2013年1月嵌入式系统A卷

2013年1月嵌入式操作系统A卷一、选择题（共10分，每小题1分）1 下面操作系统中，哪一个最适合工业实时控制的操作系统_。A. VxWorksB. LinuxC. ucos-2D. WinCE2. 下面的操作系统中，哪个操作系统的内核占用存储空间最小_。A. WindowsXB. LinuxC. ucos-2D. WinCE3. 下面的调试方法中，哪种方法不是嵌入式系统的调试方法的是_。A. 模拟调试B. 软件调试C. BDM/JTAG调试D. 单独调试4. 在嵌入式ARM处理器中，中断方式优先级最高的是_。A. Reset B. 数据中止C. FIQ D. IRQ5. 在实时操作系统中，两个任务并发执行，一个任务要等待另一个任务发来消息，或建立某个条件后才能向前执行，这种制约性合作关系被称为任务的_。A. 同步B. 互斥C. 调度D. 异步6. 下面的嵌入式操作系统中，哪个很少用在手机上_。A. Symbian B. linuxC. Win CED. VxWorks7、下面4个选项中，不属于嵌入式系统软件的是_。A. 系统内核 B. FPGA 编程软件C. 驱动程序D. 不同平台的中间件8、以下方式不属于文件系统格式的是_。A. FAT B. DOS C. NTFS D. txt9、在将ucos-II操作系统移植到ARM处理器上时，不需要修改的文件是_。 A. OS_CORE.C B. include.h C. OS_CPU.HD. OSTaskInit10、下面的函数中，哪个函数不属于时间或时间延时的函数_。A. OSTimeDly( ) B. OSTimeGet( ) C. OSIntNesting( ) D. OSTimeDlyHMSM( )得分二、填空题（共10分，每空1分）11-13uCOS-II的任务结构由3个部分构成：_、_、_14 _叫系统任务； 15任务控制块中_两个变量使任务能构成双向链表；16-17内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的_，内核的基本服务是_；18.可剥夺型内核型的定义是_；19-20为了实现不同层次的管理，系统提供了基于段或页的存储器访问方式。段由_B 的存储器块构成；小页由_B 的存储器块构成； 得分三、判断题（共8分，每题1分，正确的打，不正确的打）21嵌入式系统开发环境和运行环境一致。（ ）22不需将软件引导到RAM中而是让其直接在NorFlash上运行，这种方式启动最快。（ ）23ARM采用的体系结构是冯.诺依曼结构。（ ）24嵌入式系统可以采用提供不同的时钟频率技术来降低功效。 （ ）25嵌入式系统是嵌入到对象体系内部的专用计算机系统。（ ）26ARM指令集和Thumb指令集均有切换处理器状态的指令，并可在两种工作状态之间切换，在开始执行代码时，应该处于ARM状态。（ ）27所有的电子设备都属于嵌入式设备。（ ）28CISC将被RISC所取代。（ ）四、简答题（答案写在试卷背面，小题每小题5分，共50 分）29当异常出现后，ARM微处理器会执行的操作是什么。30简述嵌入式软件设计和调试流程。31什么是JTAG。32在基于ARM的嵌入式系统中， bootloader的作用是什么。33ARM处理器的七种模式是什么，并简述各自特点。34叙述在任务就绪表中，查找最高优先级的算法和过程，写出示意代码。35叙述已知任务A的优先级是prio，将其置为就绪态的算法和过程，写出示意代码。36已知任务B的优先级是prio1，已在就绪表中，将其脱离就绪态的算法和过程，写出示意代码。37如何在中断服务程序中激活一个任务？38uc/os-II任务转换图如图4.1所示，写出图中A、B、C、D、E各状态的名称。得分五、实验和程序分析题（答案写在试卷背面，共22分）39说明“ac_key”的作用（5分）40写出程序执行的过程（5分）41在程序执行的过程中，解释实验结果（4分）42.写出标号处的说明文档（每空1分，共8分）图4.1 uc/os-II任务转换图#include “includes.h”#define TASK_STK_SIZE 512 OS_STK MyTaskStkTASK_STK_SIZE; OS_STK YouTaskStkTASK_STK_SIZE; INT16S key; INT8U y1=0,y2=0; BOOLEAN ac_key; char *s=”原始数据”; void MyTask(void *data); void YouTask(void *data); void main(void) OSInit(); ac_key=1; /（1） PC_DOSSaveReturn(); /（2） PC_VectSet(uCOS,OSCtxSw); /（3） OSTaskCreate(MyTask, (void*)0, & MyTaskStkTASK_STK_SIZE -1, 0); OSStart(); void MyTask(void *pdata)INT8U err;pdata= pdata;OS_ENTER_CRITICAL(); /（4）PC_VectSet(0x08, OSTickISR); PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC); OS_EXIT_CRITICAL(); OSStatInit(); /（6）OSTaskCreate(YouTask,(void*)0,&YouTaskStkTASK_STK_SIZE-1,2); /（5） for( ; ; )if(ac_key) ac_key=FALSE; s=”MyTask访问共享数据s”PC_DispStr(5,+y1,s,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE); ac_key=TRUE; OSTimeDly(20); /（7） void YoyTask(void *pdata)INT8U err;pdata= pdata;for(;) if(ac_key) ac_key=FALSE; /（8） s=”YouTask访问共享数据s”PC_DispStr(28,+y2, s, DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);OSTimeSet(0);while(OSTime500) PC_DispStr(55,y2, s, DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);ac_key=TRUE; OSTimeDly(10); 答案部分一、单项选择题（每小题1分，共10分）题号12345678910答案ACDAADBBCD二、填空题（每空1分，共10分）11 任务程序代码、任务堆栈、任务控制块12 程序实体13OSTCBNext 、OSTCBPrev14 _大端格式_， _小端格式_ 15_通信_， _任务调度_16 总是运行优先级高的那个任务17-18_信号量 、邮箱（消息邮箱） 和 消息队列_19-20 1MB， 4KB三、判断题（正确的打，不正确的打，每题1分，共8分）题号2122232425262728答案XXXXX四、简答题（31-36小题每小题5分，37小题10分，共 40 分）29答：（1）将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。（2）将CPSR复制到相应的SPSR中。（3）根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。（4）强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。30答：（1）编辑：创建工程；添加文件、编写程序；汇编语言加C语言（2）编译：配置编译、汇编和连接参数；编写连接脚本文件；编译（3）调试：连接调试器；下载程序；运行、调试（4）固化：通过仿真器烧写flash；专用或通用的编程器；通过bootloader烧写flash 31答：JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试。通过JTAG接口，可对芯片内部的所有部件进行访问，因而是开发调试嵌入式系统的一种简洁高效的手段。目前JTAG接口的连接有两种标准，即14针接口和20针接口。32答：BootLoader是系统加电后运行的第一段软件代码。简单地说，BootLoader就是在操作系统内核或用户应用程序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、建立内存空间的映射图(有的CPU没有内存映射功能如S3C44B0)，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核或用户应用程序准备好正确的环境。从操作系统的角度看，BootLoader的总目标就是正确地调用内核来执行。33答：usr：ARM处理器正常的程序执行状态；fiq：用于高速数据传输或通道处理；irq：用于通用的中断处理；svc：操作系统使用的保护模式；abt：用于虚拟存储及存储保护；und：当出现未定义指令终止时进入该模式；sys：运行具有特权的操作系统任务34设Prio=00D5 D4 D3 D2 D1 D0y=UnMapTblOSRdyGrpx= UnMapTblOSRdyTblyOSProHighRdy=(y3)+x或：y=UnMapTblOSRdyGrpOSProHighRdy=(INT8U)(y3;OSRdyTblPrio3 |=OSMapTblPrio&0x07;36设Prio=00D5 D4 D3 D2 D1 D0第y组即元素OSRdyTbly（第y行）的第x位（D2 D1 D0位）清0，如果这时第y组即OSRdyTbly中无就绪任务则OSRdyGrp中的第y位清零；否则，第y组即OSRdyTbly中还有就绪任务，则OSRdyGrp中的第y位不清零。If(OSRdyTblPrio3&=OSMapTblPrio&0x07)= =0)OSRdyGrp&=OSMapTblPrio3);37在中断服务程序中只是通过向任务发消息的方法去激活这个任务。38答：A、睡眠态；B、就绪态；C、运行态；D、中断服务态；E、等待状态五、阅读下列程序，完成下列要求：（共20分）39ac_key是共享资源S的信号量40启动多任务；运行MyTask；修改信号量为无效；占用共享资源s；再修改信号量为有效；MyTask延时挂起20个时钟节拍；运行YouTask；修改信号量为无效；占用共享资源s；再次占用共享资源s；再修改信号量为有效；YouTask延时挂起10个时钟节拍；41MyTask访问共享数据s