嵌入式系统原理及应用技术13510.pdf

《嵌入式系统原理及应用技术13510.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式系统原理及应用技术13510.pdf（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、.1 1.嵌入式系统的定义：一般都认为嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为根底，并且软硬件可裁剪，可满足应用系统对功能、可靠性、本钱、体积和功能有严格要求的专用计算机系统。2.嵌入式系统的特征：1通常是面向特定应用的。具有功耗低、体积小和集成度高等特点。2 硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能满足功能、可靠性和功耗的苛刻要求。3实时系统操作支持。4嵌入式系统与具体应用有机结合在一起，升级换代也同步进展。5为了提高运行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般固化在存储器芯片中。3.ARM 嵌入式微系统的应用：工业控制、网络系统、成像和平安产品

2、、无线通信、消费类电子产品。4.ARM 嵌入式微处理器的特点：1体积小、低功耗、低本钱、高性能。2支持 Thumb16 位/ARM32 位双指令集，兼容 8 位/16 位器件。3使用单周期指令，指令简洁规整。4大量使用存放器，大多数数据都在存放器中完成，只有加载/存储指令可以存储器，以提高指令的执行效率。5寻址方式简单灵活，执行效率高。6固定长度的指令格式。5.嵌入式系统一般由 嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户软件构成。2.哈佛体系构造的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间。3.嵌入式处理器主要有四种嵌入式微处理器EMPU、嵌入式微控制器MCU、嵌入式数字信号处理器DS

3、P、嵌入式片上系统SoC)4.ARM7 采用 3 级流水线构造，采用诺依曼体系构造；ARM9 采用 5.1 级流水线构造，采用哈佛体系构造。5.ARM 处理器共有 37 个 32bit 存放器，包括 31 个通用存放器和 6 个状态存放器。6.ARM 体系构造可以用 2 种方法存储字数据，即大端格式和小端格式。7.ARM 处理器既支持 32 位的 ARM 指令集又支持 16 位的 THCMB 指令集。8.ARM 处理器有 7 种工作模式，他们分为两大类特权模式、非特权模式。其中用户模式属于非特权模式。9.ARM处理器的两种工作状态是ARM状态,此时处理器执行32位的字对齐的 ARM 指令。Th

4、umb 状态，此时处理器执行 16 位的、半字对齐的 Thumb 指令。10.嵌入式系统中，堆栈有满递增堆栈 FA、满递减堆栈 FD、空递增堆栈 EA、空递减堆栈 ED。11.计算机硬件架构，按照数据和指令是否分开存放可分为诺依曼体系构造、哈佛体系构造，其中诺依曼体系构造构造又称普林斯顿体系构造。12.RISC 的含义是 精简指令集计算机，而 CISC 的含义是 复杂指令集计算机。13.ARM 是 Advanced RISC Machines 的缩写。14.IP 核含义是知识产权核。15.嵌入式系统开发和调试中需要 ICE，ICE 的含义是 在线仿真器。16.ARM 体系构造中，字的长度 32

5、 位，半字对齐存储的时候是 2 字节对齐。.1 17.ARM 所支持的最大存储器空间是 232字节 4GB 18假设 ARM 的存储器格式配置为(Big Endian)格式，则对于地址0*0000001s 中存储的数据 4567H 在地址左低右高的存空间的存放结果是(4567)假设 ARM 的存储器格式配置(little Endian)格式存放结果是(6745)1.状态存放器 SPSR 的条件码标志位 N/Z/C/V 在 2831 位。2.ARM 指令“ADD R0,R1,R2是典型的存放器寻址。3.ARM 指令“LDR R1,R3,4是典型的基址加变址寻址。1存放器寻址 ADD R0，R1，

6、R2 ；R0R1R2 2立即寻址 1 ADD R0，R0，1 ；R0R01 2 ADD R0，R0，0*3f；R0R00*3f 3存放器间接寻址 1LDR R0，R1;R0R1 2STR R0，R1;R1R0 4基址加偏址寻址1LDR R0，R1，4；R0R14 2LDR R0，R1，4！；R0R14、R1R14 3LDR R0，R1，4；R0R1、R1R14 5变址寻址 LDR R0，R1,*4 ;R0R1+4 6多存放器寻址 LDMIA R1，R0，R2，R5 ；R0R1,R2R1+4,R5R1+8 7堆栈寻址 1 STMFD SP!R1-R7,LR；2 LDMFD SP!R1-R7,LR

7、；.1 8块复制寻址 1LDMIA R0!,R2-R9；2、STMIA R1,R2,R9；9相对寻址 BL 4.堆栈随着存储器地址的增长而向上增长，基址存储器指向存储器有效数据的最高地址或指向第一个要读出的数据位置是满递增堆栈。向上生长：向高地址方向生长，称为递增堆栈;向下生长：向低地址方向生长，称为递减堆栈。堆栈指针指向最后压入的堆栈的有效数据项，称为满堆栈；堆栈指针指向下一个要放入的空位置，称为空堆栈。5.Make 命令通过 makefile f filename 方式指向特定文件作为Make 脚本文件。6.Bootloader 都包含两种不同的加载操作模式启动加载模式、下载模式。7.嵌入

8、式系统中，中断处理过程中采用 中断向量 方法查找到中断处理程序的入口地址。8.下面多个操作系统是嵌入式操作系统的是 。uC/OS II、RT-thread、uCLinu*、FreeRTOS、RT*Arm-Linu*、V*Works、RTEMS、pSOS Nucleus、PalmOS、Windows CE、Windows*P Embedded、Windows Vista Embedded、嵌入式 Linu*、ECOS、QN*、Lyn*、Symbian、Android、Maemo、Meego 9.下面哪一种功能单元不属于 I/O 接口电路 D 。A.USB 控制器 B.UART 控制器 C.以太网

9、控制器 D.LED.1 10.哪种模式不能直接程序状态存放器 用户模式 。11.目标机上 Bootloader 通过串口与主机之间进展文件传输不使用传输 A 。A.modem 协议 B.*modem 协议 C.ymodem 协议 D.zmodem 协议 12.Make 预置了一些部宏，其中$表示 当前目标文件 。13.以下哪个是 Linu*进程状态 。Linu*核中定义了以下几种状态：*define TASK_RUNNING 是就绪态，进程当前只等待 CPU 资源。*define TASK_INTERRUPTIBLE *define TASK_UNINTERRUPTIBLE 都是阻塞态，进程当

10、前正在等待除 CPU 外的其他系统资源；前者可以被信号唤醒，后者不可以。*define TASK_ZOMBIE 是僵尸态，进程已经完毕运行，但是进程控制块尚未注销。*define TASK_STOPPED 是挂起状态，主要用于调试目的。进程接收到 SIGSTOP 信号后会进入该状态，在接收到 SIGCONT 后又会恢复运行。14.设备驱动程序是核的一局部，描述不正确的选项是 D 。A.设备驱动完成对设备初始化和释放 B.设备驱动把数据从核传送到硬件和从硬件读取数据 C.设备驱动读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求.1 的数据 D.设备驱动可以使用户更加仔细的了解硬件的细节 15.

11、一个设备文件都对应两个设备号，而标识该设备的种类，也标识了设备使用的驱动程序是指 主设备号 。16 以下哪个不是 GDB 中的命令 D A.e*it B.*C.q D.file 17.以下 不是嵌入式图形用户接口GUI的主要特征。GUI 的主要特征：1.运行时占用的系统资源少 2.模块化构造便于移植和定制 3.可靠性高 18.目前嵌入式领域中使用最广泛，市场占有率最高的实时系统是 C 。A.symbian B.windows CE C.Vsworks D.QN*三.简答题 1.什么是嵌入式系统.嵌入式系统的特点是什么.嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为根底、软件硬件可裁剪、功能、可靠性

12、、本钱、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，本钱低;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运行环境差异大 7大局部程序固化在 ROM 中；.1 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.ARM 处理器的指令集分为哪几类.指令的一般格式是什么.分为以下 6 类：1.数据处理指令 2.程序状态存放器指令 3.分支指令 4.访存指令 5.异常产生指令 6.协处理器指令 一般格式：s,3.什么是穿插编译环境.为什么嵌入式系统开发多用穿插编译环境 穿插编译

13、是指，在*个主机平台上比方 PC 上用穿插编译器编译出可在其他平台上比方 ARM 上运行的代码的过程。完成该过程的环境为穿插编译环境。因为一般的编译工具链需要很大的存储空间，并需要很强的 CPU 运算能力。通过穿插编译工具，我们就可以在 CPU 能力很强、存储控件足够的主机平台上比方 PC 上编译出针对其他平台的可执行程序。4.简述 ARM 体系构造的特征.ARM 嵌入式微处理器主要有 ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10 等系列。ARM7 优化了低价位和低功耗的 32 位核，带有：嵌入式 ICE-RT 逻辑；三级流水线取指、译码、执行和诺依曼体系构造，提供0.9MIPS/MHz。ARM

14、9 系列提供了高性能和低功耗的硬宏单元，带有：五级流水线取指、译码、执行、访存缓冲数据、回写；哈佛体系构造，提供1.1MIPS/MHz。.1 ARM9E 系列是一种可综合处理器，带有 DSP 扩大和紧耦合存储器TCM 接口，使存储器以完全的处理器速度运行，可直接连接到核上。ARM10 系列带有：64 位 AHB 指令和数据接口；六级流水线；1.25MIPS/MHz；与同等的 ARM9 器件相比，其性能提高 50%。5.什么是 Bootloader.其主要功能是什么.答：Bootloader 是系统加电后、操作系统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

15、系统核、运行用户应用程序准备好正确的环境。主要功能：1、硬件设备初始化；2、建立存空间 的映射；3、系统的下载或调试测试等 6.搭建嵌入式开发环境，连接目标版，一般使用什么通信接口连接.在Windows 主机 上使用什么软件建立连接.在 Linu*主机上使用什么软件建立连接.串口连接，网络连接，JTAG 口连接。超级终端。Mini 7.简述 ARM 处理器的 7 运行模式.用户模式(usr)：ARM 处理器正常执行程序时的处理。快速中断模式(fiq)：用于高速数据传输和通道处理。外部中断模式(irq)：用于通用的中断处理。管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式。指令数据终端模式(abt)：

16、当数据或指令预期终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务时的模式。未定义指令模式(und)：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支.1 持硬件协处理器的软件仿真 8.ARM 系统处理器 arm7Tdmi 中的 tdmi 四个字母的含义是什么.T-支持 16 位 Thumb 指令集 D-支持片上 Debug，允许处理器响应调试请求暂停 M-支持增强型乘法器，可生成全 64 位的结果 I-嵌入式 ICE 部件,提供片上断点和调试点的支持 9.ARM Linu*嵌入式系统移植的步骤.1.开发环境的搭建 2.系统引导：bootloader 3.核引导

17、:核的定制 4设备驱动程序 5.文件系统 10.嵌入式系统的穿插开发环境的作用是什么.穿插环境是在一个平台上生成在另一个平台上运行的代码；作用：由于嵌入式系统资源与速度的限制，通常选用装有 linu*操作系统的 PC 机作为开发系统的主机，利用穿插编译，生成在目标板上运行的二进制代码，然后通过 NFS 或其它方式下载到目标板运行。10.一般 Bootloader 的工作分为哪两个阶段.各个阶段的作用是什么.就是在操作系统核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个适宜状态，以便为最终调用操作系统核准备好正确的环境。stage1 作用为 硬件设备初始化(CPU 的主频,SDRAM 中断,串口等)tage2 作用为 1.核启动参数；2.启动核；3,与主机进 行交互,从串口,USB 或者网络口下载映象文件，并可以对 Flash 等存储设备进展管理。