嵌入式系统设计复习题及参考答案

选择题 30 分 15 题 填空题 10 分 判断题 10 分 名词解析 20 分 5 题 RISC reduced instruction set computer 精简指令集计算机 是一种执行较少类型计算 机指令的微处理器 起源于 80 年代的 MIPS 主机 即 RISC 机 RISC 机中采用的微处理器 统称 RISC 处理器 RTOS 实时操作系统 Real time operating system 实时系统能够在指定或者确定的时间 内完成系统功能和外部或内部 同步或异步时间做出响应的系统 Kernel 内核 操作系统内核操作系统内核是指大多数操作系统的核心部分 它由操作系统 中用于管理存储器 文件 外设和系统资源的那些部分组成 CISC Complex Instruction Set Computer 复杂指令系统计算机 ISR Interrupt Service Routines 中断服务程序 IP 是英文 Internet Protocol 网络之间互连的协议 的缩写 中文简称为 网协 也就 是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议 Non preemptive 非抢占式非抢占式 JTAG 是英文 Joint Test Action Group 联合测试行为组织 的词头字母的简写 该组 织成立于 1985 年 是由几家主要的电子制造商发起制订的 PCB 和 IC 测试标准 Scheduler 调度程序 日程安排程序 IDE Integrated Development Environment 集成开发环境 简答题 30 分 5 题 1 从底层硬件到上层应用软件 试分析嵌入式计算机系统的组成主要成分分为从底层硬件到上层应用软件 试分析嵌入式计算机系统的组成主要成分分为 哪几个部分 并写出各部分所完成的功能 哪几个部分 并写出各部分所完成的功能 答 硬件层 中间层 嵌入式系统初始化 硬件相关的驱动程序 软 件层 操作系统 文件系统 GUI 网络及通用组件 功能层 2 BootLoader 在嵌入式系统中主要起什么作用 完成哪些主要的工作 在嵌入式系统中主要起什么作用 完成哪些主要的工作 答 Boot Loader 是操作系统内核运行的一段小程序 负责整个系统的移植和引导加载任务 主要完成进行初始化系统硬件设置的任务 包括 CPU SDRRAM Flash 串口等初始化 时钟 的设置 存储器的映射等 还要设置堆栈指针 创建内核需要的信息等工作 最后是调用 操作系统内核 书本 P151 3 ARM 核中什么寄存器用于存储核中什么寄存器用于存储 PC R13 通常用来存储什么 通常用来存储什么 R14 通常用来通常用来 存储什么 存储什么 答 R15 用于程序计数寄存器 PC R13 通常用来做堆栈指针寄存器 R14 通常 用来做链接寄存器 保存函数调用的返回地址 4 嵌入式开发环境主要包括哪些组件 嵌入式开发环境主要包括哪些组件 答 嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境 主要包括 宿主机 目标机 评估电路板 基于 JTAG 的 ICD 仿真器 或调试监控软件 或在线 仿真器 ICE 运行于宿主机的交叉编译器和链接器 以及开发工具链或软件开 发环境 嵌入式操作系统 5 试写抢占式和非抢占式的区别 试写抢占式和非抢占式的区别 答 执行的过程中对中断处理方式不一样 抢先式 某一中断执行完成后 如 果有更高优先级的任务处于就绪状态 将执行更高优先级任务 而非抢占式不 一样 一个任务只有主动放弃 CPU 的控制权 其他任务才能够获得 CPU 的控 制权 6 根据嵌入式系统的特点 写出嵌入式系统的定义 根据嵌入式系统的特点 写出嵌入式系统的定义 答 以应用为中心 以计算机技术为基础 软硬件可裁减 功能 可靠性 成 本 体积 功耗严格要求的专用计算机系统 7 ARM 处理器有几种工作模式 并做说明每种工作模式的含义 处理器有几种工作模式 并做说明每种工作模式的含义 答 ARM 处理器有 7 种工作模式 用户模式 用户模式 USR 正常程序执行的模式 快速中断模式 快速中断模式 FIQ FIQ 异常响应时进入此模式 用于高速数据传输或紧 急事件的处理 以及需要快速中断服务程序的场合 外部中断模式 外部中断模式 IRQ IRQ 异常响应时进入此模式 用于通用的中断处理场 合 管理模式 管理模式 SVC 操作系统使用的保护模式 用于软件中断和系统重新启 动 中止模式 中止模式 ABT 用于虚拟存储及存储保护 系统模式 系统模式 SYS 运行具有特权的操作系统任务 与用户模式共用寄存器 未定义模式 未定义模式 UND 用于处理没有定义的指令 除了用户模式外 其他模式均可视为特权模式特权模式 8 试说明现代计算机系统中存储器系统是如何分层的 有什么好处 试说明现代计算机系统中存储器系统是如何分层的 有什么好处 答 微机中的存储器子系统一般分为四级 即 寄存器组 高速缓存 内存和 外存 第一级寄存器组位于微处理器的内部 速度最快 但数目较少 第二级高速缓存 Cache 是为了解决 CPU 与主存之间不匹配问题而设置的 其性 能是速度快 容量小 第三级内部存储器 即主存 容量大 速度较慢 相对于 Cache 通常用于存 放运行