嵌入式系统大题附答案(4页).docx

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1、-嵌入式系统大题附答案-第 4 页家庭服务网关是智能家庭中的关键设备，是家庭内部智能设备与外部网络（如因特网）连接的桥梁。现需要设计的家庭服务网关基本功能具体描述如下：a、 家庭服务网关具有一个以太网接口（对外连接），一个WiFi通信接口（对内连接），一个RS-485总线接口（对内连接）。b、具备一个SD卡接口，利用SD卡存储家庭服务网关的日志信息。c、具有三个状态指示灯，分别指示：工作、报警、远程控制。d、具有实时日历功能。e、客户可以远程通过因特网控制家中智能设备。根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建家庭服务网关的硬件平台，请完善下面的叙述（程序）和回答有关的问题。

2、（注意：完善程序或回答问题所需的寄存器格式见题后的附录）（1）在设计家庭服务网关硬件时，除了设计最小硬件系统外，还必须设计接口电路、WiFi模块接口电路、RS-485接口电路、SD卡接口电路、指示灯接口电路等。若选用的WiFi模块具有UART接口，设计时采用S3C2410芯片的UART2部件的引脚与其相关信号连接，同时，设计RS-485接口电路时，则宜采用S3C2410芯片的部件外加485电平转换芯片来实现。（2）设计以太网接口电路时，选用以太网控制器芯片AX88796为核心来设计，其CS（片选信号，低电平有效）引脚连到S3C2410芯片的nGCS2上，那么，AX88796芯片内部寄存器读写地

3、址的首地址应该为：（注：S3C2410芯片外部可扩展的存储容量为1GB，分成了8块，每块128MB，分别由nGCS0nGCS7选择，整个外部存储空间的首地址为：0x00000000）。SD卡接口电路设计时，采用S3C2410芯片端口E的引脚到来设计（注：写出引脚范围，可通过题目后面附录中的相关表格来确定）。（3）指示灯接口电路设计时，分别用GPE0、GPE1、GPE2外加驱动电路来控制三个LED灯，分别指示工作、报警、远程控制三个状态。那么，相关驱动程序中，初始化GPE0、GPE1、GPE2引脚功能的语句是：rGPECON=(rGPECON|0x00000015) & );/ rGPECON是

4、端口E的控制寄存器(32位)若GPE2输出1时，控制远程控制LED灯亮，GPE2输出0时，控制远程控制LED灯灭，那么，相关驱动程序中，控制远程控制LED灯亮和远程控制LED灯灭的语句分别可以是：rGPEDAT = rGPEDAT | ; /控制远程控制LED灯亮，rGPEDAT是端口E的数据寄存器(16位)。rGPEDAT = rGPEDAT & ; /控制远程控制LED灯灭。（4）S3C2410芯片通过UART2部件相关的引脚与WiFi模块连接，客户从远程发出的命令，通过因特网传输到家庭服务网关后，再由UART2部件所对应的串行接口传输给WiFi模块，最后通过WiFi模块传输给相关的智能家

5、庭设备。那么，在设计UART2的驱动程序时，可用下面一段程序来初始化UART2部件（注：UART2的波特率要求为：9600bps，数据格式要求为：8位数据、1位停止位、奇校验，主频为PCLK。）。void UART2_Init()rGPHCON=(rGPHCON & 0xFFFF0FFF)|; /端口H相应引脚功能初始化，rGPHCON是端口H的控制寄存器rUFCON2=0x0; /FIFOdisablerUMCON2=0x0;rULCON2= ( 3)|(0 2)|(); /设置线路控制寄存器，确定数据格式rUCON2=0x245; /设置控制寄存器rUBRDIV2=(int)(PCLK/)

6、+0.5 - 1); /设置波特率，小数采用四舍五入（5）家庭服务网关中所需实时日历功能，宜采用S3C2410芯片内部的部件来实现。相关驱动程序设计时，在读/写相关时间寄存器时，先需要用下面语句进行允许读/写（即使能）：rRTCCON = (rRTCCON|); /rRTCCON是控制寄存器变量，时间读/写完成后需要用下面语句进行禁止读/写:rRTCCON = (rRTCCON&);这样可保证时间寄存器中的数值安全。（6）若要支持客户通过因特网远程操控家庭服务网关及家庭智能设备，那么，在硬件平台构建好后，需要构建一个能支持WEB功能的软件平台。在构建软件平台时，首先需移植程序、再移植Linux

7、操作系统内核、并建立其文件系统，然后移植嵌入式服务器。软件平台构建好后，家庭服务网关上的应用程序主要包括应用网页设计和接口程序设计2大部分。其应用网页设计时通常采用语言来进行编程。本题实际上是考查基于S3C2410的嵌入式系统开发综合。具体涉及到嵌入式最小硬件系统和典型系统；基于UART的外部通信接口；外加以太网控制器的以太网接口连接设置；GPIO接LED的相关引脚驱动程序；UART的波特率设置；RTC控制寄存器功能设置；嵌入式Web服务器环境的构建。【参考答案及解析】（1）【解析】嵌入式最小硬件系统主要包括嵌入式处理器、时钟电路、电源电路、复位电路、存储器和调试测试接口。由于设计的是家庭服务

8、网关，需要具有以太网接口，WiFi通信接口，RS-485接口，SD卡接口及指示灯等，故除了最小硬件系统外，还必须设计相应的以太网接口电路、WiFi模块接口电路、RS-485接口电路、SD卡接口电路和指示灯接口电路等。S3C2410有三个UART接口，UART0UART2，UART2接口与WiFi模块连接，则RS-485电平转换芯片可与UART0或UART1相连接。第1空答案：以太网（网络、网络通信）第2空答案：UART0（UART1）（2）【解析】AX88796是一款以太网控制器芯片，其片选信号CS引脚连到S3C2410芯片的nGCS2上，因此读/写AX88796芯片内部寄存器的地址范围是0x

9、100000000x100003FF，即首地址是0x10000000。通过附录中端口E控制寄存器的格式可知，SD卡接口电路设计时，采用S3C2410芯片端口E的引脚GPE5到GPE10。第3空答案：0x10000000第4空答案：GPE5（GPE10）第5空答案：GPE10（GPE5）（3）【解析】GPE0、GPE1和GPE2分别控制工作、报警和远程控制三个LED指示灯，通过对GPECON的相应位设置进行初始化。GPE0GPE2对应的GPECON位从0到5，三个口都输出驱动指示灯，故都置01，即0x00000015，其它位保持不变，故第6个空填0xFFFFFFD5；远程控制LED灯亮即GPE2

10、输出1，故对GPE2口数据为1，其余位不变，故第7个空填0x0004；远程控制LED灯灭即GPE2输出0，故对GPE2口数据为0，其余位不变，故第8个空填0xFFFB；第6空答案：0xFFFFFFD5 第7空答案：0x0004第8空答案：0xFFFB （4）【解析】对应H口的初始化将GPH6、GPH7口置01=输出，其余位不变，故第9空应填0x0000A000；ULCON是UART线路控制寄存器，用于确定传输帧的格式，题中数据位数是8位，一位停止位，且是奇校验，参考附录中的ULCON寄存器格式，可知第10、11空分别填4,3；UBRDIVn=INT(UCLK/(波特率*16)-1，此处UCLK

11、是PCLK，波特率是9600，故第12空填960016或者153600。第9空答案：0x0000A000第10空答案：4第11空答案：3第12空答案：960016（153600）（5）【解析】所设计嵌入式系统中所需实现的实时日历功能，可通过ARM芯片内部的RTC（实时时钟）部件来实现。实时时钟控制寄存器RTCCON共4位，可确定是否允许RTC读/写，通过查看附录的RTC寄存器格式可知，读/写使能是RTCCON的第0位，0表示禁止，1表示允许，其余位不变，则第14空填0x01；第15空填0xFE或0x0E。第13空答案：RTC（实时时钟）第14空答案：0x01第15空答案：0xFE （0x0E）（6）【解析】在完成硬件构件设计之后，软件构件的设计包括三部分：嵌入式Web服务器环境构建，应用网页设计和GCI接口程序设计。在构建软件平台时，首先要移植系统启动引导程序（Bootloader）再移植Linux操作系统并建立其根文件系统，最后移植嵌入式Web服务器。网页设计时通常采用HTML语言来进行编程。第16空答案：启动引导（引导，Bootloader，引导加载）第17空答案：根第18空答案：Web第19空答案：CGI第20空答案：HTML