光机所《嵌入式系统》课程报告2011-2012(1).doc

嵌入式系统课程专题报告学 院： 中科院长春光机所专 业： 光学学 期：20112012（1）题号一二三四总分满分30202030100得分一题满分30得分一、阐述题（每小题6分，共30分）1你是如何理解嵌入式系统的？与通用计算机相比，嵌入式系统有哪些特点？答：（1）嵌入式系统被定义为：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力，才更具有优势。嵌入式系统与应用紧密结合，具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁剪、利用。 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术以及各个行业的具体应用相结合后的产物，因此它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，将会是一种比较好的发展模式。目前嵌入式系统的核心往往是一个只有几KB到几十KB内存的微内核，需要根据实际应用进行功能扩展或者裁剪，而由于微内核的存在，使得这种扩展或者裁剪能够非常顺利的进行。（2）与通用计算机相比，嵌入式系统的特点有：a嵌入式系统通常是面向特定应用的；b嵌入式系统功耗低，体积小，集成度高，成本低；c.嵌入式系统具有较长的生命周期；d.嵌入式系统具体固化的代码；e.嵌入式系统本身不具有自主开发能力，即使设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发；f.嵌入式系统软件需要RTOS开发平台；g.嵌入式系统开发人员以应用专家为主；h.嵌入式系统是知识集成系统。2嵌入式处理器包括哪几种类型？说明嵌入式系统的典型组成。 答：（1）嵌入式系统的硬件核心是嵌入式处理器。 嵌入式处理器可以分为四类：a.嵌入式微处理器EMPU（Embedded Microprocessor Unit）；b.嵌入式微控制器EMCU；（Embedded Microcontroller Unit）；c.嵌入式数字信号处理器EDSP（Embedded Digital Signal Processor）；d.嵌入式片上系统ESoC（Embedded System on Chip）；。 （2）嵌入式系统是面向特定应用的，但就其组成而言，它们一般都是由硬件，软件以及嵌入式系统的开发工具和开发系统三部分组成的。3MOV R0，#0x2468 这个指令有错误吗？为什么？如果有错请提出修改意见。4S3C44B0X具有多少通用I/O口？它们具有哪些功能？ 答：S3C44B0X具有71个通用I/O口。有8个外部中断口，71个多功能输入输出口。S3C44B0X具有71个通用多功能输入输出引脚，包含在7组端口中。 端口A：10位，输出端口（地址线） 端口B：11位，输出端口（bank选择线和SDRAM的接口信号线） 端口C：16位，I/O端口（数据线、IIS接口线或LED数据线等） 端口D：8位，I/O端口（LED的信号线） 端口E：9位，I/O端口（串口信号线和定时器输出） 端口F：9位，I/O端口（多功能I/O口） 端口G：8位，I/O端口（多功能I/O口）5简述ARM微处理器的七种运行模式。答： ARM 处理器有7种工作模式，这7种模式及其特点是：（1）快速中断模式(fiq) 支持高速数据传输或通道处理，外部中断fiq信号有效且CPSR的F=0进入。（2）中断模式(irq) 用于通用中断处理，外部中断irq信号有效CPSR的I=0进入。（3）管理员模式(svc) 操作系统的保护模式， 复位、软件中断进入。主要用于 SWI(软件中断)和 OS(操作系统)。这个模式有额外的特权，允许你进一步控制计算机。（4）中止模式(abt) 支持虚拟内存和/或内存保护 预取指令中止/数据中止进入（5）未定义模式(und) 支持硬件协处理器的软件仿真（浮点、向量运算） 未定义指令进入（6）系统模式(sys) 支持操作系统的特殊用户模式(运行操作系统任务） （7）用户模式(usr)正常的程序执行模式，此模式应用程序不能访问受操作系统保护的资源，不能改变模式，除非异常发生。二题满分20得分二、嵌入式系统分析（每小题10分，共20分）1在日常生活中，你接触过哪些嵌入式产品？他们都有些什么功能？ 答：移动电话（手机）、MP4等。 移动电话（手机）最为基本的功能就是通信功能，除此之外多数手机还包含PDA、游戏机、MP3、照相机、摄影、录音、GPS、上网等功能。MP4是一种集音频，视频、图片浏览、电子书收音机等于一体的多功能播放器。2结合嵌入式系统的典型组成，试分析常见的嵌入式产品（如PDA、手机等）大体的结构组成？ 答：嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的单元。对于我们常用的手机来说，手机就是一个嵌入式硬件平台，而我们在其上用来实现拨打电话，发送短信的图形界面也就是所谓的手机操作系统，也属于嵌入式操作系统。无论什么类型的手机都应该包含手机存储器，分为只读存储器和随机存取存储器。手机的操作系统同样类似于计算机，也会使用RAM存储器作为临时数据保存空间。 从外部结构来看，手机结构一般包括：LEDLENS、上盖、下盖、按键、DOME、电池盖、电池盖按键、天线、Speaker、Ear jack、Motor、LCD、隔离罩、其它外露的元件等。三题满分20得分三、ARM汇编语言设计（每小题10分，共20分）用ARM汇编代码实现以下C程序段。（1）if (x - y3)x=0;elsey=0;解：MOV R0，#X MOV R1，#Y SUB R3，R0，R1 ； R0减R1，结果写入R3 CMP R3，#3 ； 比较R3与3的大小 MOVLT R0，#0 ； XY则令Y=0 MOVEQ R1=0 ； X=Y则令Y=0（2）for(i=0;i20;i+)xi=ai*bi解：MOV R2，#adddr a MOV R3，#adddr b MOV R4，#adddr x MOV R0，#20 ；记录20次循环 MOV R1，#0 ；记录数组内相对于首地址的偏移 LOOP： LDR R5，R2+R1 ；从内存中取出ai与bi写入R5，R6 LDR R6，R3+R1 MUL R7，R5，R6 ；做乘法运算 STR R7，R4+R1 ；将结果写回内存中相应的单元 ADD R1，R1，#1 ；指向数组的下一个元素 SUBS R0，#1 ；计数器减1，控制循环条件 BNE LOOP ；不为0则继续循环四题满分30得分四、嵌入式系统设计（共30分）根据对本课程的理解，设计一个嵌入式产品（或系统，或项目，或创意），产品（或系统，或项目，或创意）题目自拟，系统可大可小，要求如下：（1）题目（题目要求新颖，应该是自己的想法）。（2）明确指出项目的创新点。（3）描述系统的功能。（4）画出系统的结构框图（详细电路图更好）。（5）说明系统中使用的器件（如果能够确定的话）。（6）画出系统软件流程图（或结构图）。（7）说明系统中的主要技术问题。答：（1）题目：基于51单片机的电子琴 （2）创新点：这个键盘是用铁丝焊接的，省钱省事。 （3）用铁丝焊接成7个开关，分别连接到51 的p0的7个端脚上（p0.1-p0.6)，手按的时候会连通电路.同时在P3的P3.4接一个蜂鸣器做输出。