嵌入式系统复习题.doc

华南理工大学继续教育学院2011年嵌入式系统复习题一. 判断题1.( ) 如果某一嵌入式系统主要解决人脸识别的问题，不宜选择8031单片机作为设计方案中的核心器件。2.( X ) ARM7TDMI处理器数据总线宽度为16位。3.( ) ARM-CPU由多家不同制造商生产，芯片外部提供的总线是不一致的。4.( X ) ARM7TDMI处理器体系结构采用了哈佛结构，指令和数据共用了一组总线。5.( X ) ARM7TDMI中的T代表增强型乘法器。6. ( ) 在ARM处理器中，快速中断（FIQ）的优先级高于外部中断（IRQ）。7.( ) ROM能够永久或半永久地保存数据，ROM内的数据永远不会丢失。8.( X ) 嵌入式系统调试通常可以分为硬件级调试和在线仿真器调试。9.( X ) 嵌入式ARM架构的嵌入式处理器同时支持大端、小端（Big/Little-Endian）数据类型。10.( X ) ARM指令集和THUMB指令集区别在于ARM指令是16位指令，而THUMB指令是8位指令。11.( X ) 在指令LDR R1，R2中，目标操作数的寻址方式为寄存器寻址。12.( X ) 为使LPC处理器在上电时，能够稳定可靠的工作，系统复位有效电平应至少保持20毫秒。13.( ) 看门狗(Watch Dog)实际是一个简单的定时器，在固定时间内若正常清零，则自动复位处理器。14.( X ) 系统在使用看门狗时，要求看门狗定时器定时时间必须等于系统最大程序执行循环周期。15.( ) LPC2000系列微控制器将ARM7TDMI-S配置为小端模式模式，它在高地址字节存放高位数据，在低地址位存放低位。16( ) 异常结束时，异常处理程序必须将LR中的值减去偏移量后存入PC寄存器，以实现程序的异常返回。17.( X ) 操作系统是计算机中最基本的程序，为用户提供软件平台，RTOS为嵌入式系统提供软件平台，它指的是实时监控程序。18.( X ) LPC控制器工作在空闲模式，系统时钟不工作，系统功耗几乎接近于零。19.( ) RTOS（或实时操作系统）是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，用户的应用程序是运行于RTOS之上的各个任务，RTOS根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等)管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。二. 单项选择题 1嵌入式处理器指令的执行周期包括（D）A、启动、运行、退出 B、取指令、指令译码、执行指令、存储C、启动、运行、挂起、退出D、取指令、指令译码、执行指令2.ARM指令集和THUMB指令集区别在于（ A ）。A、ARM指令是32位指令，而THUMB指令是16位指令 B、ARM指令是16位指令，而THUMB指令是32位指令C、ARM指令是16位指令，而THUMB指令是8位指令D、ARM指令是8位指令，而THUMB指令是16位指令3.下列ARM指令中，其源操作数的寻址方式是寄存器寻址方式的是（ A ）。A、MOV R3，R4 B、LDR R1，R2 C、BEQ LOOP D、MOV R1，#04.如果某一嵌入式系统主要解决人脸识别的问题，不宜选择（ D ）作为设计方案中的核心器件。A、ARM9器件 B、DSPs C、ARM10器件 D、8031单片机 5下列不属于嵌入设计处理器本身带有的基本接口是（ C ）A、串口；B、并口；C、PCIE；D、AD/DA；6操作系统内核是指（ A ）A.操作系统的调度部分B.操作系统的驱动C.操作系统的存储管理D.操作系统的核心部分7.下列选项中，不是实时操作系统必须满足的条件是（ C ）A.具有可抢占的内核B.中断可嵌套C.任务调度的公平性D.具有优先级翻转保护8uC/OS-II可以管理64个任务，其中保留（ B ）个给系统。A.7；B.8；C.9；D.109以下不属于uC/OS-II中支持的中断类型的是（ D ）A.硬件中断 B.外部中断C.陷井中断D.临界区中断10.BSP作为一种嵌入式软件，他的主要特点是（ C ）A：与硬件无关，与操作系统有关 B：与硬件和操作系统都相关C：与硬件有关，与操作系统无关D：与操作系统和硬件都无关11.JTAG的引脚TCK的主要功能是（ A ）A.测试时钟输入；B.测试数据输入，数据通过TDI输入JTAG口；C.测试数据输出，数据通过TDO从JTAG口输出；D.测试模式选择，TMS用来设置JTAG口处于某种特定的测试模式。12.可将向量中断控制器编程分为FIQ、非向量IRQ和向量IRQ三类，它们的中断优先级别由低至高的顺序为（ B ）。A、FIQ、非向量IRQ、向量IRQ B、非向量IRQ、向量IRQ、 FIQ C、FIQ、向量IRQ、非向量IRQ D、向量IRQ 、非向量IRQ、FIQ13.LPC控制器工作在（ B ），系统时钟不工作，系统功耗几乎接近于零。A、空闲模式 B、掉电模式 C、管理模式 D、系统模式14.为使LPC2290控制器在上电时，能够稳定可靠的工作，系统复位有效电平应至少保持（ B ）毫秒。A、200 B、10 C、40 D、10015.LPC2290控制器数据总线宽度为（ C ）位。A、8 B、16 C、32 D、64三. 概念解释题1、什么是嵌入式系统？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。2、ARM处理器：ARM处理器是英国ARM(Advanced RISC Machines)公司设计的全球领先的1632位RISC微处理器，ARM公司通过转让RISC微处理器，外围和系统芯片设计技术给合作伙伴，使他们能用这些技术来生产各具特色的芯片。3、写出下列英文缩写的对应英文或中文全称。（1）SOC：片上系统（2）VIC：向量中断控制器（3）MCU：微控制器（或微控制单元）（4）WDT：看门狗定时器4、异常：当正常的程序执行流程发生暂时的停止时，称之为异常，例如处理一个外部的中断请求。5、下列ARM条件码的含义的是什么？（1）NE：不相等（2）MI：负数（3）GE：带符号数大于或等于（4）LT：带符号数小于6、大（小）端地址模式：占多字节的数据在存储时，如果高位字节存在低地址（首地址），称大端地址模式；如果低位字节存在低地址（首地址），称小端地址模式。7、RTOS：即实时操作系统，是指目标系统在指定的时间内输出结果的实时系统。适时不是指快速处理，而是不能超过指定的时间。8、任务：任务是代码运行的一个映像，从系统的角度看，任务是竞争系统资源的最小运行单元。9、临界区：指处理时不可分割的代码。一旦这部分代码开始执行，则不允许任何中断打入。10、交叉开发环境：是指编译、链接和调试嵌入式应用软件的环境，它与运行嵌入式应用软件的环境有所不同，通常采用宿主机目标机模式。四. 简答题1、简述冯诺依曼结构与哈佛结构，并指出日常生活中的Intel处理器属于哪种结构。答：冯诺依曼结构：将数据和指令都存储在存储器中的计算机。计算系统由一个中央处理单元（CPU）和一个存储器组成。存储器拥有数据和指令，并且可以根据所给的地址对它进行读或写。 哈佛结构：为数据和程序提供了各自独立的存储器。程序计数器只指向程序存储器而不指向数据存储器2、与通用计算机相比，嵌入式系统有哪些特点？答：嵌入式系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：1）嵌入式系统是面向特定应用的。2）嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。3）嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计。4）嵌入式系统具有较长的生命周期。5）嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。6）嵌入式系统本身不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。3、为什么需要嵌入式操作系统？答：嵌入式系统与一般的系统不同，设计成为执行特定的操作，但是初期的嵌入式系统比较单纯，不需要特殊的操作系统，由人来编写程序并顺序执行，只有当中间发生中断时才会暂时脱离此顺序程序。过去的嵌入式系统主要与简单而顺序的操作有关，使用操作系统成为浪费和不必要的举措。但是最近的嵌入式系统领域中系统本身相当庞大，网络和多媒体成为系统的基本功能，嵌入式系统要做的事情既多又复杂，顺序程序的操作变得越来越难。因而在嵌入式系统中出现了操作系统的概念，要满足其实时的要求，进而产生了实时操作系统。4、嵌入式RISC处理器“ARM7TMDI”中TDMI的基本含义是什么？答：ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器，属低端ARM处理器核。TDMI的基本含义为：T：支持16为压缩指令集Thumb；D：支持片上Debug；M：内嵌硬件乘法器（Multiplier）I：嵌入式ICE，支持片上断点和调试点；5、简述采用RISC架构的ARM微处理器的特点。答：采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点：1）体积小、低功耗、低成本、高性能；2）支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；3）大量使用寄存器，指令执行速度更快；4）大多数数据操作都在寄存器中完成；5）寻址方式灵活简单，执行效率高；6）指令长度固定；6、ARM微处理器内核是如何进行异常处理的？答：1）当异常产生时，ARM内核拷贝CPSR到SPSR_，设置适当的CPSR位：改变处理器状态进入ARM态，改变处理器模式进入相应的异常模式，设置中断禁止位禁止相应中断(如果需要)；保存返回地址到LR_，设置PC为相应的异常向量。2）返回时，异常处理需要从SPSR_恢复CPSR，从LR_恢复PC，注意:这些操作只能在ARM态执行。7、嵌入式系统的交叉调试有哪些典型特点？答：嵌入式系统的交叉调试有多种方法，可以被细分成不同的层次，但一般都具有如下一些典型特点：1）调试器和被调试进程运行在不同的机器上，调试器运行在PC或者工作站上（宿主机），而被调试的进程则运行在各种专业调试板上（目标机）。2）调试器通过某种通信方式与被调试进程建立联系，如串口、并口、网络、DBM、JTAG或者专用的通信方式。3）在目标机上一般会具备某种形式的调试代理，它负责与调试器共同配合完成对目标机上运行着的进程的调试。这种调试代理可能是某些支持调试功能的硬件设备（如DBI 2000），也可能是某些专门的调试软件（如gdbserver）。4）目标机可能是某种形式的系统仿真器，通过在宿主机上运行目标机的仿真软件，整个调试过程可以在一台计算机上运行。此时物理上虽然只有一台计算机，但逻辑上仍然存在着宿主机和目标机的区别。8、从硬件系统来看，嵌入式系统由哪几部分组成？画出简图。9、下图是嵌入式系统可能存在的程序存储区域示意图，请在右侧圆括号中填写地址号（注：填写对应存储区首地址即可）10、请在下图椭圆中填写嵌入式最小系统的其他组成部分。11、简述C/OS-操作系统的移植条件答：要使C/OS-正常运行,处理器必须满足5个要求：a)处理器的C编译器能产生可重入型代码；b)处理器支持中断,并且能产生定时中断；c)用C语言就可以开/关中断；d)处理器能支持一定数量的数据存储硬件堆栈；e)处理器有将堆栈指针以及其它CPU寄存器的内容读出,并存储到堆栈或内存中去的指令。12、简要说明嵌入式操作系统多任务通讯的常用方式。答：多任务通讯的方式：a)共享内存，主要是数据的共享；b)信号量，用于基本的互斥和任务同步；c)消息队列和管道，单CPU的消息传送；d)Socket和远程过程调用，用于网络间任务消息传送。13、描述嵌入式系统方案设计和执行项目过程中的五个主要工作步骤。答：系统规划、系统设计、系统实现、系统测试、系统调试五、论述题 1、嵌入式发展到今天，对应于各种微处理器的硬件平台都是通用的、固定的；各种相应的软件比较成熟，模块化程度比较高；因此，当今的开发过程更多的注重开发流程，合理、科学的开发流程往往可以达到事半功倍的效果。假设你现在某从事嵌入式产品开发的公司工作，被要求开发一通用的数字电视接收控制器，即通常所说的“机顶盒”，对于机顶盒的开发，请你结合嵌入式系统的设计流程叙述一下将采取的设计开发流程。（整个流程需包括从产品定义到产品测试和发布）答：嵌入式系统设计过程：（1）系统定义与需求分析 （2）系统设计方案的初步确立 （3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证 （4）完善初步方案、初步方案实施 （5）软硬件集成测试 （6）系统功能性能测试及可靠性测试 2、利用ARM指令编写一程序求取1+2+3+100的累加和，要求求累加和用子程序实现。（累加数据个数存入R0中，累加结果存R1中；R2作为子程序入口参数，R3作为出口参数。）答：AREA gainsum，CODE，READONLYENTRYCODE32 (1分)START MOV R0，#100 MOV R2，R0 (0.5分) BL G_SUM (1分) MOV R1,R3 (0.5分) LOOP B LOOP G_SUM MOV R3,#0 (2分) LOOP1 ADD R3,R3,R2 SUBS R2,R2,#1 BNE LOOP1 MOV PC,LR (1分) END3、用ARM汇编语言编程实现函数：X、Y为32位无符号二进制整数，其中X、Y分别存储在以X_DATA和Y_DATA为首地址的4个存储单元中。答： AREA g_function，CODE，READONLY ENTRY CODE32 (1分)START ADR R0，=X_DATA LDR R1，R0 (1分) CMP R1,#1 BHI LOOP1 MOV R2,#8 (1分)B FIN LOOP1 CMP R1,#10 BHS LOOP2 MUL R2,R1,#5 ADD R2,R2,#3 (1分) B FIN LOOP2 MOV R2,#53 (1分) FIN ADR R0，=Y_DATA STR R2,R0 (1分)HERE B HERE END4、利用UART0实现双机通信硬件连接，由LPC2290（1）向LPC2290（2）发送下列格式数据报文,设LPC2290（1）和LPC2290（2）均已编写好Void UART0_Ini(void)子程序，试用C语言完善发送和接收程序。#define UART_BPS 115200Void UART0_Ini(void) uint16 Fdiv; PINSEL0 = 0x00000005; U0LCR = 0x83; Fdiv = (Fpclk / 16) / UART_BPS; U0DLM = Fdiv/256 ;/高8位 U0DLL = Fdiv%256 ；/低8位 U0LCR = 0x03;（发送端报文存放数组为S_DATA，接收端存放报文数组为T_DATA）利用UART0实现双机通信。 （图中三连线每连对1根得1分）发送端程序：/发