2022年大学课程嵌入式系统习题集 .pdf
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1、一、填空1. 嵌入式系统在硬件设计、操作系统的选择、以及软件的设计上都要遵循“ 面向应用、量体裁衣、够用为度” 的原则。2. 嵌入式处理器 是嵌入式系统的核心部件,是控制、辅助系统运行的硬件单元。3. 试列举三种以上主流的通用处理器:ARMStrongARM 、MIPS、PowerPC 、X86、68KColdfire。4. ARM 处理器共有 37 个寄存器 ,其中包括 31 个通用寄存器 和 6 个状态寄存器 。5. ARM 处理器有 7 种不同的处理器模式,在每一种处理器模式下均有一组相应的寄存器与之对应 。即在任意一种处理器模式下, 可访问的寄存器包括15 个通用寄存器( R0R14)
2、、一至二个状态寄存器和程序计数器。6. 寄存器 R13在 ARM 指令中常用作 堆栈指针 。 R14也称作子程序连接寄存器或 连接寄存器LR,当发生中断或异常时,对应的分组寄存器R14_svc 、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和 R14_und用来保存 R15的返回值 。7. ARM 微处理器的在较新的体系结构中支持两种指令集:ARM 指令集(指令长度为 32 位)和 Thumb 指令集 (指令长度为 16 位)。8. 寄存器 R15用作程序计数器 (PC)。该寄存器在 ARM 状态下,位 1:0为 0,位31:2用于保存 PC ;在 Thumb 状态下,位0为 0,位31:1
3、用于保存 PC。9. 寄存器 R16用作 CPSR(当前程序状态寄存器 ) ,CPSR可在任何运行模式下被访问。每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器,称为SPSR(备份的程序状态寄存器)。10. Thumb 状态下的寄存器集是ARM 状态下寄存器集的一个子集,程序可以直接访问 8 个通用寄存器(R7R0) 、程序计数器(PC) 、堆栈指针(SP) 、连接寄存器( LR)和 CPSR。11. 每一条 ARM 指令包含的条件码位于指令的最高 4(31:28)位,每种条件码可用两个字符表示,可以添加在指令助记符的后面和指令同时使用。12. 函数的参数传递方法有两种:R0R3寄存器和堆栈 。
4、13. 处理器有五种地址空间:寄存器地址空间、程序存储器地址空间、内部数据存储器地址空间、外部数据存储器地址空间、IO 地址空间 。每种处理器有其中的一种或几种地址空间。14. 试列举三种以上常见的嵌入式操作系统:Xinu、 uC/OS-II、eCOS、LynxOS、pSOS+、QNX、VRTX、Linux、VxWorks、Nucleus、 inCE。15. 某计算机的时钟频率为400MHz,测试该计算机的程序使用4 种类型的指令。每种指令的数量及所需指令时钟数(CPI)如下表所示,则该计算机的指令平均时钟数为1.93;该计算机的运算速度约为207.3 MIPS。指令指 令 数 目每条指令需时
5、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 34 页 - - - - - - - - - 16. 某幅图像具有 640 480 个像素点,若每个像素具有8 位的颜色深度,则可表示 256 种不同的颜色,经5:1 压缩后,其图像数据需占用61440(Byte)的存储空间。17. 在一个单 CPU 的计算机系统中,采用可剥夺式(也称抢占式)优先级的进程调度方案,且所有任务可以并行使用I/O 设备。下表列出了三个任务T1、T2、T3 的优先级、独立运行时占用CPU 和 I/
6、O 设备的时间。如果操作系统的开销忽略不计,这三个任务从同时启动到全部结束的总时间为58ms,CPU 的空闲时间共有 13ms。任务优先级每个任务独立运行时所需的时间T1 高对每个任务:占用 CPU 10ms,I/O 13ms,再占用 CPU 5ms T2 中T3 低18. RS422 标准是平衡式的,传输一个信号用两条线,逻辑信号用两条线的电平差表示,双线传输的主要优点是抗干扰能力增强 。19、一般而言,嵌入式系统的构架可以分为4 个部分:处理器、 (存储器) 、输入/输出和软件,一般软件亦分为(操作系统)和应用软件两个主要部分。20、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
7、式微控制器) ,嵌入式 DSP , (嵌入式微处理器)以及片上系统。21、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。22、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)和软实时系统。23、内核负责管理各个任务,或者为每个任务分配CPU 时间,并且负责任务之类型(条)钟数1 160000 1 2 30000 2 3 24000 4 4 16000 8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -
8、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 34 页 - - - - - - - - - 间的(通信) ,内核的基本服务是(任务调度) 。24、嵌入式开发一般采用(宿主机 /目标机方式)方式,其中宿主机一般是指(PC 机或者台式机) 。25、哈佛体系结构数据空间和地址空间(分开) ,ARM920T 采用(哈佛体系)的内核架构。26. ARM7TDMI采用(3 )级流水线结构,ARM920TDMI采用(5 )级流水线。27 .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。2
9、8、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。30ARM7TDMI 与 ARM720T 的一个重要区别在于后者有_、_。(存储空间管理单元( MMU )和 8K Cache片内缓存(提高CPU 性能) )31ARM 芯片主要封装有 _、_、_、_、_、_等形式。(QFP、TQFP、PQFP、LQFP、BGA、LBGA)33ARM 体系结构可用两种方法存储字数据,具体为_、_。(大端格式和小端格式)35ARM 微处理器在较新的体系结构中支持两种指令集:
10、_、_。(ARM 指令集、 Thumb 指令集)36 ARM 处理器有 9 种基本寻址方式, 分别是:_、 _、 _、 _、_、_、_、_、_。 (寄存器寻址、立即寻址、寄存器偏移寻址、寄存器间接寻址、 基址寻址、多寄存器寻址、 堆栈寻址、块拷贝寻址、相对寻址)37ARM 指令集可以分为6 类,分别是: _、_、_、_、_、_。(跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器(PSR)传输指令、 Load/Store 指令、协处理器指令、异常中断产生指令)38 在 ARM 的汇编程序中,有如下几种伪指令: _、 _、 _、 _、_。(符号定义伪指令、数据定义伪指令、汇编控制伪指令、宏指令、其他伪指令)
11、39 汇编语言与 C/C+的混合编程通常有以下几种方式: _、 _、 _。(在 C/C代码中嵌入汇编指令;从汇编程序中访问C 程序变量;汇编程序、C/C程序间的相互调用)40ARM C/C+ 编译器支持和产生以下几种格式的文件:_、_、_、_、_。(filename.c 源文件、 filename.h头文件、 filename.o目标文件、 filename.s汇编代码文件、 filename.lst列表文件)41在线仿真包括 3 个过程: _、_、_。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -
12、 - - - 第 3 页,共 34 页 - - - - - - - - - (装载映像文件、程序执行、查看寄存器和内存空间)45JTAG调试接口的结构由 _、_、_及_组成。(测试访问端口 TAP(Test Access Port )控制器、旁路( bypass )寄存器、指令寄存器和数据寄存器、 ARM 架构处理器)46ARM 嵌入式系统主要由 _、_和_构成。(嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式软件系统)47常用的嵌入式外围设备有_、_和_三类。(存储设备、通信设备、显示设备)48总线通常包括 _、_和_。(数据总线、地址总线、控制总线)50嵌入式操作系统的调试一般包括:_调试和_调试。(
13、操作系统、应用程序)51电子设备电源系统包括:_电源和 _电源。(交流、直流)52ARM 处理器工作状态主要有 _、_和_模式。(运行、睡眠、空闲)53IC 芯片工作一般供电电压有:_、_、_、_。(5V、3.3V、2.5V、1.8V)54布线时,电源线、信号线、地线线宽大小一般为: _。(地线、电源线、信号线)55作为高速缓存的存储器主要有_、_和_。(SRAM、DRAM、Flash ROM)56动态 RAM 有_和_。(SDRAM、DDR)57ARM 有从外部 _启动的外启动和从片上 _启动的内启动两种启动方式。(SDRAM、ROM)58 Nand-Flash闪存每个块的最大擦写次数是_万
14、次,而 Nor 的擦写次数是_万次。(100、10)59MTD 核心层分为: _层、_层和_层。(用户模块接口、 MTD 抽象、 MTD 设备驱动模块)60Nor-Flash常用于存放 _,而 Nand-Flash存放_。(系统代码、用户信息)61Linux 设备可分为 _、_和_三种。(字符设备、块设备、网络设备)62GPIO 支持_、_和_三种数据传输方式。(中断、查询、 DMA)63GPIO 驱动可以以两种方式编译:一种是_,另一种是 _。(静态编译进内核、编译成模块动态加载)64ARM 内核支持 7 种中断,分别是: _、_、_、_、_、_和_。(复位、未定义指令、软件中断、指令预取中
15、止、数据中止、外部中断请求、快速中断请求)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 34 页 - - - - - - - - - 66ARM 硬件中断主要有: _、_、_、_等 4 种。(定时器中断、串口输入/输出中断、接口中断、链路中断)68按复位信号是否与时钟信号同步,可分为:_复位和 _复位。(同步、异步)71A/D 转换可分为 4 个阶段,分别是: _、_、_、_。(采样、保持、量化、编码)72黑白 LCD 每像素 2 位相当于 _级灰度,每像素4 位相当于
16、 _级灰度;彩色液晶屏 LCD 每像素 8 位相当于 _级颜色。 (4、16、256)75液晶像素的两电极是: _电极和 _电极。(行、列)76常用键盘接口可分为_、_和_,其中PC 键盘上常用的是_。(独立式按键接口、行列式接口、专用芯片式接口,行列式接口)77软件实现按键接口设计的方式有:_和_。(中断、查询)78从广义的角度来说, 数据通信方式可以分为_和_两大类,相应的通信线路分别称为 _和_。(并行通信、串行通信;并行总线、串行总线)79串行通信的两种基本工作方式为:_和_。标准异步串行通信(UART)接口有: _、_和_。(异步串行通信、同步串行通信;RS-232C、RS-422、
17、RS-485)80UART 串行通信接口标准是 _ ,它采用 _逻辑来进行电平传输。 (RS-232C、负)81I2C 采用两根 I/O 线是: _和_。(SCL 串行时钟线、 SDA 串行数据线)82I2C 数据传输速率标准模式下为_bps ,快速模式下为 _bps ,高速模式下为 _bps 。 (100K、100K、3.4M)83串行存储器一般具有两种写入方式:_和_。(字节写入方式、页写入方式)84以太网接口电路主要由 _和_两大部分构成。(MAC 控制器、物理层接口)86以太网口的复位包括硬件复位和软件复位,第一次复位必须是_。(硬件复位)87USB 系统包括 _、_和_三部分。(US
18、B互连、 USB 从端口、 USB主端口)89USB1.1支持_bps的传输速率, 2.0 标准支持 _bps的传输速率。(1.512、120240)90USB 支持_、_、_和_等四种传输模式。(同步、中断、控制、批量)92每个以太网口上都有一个唯一的_位 MAC 地址与之对应。(48)95Boot-loadere两种不同的操作模式是 _模式和 _模式。(启动加载、下载)96 Boot-loader通过串口与 PC 进行传输,传输协议通常是 _、 _和_名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
19、- - - - 第 5 页,共 34 页 - - - - - - - - - 协议之一。(xmodem、ymodem、zmodem)97Boot-loader目标代码是 *. _格式的文件。(bin)98 ARM Linux 移植主要工作是把编译生成的_、_和_,并烧写到 Flash中。(Boot-loader、Kernel Image、Root File)99在 PC 上编译 ARM 运行的程序,需要 _编译器。 (交叉)100Linux 移植类型包括基于 _的移值和基于 _的移值。(处理器、平台)101建立 ARM 编译环境的主要开发工具有_、_和_。(binutils、gcc、glibc
20、)102Linux 支持多种文件系统,包括:_、_、_和_。(Romfs、Cramfs、JFFS 、JFFS2 )103JFFS2在 Linux 中一种是作为 _,另一种是作为 _在系统启动后被挂载。(根文件系统、普通文件系统)106 常用的 GUI 图形开发界面主要有 _、_、 _、_、_和_。(X Window、MicroWindows 、OpenGUI、Qt/Embedded 、MiniGUI 、PicoGUI) 113TFTP 简单文件传输协议基于 _传输层协议。(UDP) 119传输语音的格式一般有:_和_。(IIS 总线格式、 MSB-Justified 格式 ) 120IIS 总
21、线传输方式一般有: _、_和_。(正常传输模式、 DMA 传输模式、发送 /接收模式 ) 121 标准 VGA 显示器接口是 _针_型接口,由_、 _、 _三色模拟信号线和 _同步、 _同步两个数字信号构成。(5、D、R、G、B、行、场 ) 128、ARM 处理器中断有两种处理模式,分别为快速中断模式和外部中断模式。129、嵌入式系统中按照总线的传送的信息类型,可以分为数据总线、地址总线和控制总线131、ARM 微处理器有7种工作模式,它们分为两类非特权模式、特权模式。其中用户模式属于非特权模式132、ARM 支持两个指令集,ARM 核因运行的指令集不同,分别有两个状态ARM 、 Thumb
22、,状态寄存器CPSR 的T 位反映了处理器运行不同指令的当前状态133、ARM 核有多个寄存器,其中大部分用于通用寄存器,有小部分作为专用寄存器,R15 寄存器用于存储 PC,R13 通常用来存储SP 134、ARM 微处理器复位后,PC 的地址通常是0 x0 ,初始的工作模式是Supervisor 。135、计算机有 CISC 和 RISC 两种类型,以 ARM 微处理器为核心的计算机属于RISC、类型,其指令长度是定长的。139、ARM 处理器有两种总线架构,数据和指令使用同一接口的是冯诺依名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -
23、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 34 页 - - - - - - - - - 曼,数据和指令分开使用不同接口的是哈佛结构140目前,嵌入式处理器种类繁多。按照类型大致可以分为嵌入式微处理器EMPU 、嵌 入式 微控 制器MCU 、嵌 入式 数字 信号 处理器EDSP 和片上可编程系统SOPC 。141BootLoader 就是在操作系统内核运行前执行的一小段程序,用于引导加载程序以及系统内核。142BootLoader 是依赖于硬件平台的,不同的嵌入式处理器和嵌入式系统需要不同的 BootLoader 来引导。145按照系统对相应时间的敏感程度,嵌入式操
24、作系统可以分为三类,硬实时系统、软实时系统和非实时系统。146VxWorks 操作系统是美国WindRiver 公司于 1983 年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS) ,是嵌入式开发环境的关键组成部分。147 Windows CE是微软旗下的一个32 位嵌入式操作系统。 在 Windows CE 中,C 代表袖珍(Compact ) 、消费(Consumer ) 、通信能力( Connectivity)和伴侣( Companion),E 代表电子产品( Electronics)。目前最新的 Windows CE为Windows CE 6.0 。148C/OS -II 是一种开源但不免
25、费的实时操作系统, 具有可剥夺实时内核。150RISC 以CISC 为基础,重点优化计算机结构,使其更加简单合理地提高运算速度。152ARM7 内核为低功耗的32 位 RISC 处理器,其采用冯 诺依曼体系结构,数据和指令使用同一条总线。ARM7 内核有一条3 级流水线,执行ARMv4 指令集,最适合用于对价位和功耗要求较高的消费类应用。153、 ARM10E 内核为32 位 RISC 处理器,具有高性能、低功耗的特点。ARM10E 采用了新的体系结构,与同等的ARM9 器件相比较,在同样的时钟频率下,性能提高了近 50% 。155、ARM RealView MDK 是 ARM 公司和深圳英倍
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