级任务H共享资源，在任务L占有共享资源之后，任务H就绪，但这时任务H必须等待任务L完成对共享资源的操作。在任务L完成对共享
10、资源的操作之前，任务M也已就绪并将抢先任务L运行。在任务M运行时，系统中具有最高优先级的任务H仍然保持挂起状态。解决方案：优先级继承、优先级天花板。2、I/O接口电路数据传送方式有：查询、中断、DMA、I/O通道和I/O处理机方式。3、从模块结构来看，嵌入式系统由三大部分组成，分别是：硬件、软件和开发平台。4、嵌入式系统的设计过程包括：需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统集成和系统测试。5、RAM存储器有两种，分别是：SRMA和DRAM。6、谈一谈嵌入式系统的发展趋势（列出五个趋势以上）。答：产品种类不断丰富；应用范围不断普及；性能不断提高；功耗不断降低，体积不断缩小；网络化、智能
11、化程度不断提高；软件成为影响价格的主要因素。7、嵌入式开发环境主要包括哪些组件？答：嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括宿主机目标机（评估电路板）基于JTAG的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境嵌入式操作系统8. 请描述建立一个嵌入式开发平台的步骤。（13分）答：(1)连接主机和目标板 （2）使用flash工具烧写bootloader (3)配置并启动主机的bootp服务（4）配置并启动主机的tftp服务（5）使用tftp下载内核及根文件系统镜像到目标板，重启目标板（6）配置并启动NFS服务（7）在
12、目标板使用mount挂载主机的目录（8）再次使用bootp命令确认bootp服务是否建立，使用tftp命令确认tftp服务建立。（9）将内核镜像和根文件系统cp到tftp根目录。（10）重启目标板，确认嵌入式linux正常启动。1. 什么是嵌入式系统？其特点有些什么？答： 嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。” 特点：1）是专用的计算机系统，用于特定的任务；2）资源较少，可以裁减；3) 功耗低，体积小，集成度高，成本低; 4）使用实时操作系统；5) 可靠性要求更高，具有系统测试和可靠性评估体系;6）运行环境差异
13、大7）大部分程序固化在 ROM中； 8) 较长的生命周期；9）嵌入式微处理器通常包含专用调试电路 2. 嵌入式系统的BooTLoader的功能是什么？答：BootLoader是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前，首先必须运行的一段程序代码。通过这段程序,为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。（对于嵌入式系统来说，有的使用操作系统，也有的不使用操作系统，但在系统启动时都必须运行BootLoader，为系统运行准备好软硬件环境。）3. 目前嵌入式操作系统有哪些？ 答：1）C/OS-II 嵌入式操作系统内核；2）VxWorks嵌入式实时操作系统；3）WinCE操作系统
14、；4）Linux操作系统 ；5）Symbian操作系统4. 构造嵌入式开发环境有哪几种形式？ 答：1）交叉开发环境 ；2）软件模拟环境 ；3)评估电路板5. 嵌入式系统开发的基本流程? 答：1）系统定义与需求分析；2）系统设计方案的初步确立；3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证；4）完善初步方案、初步方案实施；5）软硬件集成测试；6）系统功能性能测试及可靠性测试。6. 什么是可编程片上系统？ 答：用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,称作可编程片上系统SOPC.它是一种特殊的嵌入式系统，首先它是SOC，即由单个芯片实现整个系统的主要逻辑功能，具有一般SOC基本属性；其次，它又具备软硬件
15、在系统可编程的功能，是可编程系统，具有可裁剪、可扩充、可升级等灵活的设计方式。7. 有时要使用Thumb技术的原因答：（Thumb指令集是把32位的ARM指令集的一个子集重新编码后形成的一个特殊的16位指令集。）在性能和代码大小之间取得平衡，在需要较低的存储代码时采用Thumb指令系统用Thumb指令编写最小代码量的程序（能够很好的解决代码长度的问题），却取得以ARM代码执行的最好性能，可以带来低功耗,小体积,低成本。8. ARM处理器的工作模式有哪几种？ 答：1）正常用户模式（usr）；2）快速中断模式（fiq）；3）普通中断模式（irq）；4）操作系统保护模式（svc）或 管理模式 ；5）
16、数据访问中止模式（abt）；6）处理未定义指令的未定义模式（und）；7）运行特权级的操作系统任务的系统模式（sys）。9. 寄存器R13，R14，R15的专用功能各是什么？ 答：1）寄存器R13保存堆栈指针SP；2）寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为LR ，用以保存返回地址；3）R15（PC）用作程序计数器。10. 寄存器CPSR，SPSR的功能各是什么？答：1）CPSR包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其它状态和控制信息。所有处理器模式下都可以访问当前的程序状态寄存器CPSR。2） 在每种异常模式下都有一个对应的物理寄存器程序状态保存寄存器SPSR。当异常出现时，SPSR
17、用于保存 CPSR的状态，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。11. ARM的异常有哪几种，各进入何种工作模式？他们退出各采用什么指令？答：1）复位（Reset）异常（管理模式）；2）未定义指令（undefined instruction）异常（未定义模式）；3）软件中断（SWI）异常（管理模式）；4）指令预取中止（Prefech Abort）异常（中止模式）；5）数据访问中止（Data Abort）（中止模式）；6）快速中断请求（FIQ）（FIQ模式）；7）外部中断请求（IRQ）（IRQ模式）。异常返回指令：1）SWI，未定义的返回：MOVS PC,R14；2）IRQ,FIQ,预取中止的
18、返回：SUBS PC,R14,#4；3）数据中止返回并重新存取：SUBS PC,R14,#8 异常中断的优先级：复位（最高优先级）- 数据异常中止-FIQ - IRQ-预取指异常中止-SWI-未定义指令（包括缺协处理器）。12. 什么是小端和大端存储器组织？答：1)小端存储器组织是较高的有效字节存放在较高的存储器地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址（同同小）。 2) 大端存储器组织是较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址（正反大）。13. 什么是数据的边界对齐？ 答：默认情况下，ADS编译器使用的是数据类型的自然边界对其方式。数据的自然对其方式是指：如
19、果该数据类型是n个字节的，那么该数据类型就按n字节对齐。14. ARM核现在有哪几种？ 答：ARM7、 ARM9、ARM9E 、ARM10E,、SecurCore 、ARM1115. ARM的寻址方式有哪些？各写一条说明。答：1）立即寻址 （1） ADD R0，R0，1/*R0R01*/ （2）ADDR0，R0，0x3f /*R0R00x3f*/；2）寄存器寻址（ADDR0，R1，R2/*R0R1R2*/）；3）寄存器间接寻址 （1）、LDR R0，R1/*R0R1*/；（2）STR R0，R1/*R1R0*/；4）基址加偏址寻址（1）、LDR R0，R1，4；R0R14；（2）、LDR R0
20、，R1，4！；R0R14、R1R14；（3）、LDR R0，R1 ，4；R0R1、R1R14 5）堆栈寻址（1）、 STMFD SP! R1-R7,LR；（2）、LDMFD SP! R1-R7,LR；6）块拷贝寻址（1）、LDMIA R0!, R2-R9；（2）、STMIA R1,R2,R9； 7）相对寻址16. 在ARM的立即寻址方式下其立即数如何在指令编码中表示？ 答：在ARM数据处理指令中，当参与操作的第二操作数为立即数型时，每个立即数都是采用一个8位的常数循环右移偶数位而间接得到。其中循环右移的位数由一个4位二进制的两倍表示，如果立即数记作，8位常数记作immed_8，4位的循环右移值
21、记作rotate_imm，有效的立即数是由一个8位的立即数循环右移偶数位得到。因此有效立即数immediate可以表示成：=immed_8循环右移（2rotate_imm）17. 指令ADR，ADRL、LDR、NOP是如何处理地址值读入到寄存器中的？ 答：ADR是将基于PC或者寄存器的地址值读入到寄存器的,ADR伪指令通常被替换成一条ADD指令或SUB指令来实现该ADR指令的功能。而ADRL伪指令与ADR指令的最大不同之处是,它可以读取更大范围内的地址,而且被编译器替换成2条数据处理指令。LDR将一个32位的立即数或者一个地址值读取到寄存器中。大范围的地址读取。NOP在汇编时将被替换成ARM中
22、的空操作。18. 指令LDR R1,=0xFFF是如何将立即数0xfff读入到R1的？答：由于需要读取的寄存器的数据超过了MOV及MVN指令可操作的范围,编译器将该常数放在数据缓冲区中，同时用一条基于PC的LDR指令读取该常数。LDR R1，PC，offset_to_LPOOL.LTORG ;声明数据缓冲池 LPOOL DCD OxFFF； OxFFF放在数据缓冲池中。19. 如何在c语言程序中内嵌汇编？ 答：内嵌的汇编指令包括大部分的ARM指令和Thumb指令，但是不能直接引用C的变量定义，数据交换必须通过ATPCS进行。嵌入式汇编在形式上表现为独立定义的函数体。 20. 如何在汇编语言程序
23、访问C语言的全局变量？答：汇编程序可以通过地址间接访问在C语言程序中声明的全局变量。通过使用IMPORT关键词引人全局变量，并利用LDR和STR指令根据全局变量的地址可以访问它们。对于不同类型的变量，需要采用不同选项的LDR和STR指令，如下所示：1）unsigned charLDRB/STRB；2）unsigned shortLDRH/STRH；3）unsigned intLDR/STR；4）charLDRSB/STRSB；5）ShortLDRSH/STRSH 21. 在C语言程序如何调用汇编语言程序？ 答：为了保证程序调用时参数的正确传递，汇编程序的设计要遵守ATPCS。在汇编程序中需要使
24、用EXPORT伪操作来声明，使得本程序可以被其它程序调用。同时，在C程序调用该汇编程序之前需要在C语言程序中使用extern关键词来声明该汇编程序。 22. 汇编语言程序调用C语言程序？ 答：为了保证程序调用时参数的正确传递，汇编程序的设计要遵守ATPCS。在C程序中不需要使用任何关键字来声明将被汇编语言调用的C程序，但是在汇编程序调用该C程序之前需要在汇编语言程序中使用IMPORT伪操作来声明该C程序。在汇编程序中通过BL指令来调用子程序。 23. 在嵌入式C语言程序设计中为提高程序效率的相关设计技巧。 答：1）变量定义；2）参数传递；3）循环条件；4）以空间换时间；5）数学方法解决问题；6
25、）使用位操作；7）嵌入汇编。24.Linux操作系统的内核、文件系统、编程接口等。P192 P201答：Linux的内核也有很多种，例如普通的Linux内核、uClinux内核、RTLinux内核等25.嵌入式Linux操作系统的特点。答：广泛的硬件支持、内核高效稳定、开放源码，软件丰富、优秀的开发工具、完善的网络通信和文件管理机制，26.Windows CE操作系统及其特点。答：Windows CE是一个32位、多任务、多线程的操作系统，其开放式的设计结构适用于各种各样的设备，其主要特点： 一、CE是一种压缩并可升级的软件系统，即使在小内存条件下，也能提供较高的性能。 二、CE具有便于携带的
26、优点，可以运行于多种微处理器上 三、CE拥有很好的电源管理系统，能延长移动设备的电池寿命四、CE支持标准的通讯系统，可以非常方便地访问Internet，发送和接受电子邮件，浏览万维网。程序解释AREA COPYBS,CODE,READONLY ；定义一个代码段ENTRY ；程序入口 LDR RO,=SRC ；取得原数据表的表头 LDR R1,=DST ；取得目标数据表的表头 MOV R2,#20 ；R4作为循环控制BCOPY MOVS R3,R2,LSR,#3 ；R3=R2 3 逻辑右移3位 BEQ CWORD ；若Z=1,跳转到CWORDOCOPY LDMIA R0!,R4-R11 ；加载R
27、0指向的地址上的多字数据，保存到R4R11中，R0值更新 STMIA R1!,R4-R11 ；将R4-R11的数据存储到R1指向的地址上，R1值更新 SUBS R3,R3,#1 ；R3=R3-1 BNE OCOPY ；若Z=0,跳转到OCOPYCWORD AND R2,R2,#7 ；R2=R2&7 BEQ STOP ；若Z=1，跳转到STOPWCOPY LDR R3,R0,#4 ；将R3中的字数据读入以R0为地址的存储器中，并将新地址R0+4写入R1 STR R3,R1,#4 ；将R3中的字数据写入以R1为地址的存储器中，并将新地址R1+4写入R1 SUBS R2,R2,#1 ；R2=R2-1
28、 BNE WCOPY ；若Z=0,跳转到WCOPYSTOP 在程序中常常需要根据一定的参数选择执行不同的子程序。跳转表中存放的是各子函数的地址，选择不同的子程序的参数是该子程序在跳转表中的偏移量。在本例中R3寄存器中存放的是跳转表的基地址（首选地址，其中存放的是第一个子程序的地址）。R0寄存器的值用于选择不同的子程序；当R0为0时，选择的是子程序DoAdd；当R0为1时，选择的是子程序DoSub。在ADS编译环境程序如下：AREA Jump，CODE，READONLY ；设置本程序的名称及属性NUM EQU 2 ；跳转表中的子程序个数 ENTRY ；程序执行的入口点Start MOV R0,#
29、0 ；设置3个参数，R0选择调用哪个子程序 MOV R1,#3 ；R1为子程序要用的参数 MOV R2,#2 ；R2为子程序要用的参数 BL Func ；调用子程序Func，进行算术运算Stop MOV R0 ,#0x18 ；本条与下条指令的作用是参数传递 LDR R1,=&20026 SWI 0x123456 ；将CPU的控制权交给调试器 Func CMP R0，#NUM ；判断R0是否在有效范围之内 MOVHS PC，LR ；如果超出范围则程序返回 ADR R3，JTable ；读取跳转表的基地址 LDR PC，【R3，R0，LSL #2】；根据参数R0的值跳转到相应的子程序JTable DCD DoAdd ；当参数R0为0时上面的代码将选择DoAdd DCD DoSub ；当参数R0为1时上面的代码将选择DoSubDoAdd ADD R0，R1，R2 ；子程序DoAdd执行加法操作 MOV PC，LR ；子程序返回DoSub SUB R0，R1，R2 ；子程序DoSub执行减法操作 MOV PC，LR ；子程序返回END ；结束汇编