2022年计算机三级嵌入式知识点3.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 【IEEE 的实时 UNIX分委会认为实时操作系统应当具备如干特点,下面哪一项不是实时操作系统必需具有的特点?()具有异步 I/O 和中断处理才能任务切换时间和中断推迟时间确定优先级中断和调度轮转调度解析】 IEEE的实时 UNIX 分委会认为实时操作系统应当具备 7 个特点:具有异步 I/O 和中断处理才能; 任务切换时间和中断推迟时间确定;优先级中断和调度; 抢占式调度; 内存锁定;连续文件;同步;选项 D 不是实时系统的特点,故此题挑选 D;如下几种 Bootloader 中,用于 Linux 操作系统引导程序加载时所支持不同体系结构处理
2、器种类最多的是();LILO GRUB U-Boot Loadlin 正确答案: C 答疑: 【解析】 U-Boot 以 POCBoot和 ARMBoot 方案为基础;除了支持Power PC系列处理器外,仍支持X86、ARM、Mips、Alpha 、IA64、SupcrHSPARC等多种常用体系结构处理器;故此题挑选 C;移植 C/OS-II 到一个嵌入式系统电路板上正常运行,下面哪个条件不是必需的?();处理器的 C编译器能产生可重入代码,且用C语言就可以打开和关闭中断名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 该电路板
3、的处理器必需具备MMU(储备治理单元)处理器支持中断,并且能产生定时中断(通常在 10 至 100Hz之间)处理器支持能够容纳肯定量数据(可能是几千字节)的硬件栈区正确答案: B 答疑: 【解析】移植C/OS-II 到一个嵌入式电路板上正常运行,必需满意以下要求:处理器的C编译器能产生可重入代码;用C语言就可以打开和关闭中断;处理器支持中断,并且能产生定时中断(通常在10100Hz之间);处理器支持能够容纳肯定量数据(可能是几千字节)的硬件栈区;处理器有将栈区指 针和其他 CPU寄存器读出和储备到栈区或内存中的指令;储备治理单元可以不 需要;故此题挑选 B S3C2410内部的电源治理模块所具
4、有的四种模式:正常模式、慢速模式、休眠模式和掉电模式;休眠模式下,电源治理模块仅断开ARM 内核时钟 FCLK,让 CPU 处于休眠状态,但仍为外围硬件组件供应时钟;掉电模式下电源治理模块将断开内部电源,除非唤醒规律有 效,否就内核不产生功耗;根据 IC设计文件的类型,IP核通常分为三种:软核、固核和硬核此题考查储备器储备容量的打算因素;储备器的容量取决于储备单元的个数和储备器各单元的位数, 而单元个数与储备器的地址总线有亲密关系,储器芯片的地址线条数和数据线的位数;因此储备器芯片的容量完全取决于存VxWorks 是目前公认为实时性最强、牢靠性最高的一种嵌入式实时操作系统;在该操作系统中,全部
5、与特定电路板上硬件相关的功能都集成在一个库中,该库的名称为板级支持包 (BSP);GCC的命令及参数 ;源文件为 test.c,表示源文件是用 C语言编写的;命令 arm-linux-gcc -g -o test test.c 中加入了 -g、-o test ,表示执行该命令后,编译器将在生成的输出文件 test 中加入 GDB 能够使用的调用信息,使得用 GDB 调试时比较便利;file 命令是装入需要调试的可执行文件,运行文件或执行当前被调试的程序用命令 run ;Linux 操作系统遵从 GNU 方案下的通用公共许可协议,而 GNU 开发的编程语言编译器称为GCC;GNU 开发工具的使用
6、,GCC调试命令;由于 Linux 操作系统中可执行文件没有统一的文件后缀,操作系统是从文件的属性来区分可执行文件和不行执行文件的,因此 GCC生成可执行文件时如用户未指定文件名,就 GCC生成一个名为 a.out 的可执行文件;针对 ARM 硬件平台的目标机,其 GCC的基本命令格式是:arm_linux_gcc options filenames ;JTAG;用于芯片和电路板的测试人们常用 JTAG来表示满意 IEEE1149 规范的边界扫描测试方法和 TAP接口(称为 JTAG接口),是一种用于片上调试技术的统称;JTAG标准中规定 TAP接口使用以下 5 根信号线: TCK、TMS、T
7、DI、TDO 和 TRST;JATG可用于实现嵌入式系统的在线编程功能,其标准答应多个芯片通过JTAG接口串联在一起,实现对多个器件的测试名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - C/OS-II的层次位置 ;基于 C/OS-II的嵌入式系统软件架构是一个建立在硬件系统上的四层软件结构,从上到下的次序是:应用软件层,应用程序接口(驱动层;API)层, C/OS-II内核,设备Linux 内核的组成 ;Linux 内核主要由 5 个子系统组成: 进程调度, 内存治理, 虚拟文件系统,网络接口,进程间通信;Linux 内核是一种
8、自由软件,其源代码是开放的,其创始人是芬兰同学 Linus Torvalds;对于不同体系结构的 CPU,Linux 内核的源代码各不相同;2022 年 Linux内核升级到 3.0 版本,嵌入式 Linux 进程间的通信机制;包括信号、 管道、 消息队列、 信号量、 共享内存和套接字;硬件抽象层 HAL;在嵌入式领域,HAL主要用来简化嵌入式操作系统的移植作业,它对底层硬件的初始化程序或者掌握程序进行封装,向上供应了拜访底层硬件的函数接口,隐匿了硬件的差异性,防止了操作系统对硬件的直接拜访;RTOS的相关指标 ;RTOS(实时操作系统)有HAL 位于内核操作系统和硬件平台之间;3 个主要的实
9、时指标:响应时间、吞吐量和生存时间;响应时间的详细指标是:中断推迟时间和任务切换时间;实时系统对时间约束要求的严格性,使 可猜测性 成为实时系统的一项重要性能要求,它是指RTOS能够对外部大事的 响应时间 和实时任务的 执行时间 进行判定,以确定被大事触发的实时任务能否在规定的时间内完成;IEEE(美国电气电子工程师协会)给出的实时系统定义是:那些正确性不仅取决于运算的规律结果,也取决于产生结果所花费的时间的系统;因此, 实时系统对外界的响应是否正确不仅取决于功能正确性,而且取决于时间正确性;RTOS的实时性能指标,其中响应时间的详细指标有 中断推迟时间 和任务切换时间;从接收到可屏蔽中断恳求
10、信号到操作系统作出响应并转入中断服务程序所需要的最长时间,称为中断推迟时间; 该时间包括两部分:一是最长关中断时间,是指系统因执行临界区代码等缘由不答应响应中断恳求的时间;二是从硬件开头响应中断到开头执行中断服务程序第一条指令之间的时间;RTOS响应中断恳求并且完成相应 中断服务子程序(ISR)的时间特别快,且这个时间必需具有某种程度的一样性;精细衡量这个时间一样性变化的术语是 抖动 ;实时系统及实时指标的懂得;实时系统对外界的响应是否正确不仅取决于功能正确性,而且取决于对大事处理的时间正确性;因此,评判实时系统的实时性最重要的指标是响应时间,即系统从大事恳求开头到任务完成的时间间隔;实时系统
11、任务时限的类型的明白;实时系统的任务时限有两种类型,分别是截止时间和务执行预设时间;CAN 总线的数据帧构成;CAN 总线的数据帧由7 个不同的域组成:帧起始、仲裁域、掌握域、数据域、 CRC域、应答域、帧结尾;CAN 总线采纳差分传输,掌握器内置 CRC校验,传输牢靠性强, 可构成多主多从系统,即同一时刻答应多个主从机同时进行数据传输;CAN 总线的数据帧是由 7 个不同的域组成:帧起始、仲裁域、掌握域、数据域、CRC域、应答域、帧结尾;数据域由数据帧的发送数据组成,它可以是 08B,每字节包含 8 位,根据高位在前,低位在后的原就发送;ARM 的中断掌握器;每一个 ARM 芯片,除了内核反
12、常外,仍有多种内置硬件组件的中断,基于 ARM 内核的嵌入式芯片中的中断掌握器的功能是对芯片中相关硬件组件的中断恳求进名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 行治理和掌握, 一般采纳向量中断(VIC)或嵌套向量中断 (NVIC)方式治理中断;WIC 称为唤醒中断掌握器嵌入式硬件系统的组成;典型的嵌入式系统硬件由嵌入式最小硬件系统、前向通道、 后向通道、人机交互通道及相互互联通信通道等组成;前向通道即输入接口,由模拟量输入接口和数字量输入接口组成;ARM 处理器的工作状态;在 ARM 的体系结构中, 处理器可以工作在 3
13、种不同的状态, ARM状态 Thumb 状态及 Thumb-2 状态 调试状态; ARM 状态是 ARM 处理器工作于 32 位指令的状态,全部指令均为 32 位宽度; Thumb 状态是 ARM 执行 16 位指令的状态;在 Thumb模式下,指令代码只有 16 位;Thumb-2 状态是 ARMv7 版本的 ARM 处理器所具有的新状态;ARM 公司在经典处理器 ARM11 以后的产品改用 Cortex 命名,并分成 A、R和 M 三类,旨在为各种不同的市场供应服务;其中:“ A”系列面对尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“ R”系列针对实时系统;“ M”系列对微掌握器;ARM7、A
14、RM9 和 ARM11 属于经典 ARM 处理器, ARM Cortex-M0/Cortex-M1/Cortex-M3/Cortex-M4 等 Cortex-M 系列归属于 ARM Cortex嵌入式处理器;ARM 嵌入式处理芯片性能;Cortex-M3 采纳 3 级流水线,在 ARM Cortex 实时嵌入式处理理器中,Cortex-R4 采纳 8 级流水线;ARM 处理器的 7 种反常及相应优先级;经典 ARM 处理器有 7 种反常:主要包括复位 RESET、未定义指令 UND、软件中断 SWI、指令预取中止 PABT、数据拜访中止 DABT、外部中断恳求IRQ 以及快速中断,其中优先级最
15、高的反常是复位;ARM 常用指令中的中断指令助记符;ARM 处理器反常中断指令中用于软中断的指令助词符为 SWI,用于断点中断指令助词符为 BKPT;ARM Cortex-M3 实现中断嵌套过程;中断可以改为使用比之前服务程序更高的优先级,而且可以在运行时转变优先级状态;使用末尾连锁连续中断技术只需消耗 32 个时钟周期的连续压、出堆栈,大大降低了推迟,提高了性能;3 个时钟周期,相比嵌入式处理器的体系结构 根据储备机制可分为冯诺依曼结构及哈佛结构;ARM7 采纳冯 诺依曼结构, 3 级流水线, ARM9 采纳哈佛结构,5 级流水线嵌入式处理器按储备机制的分类;CPU与储备器的连接只有一套总线
16、,储备器中既可以存放数据也可以存放程序,这样的结构是冯诺依曼( von Neumann )结构;相对的,程序储备器和数据储备器分开采纳两套总线与CPU连接的结构是哈佛(Harvard)结构;ARM 芯片,RVDS是 ARM 公司推出的基于ARM 系列 CPU进行开发的工具套件,支持全部仍支持其他内核的处理器,如51 系列;与 ADS1.2比较而言,其生成的代码紧凑,执行效率高; RVDS的开发工具套件中,主要包括工程治理器、编译连接器、调试器和指令集仿真器 等;支持汇编、C和 C+对源程序进行编译;嵌入式系统的 开发工具软件 GCC的命令及参数; 以 S3C2410为核心的目标机,在 Linu
17、x 操作 系统下开发该目标机的 Linux 应用程序,通常使用 arm-linux-gcc 交叉编译器来编译应用程序;如要对一个应用程序进行调试排错,就应当在编译命令中加g 参数对它进行编译; C/OS-II只能治理 64 个任务,目前的版本保留 8 个任务给系统,故用户编写的应用程序最多可以有 56 个任务;闲暇任务(idle task)是系统所创建的第 1 个任务;就绪态的任务意味着该任务已经预备好,可以运行但由于该任务的优先级比正在运行的任务的优先级低,临时仍不能运行;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - C/O
18、S-II的任务间通信 ; C/OS-II系统中主要利用信号量、互斥信号量(适合优先级翻转)箱或消息队列进行任务间通信;适合处理多大事同步的是大事标志组;在 C/OS-II 操作系统中,内核对任务的治理通过任务掌握块OS_TCB进行;任务切换也称为上下文切换,实际含义是任务的CPU 寄存器内容切换;当C/OS-II 内核打算运行别的任务时,正在运行任务的工作现场被储存到任务的自由栈之中; C/OS-II 的任务调度中就绪表; C/OS-II 的就绪任务等级在就绪表中,OSRdyTbl是就绪表的位图映像矩阵,每一位代表了一个优先级任务的就绪状态,称为就绪位, 该矩阵最多可有 64 位; C/OS-
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- 2022 计算机 三级 嵌入式 知识点
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