2022年计算机三级嵌入式知识点2 .pdf
《2022年计算机三级嵌入式知识点2 .pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年计算机三级嵌入式知识点2 .pdf(10页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、【IEEE的实时 UNIX分委会认为实时操作系统应该具备若干特征,下面哪一项不是实时操作系统必须具有的特征?()具有异步 I/O 和中断处理能力任务切换时间和中断延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该具备7 个特征:具有异步I/O 和中断处理能力; 任务切换时间和中断延迟时间确定;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 不是实时系统的特征,故本题选择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器种类最多的是()。LILO GRUB U-Boot Load
2、lin 正确答案: C 答疑: 【解析】 U-Boot 以 POCBoot 和 ARMBoot 计划为基础。除了支持Power PC系列处理器外,还支持X86、ARM 、Mips、Alpha、IA64、SupcrHSPARC 等多种常用体系结构处理器。故本题选择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须的?()。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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页该电路板的处理器必须具备MMU (存储管理单元)处理器支持中断,并
3、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一定量数据(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,必须满足以下要求: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一定量数据(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 寄存器读出和存储到栈区或内存中的指令。存储管理单元可以不需要。故本题选择B S3C2410内部的电源管理模块所具有的四种模式:正常模式、慢速模式、休眠模式和掉电模式。休眠模
4、式下,电源管理模块仅断开ARM 内核时钟FCLK ,让 CPU处于休眠状态,但仍为外围硬件组件提供时钟;掉电模式下电源管理模块将断开内部电源,除非唤醒逻辑有效,否则内核不产生功耗。按照 IC设计文件的类型,IP核通常分为三种:软核、固核和硬核本题考查存储器存储容量的决定因素。存储器的容量取决于存储单元的个数和存储器各单元的位数, 而单元个数与存储器的地址总线有密切关系,因此存储器芯片的容量完全取决于存储器芯片的地址线条数和数据线的位数。VxWorks 是目前公认为实时性最强、可靠性最高的一种嵌入式实时操作系统。在该操作系统中, 所有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
5、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调试时比较方便。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 计划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,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
6、统是从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件的,因此GCC生成可执行文件时若用户未指定文件名,则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来表示满足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、TDI、TDO和 TRST 。JATG可用于实现嵌入式系统的在线编程功能,其标准允许多个芯片通
7、过JTAG接口串联在一起,实现对多个器件的测试精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页 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,从上到下的顺序是:应用软件层,应用程序接口(API)层, C/OS-II 内核,设备驱动层。Linux 内核的组成 。 Linux 内核主要由5 个子系统组成: 进程调度, 内存管理, 虚拟文件系统,网络接口,进程间通信。Linux 内核是一种自由软件,其源代码是开放的,其创始人是芬兰学生 Linus Torvalds;对于不
8、同体系结构的CPU ,Linux 内核的源代码各不相同;2012 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控制程序进行封装,向上提供了访问底层硬件的函数接口,隐藏了硬件的差异性,避免了操作系统对硬件的直接访问。HAL 位于内核操作系统和硬件平台之间。RTOS的相关指标 。RTOS (实时操作系统)有3 个主要的实时指标:响应时间、吞吐量和生存时间。响应时间的具体指标是:中断延迟时间和任务切换时间。
9、实时系统对时间约束要求的严格性,使 可预测性 成为实时系统的一项重要性能要求,它是指RTOS能够对外部事件的响应时间 和实时任务的 执行时间 进行判断,以确定被事件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计算的逻辑结果,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,其中响应时间的具体指标有中断延迟时间和任务切换时间。从接收到可屏蔽中断请求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,称为中断延迟时间。 该时间包括两
10、部分:一是最长关中断时间,是指系统因执行临界区代码等原因不允许响应中断请求的时间;二是从硬件开始响应中断到开始执行中断服务程序第一条指令之间的时间。RTOS响应中断请求并且完成相应中断服务子程序(ISR )的时间非常快,且这个时间必须具有某种程度的一致性。精细衡量这个时间一致性变化的术语是抖动 。实时系统及实时指标的理解。实时系统对外界的响应是否正确不仅取决于功能正确性,而且取决于对事件处理的时间正确性。因此,评价实时系统的实时性最重要的指标是响应时间,即系统从事件请求开始到任务完成的时间间隔。实时系统任务时限的类型的了解。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
11、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、控制域、数据域、 CRC域、应答域、帧结尾。CAN 总线采用差分传输,控制器内置CRC校验,传输可靠性强, 可构成多主多从系统,即同一时刻允许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、控制域、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,按照高位在前,低位在后的原则发送。ARM 的中断控制器。每一个 ARM 芯片,除了内核异常外,还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控制器的功能是对芯片中相关硬
12、件组件的中断请求进精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页行管理和控制, 一般采用向量中断(VIC)或嵌套向量中断 (NVIC)方式管理中断。WIC称为唤醒中断控制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 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
13、 处理器工作于32 位指令的状态,所有指令均为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提供服务。其中:“A”系列面向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 ” 系列对微控制器。ARM7、ARM9 和 ARM11 属于经典ARM 处理器, ARM Cortex-M0/Cortex-M1/Cortex-M3/
14、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 采用 3 级流水线,在ARM Cortex 实时嵌入式处理理器中,Cortex-R4 采用 8 级流水线。ARM 处理器的7 种异常及相应优先级。 经典 ARM 处理器有7 种异常: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 、数据访问中止DABT 、外部中断请求IRQ以及快速中断,其中优先级最高的异常是复位。ARM 常用指令中的中断指令助记符。ARM 处理器异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
15、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,而且可以在运行时改变优先级状态。使用末尾连锁连续中断技术只需消耗3 个时钟周期,相比32 个时钟周期的连续压、出堆栈,大大降低了延迟,提高了性能。嵌入式处理器的体系结构按照存储机制可分为冯诺 依曼结构及哈佛结构。ARM7 采用冯 诺依曼结构, 3 级流水线, ARM9 采用哈佛结构,5 级流水线嵌入式处理器按存储机制的分类。CPU与存储器的连接只有一套总线,存储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,程序存储器和数据存储器分开采用两
16、套总线与CPU连接的结构是哈佛(Harvard)结构。RVDS是 ARM 公司推出的基于ARM 系列 CPU进行开发的工具套件,支持所有ARM 芯片,还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,主要包括工程管理器、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 Linux 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。若要对一个应用程序进行调
17、试排错,则应该在编译命令中加g 参数对它进行编译。 C/OS-II 只能管理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;空闲任务(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准备好,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,暂时还不能运行。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页 C/OS-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。适合处理多事件同步的是事件
18、标志组。在 C/OS-II 操作系统中,内核对任务的管理通过任务控制块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内核决定运行别的任务时,正在运行任务的工作现场被保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-II的系统平台的应用开发。一个应用程序的工程项目中,必须包含启动引导程序,UC/OS-II 的库文件,应用程序等。main()函数在执行过程中,除了用户
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年计算机三级嵌入式知识点2 2022 计算机 三级 嵌入式 知识点
限制150内