嵌入式期末复习提纲包含答案

1、欢迎共阅考试题型:分分分分（5 个）分（3 个）? 1、判断题10? 2、填空题20? 3、选择题20? 4、简答题30? 5、应用题20? 6、名字解释 复习资料：?书本? PPT课件，平时课堂例题。?平时作业和练习?考试范围：1-5章?其他说明：?课后习题是重点。?简答题来源于前5章，每章一个。；,I：,每章重点：第一章：1. 什么是嵌入式系统？试简单列举一些生活中常见的嵌入式系统的实例。？嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。以应用为中心, 一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体 积和功耗等严格要求的专用计算机系统。2. 嵌入式系统具有哪些

2、特点？3. 嵌入式系统由哪些部分组成？简单说明各部分的功能和作用。4. 嵌入式系统是怎样分类的？5. 嵌入式系统的定义。嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。以应用为中心， 一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体 积和功耗等严格要求的专用计算机系统。6什么是交叉编译，试说明交叉编译的实现过程。7 嵌入式系统有哪些应用领域。嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：？?？1 .工业控制：？?基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32?位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人

3、力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设 备监测、石油化工系统。就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是8位单片机。但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的 核心，在未来几年内必将获得长足的发展。？?？2 .交通管理：？?在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得 了广泛的应用，内嵌GPS模块，GSM莫块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。目前GPS设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。？?？3 .信息家电：？?这将称为嵌入式系统最大的应用领域，冰箱、空调

4、等的网络化、智能化将引领 人们的生活步入一个崭新的空间。即使你不在家里，也可以通过电话线、网络进 行远程控制。在这些设备中，嵌入式系统将大有用武之地。 ？?？4. 家庭智能管理系统：？?水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，其中嵌有的专用控制 芯片将代替传统的人工检查，并实现更高，更准确和更安全的性能。目前在服务 领域，如远程点菜器等已经体现了嵌入式系统的优势。第二章：1. 嵌入式处理器有哪几类？简述各类嵌入式处理器的主要特点和应用领域。(P6) I - :嵌入式微控制器、嵌入式微处理器、嵌入式 DSP嵌入式片上系统。(1) 嵌入式微处理器集成处理器内核，存储管理器高速缓存芯片，存

5、在体积小、重量轻、成本低和可靠性高等特点，其又称为单板机。(2) 嵌入式微控制器是集成了微处理器、存储器和片内外设芯片称为微控制器，片上外设资源丰富适合于控制单片化、体积小、功耗低、成本低等特点。(3) 嵌入式DSP专门用于信号处理的嵌入式芯片，适合执行 DSP算法，能够对离散信号进行集化处理，提高速度。(4) 嵌入式片上系统SOC软硬件的无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块，在单个芯片上实整个系统的功能2. 简单说明ARM7 TDM的含义。(P7)ARM7TMD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Th

6、umbD：支持片上DebugM内嵌硬件乘法器(Multiplier )I :嵌入式ICE,支持片上断点和调试点；3. 选择ARM处理器时需要考虑哪些问题？ (P34-P35)4. ARM处理器总共有多少个通用寄存器？这些通用寄存器的组成结构是什么样 的？这些寄存器按其在用户编程中的功能是如何划分的？特殊寄存器有哪些？ 他们的作用分别是什么？ ( P39-P40)ARMS处理器共有37个32位的寄存器，其中31个为通用寄存器，6个为状态 寄存器。31个通用寄存器根据其编程特点可分为如下几种类型：a. 不分组寄存器R0-R7,为所有模式共享；b. 分组寄存器R8-R12, R8_fiq-R12_f

7、iq ，FIQ模式下的寄存器，R8-R12,其它模 式共享c. 分组寄存器R13-R14分为6组，用户、系统一组，其他每种模式一组： R13_mode通常用作堆栈指针SP, R14_mode通常用作子程序链接寄存器，当 进入子程序时，常用来保存PC的返回值其中，mode为以下几种模式之一：usr、 fiq、irq、svc、abt、und。d. 程序寄存器R15（ PC，为所有模式共享6个状态寄存器：一个CPSF当前程序状态寄存器，保存当前程序状态。五个程序状态备份寄存器 SPSR（svc,abt,u nd,irq,frq），只有在异常模式下，才能被访问，各异常模式都拥有属于自己的SPSR当发生

8、异常时，SPSR用来保存CPSR的值，从异常退出时 贝U可由SPSR来恢复CPSR5. CPSR各状态位的作用是什么？如何进行操作，以改变各状态位？（P40-P41）CPSR可在任何运行模式下被访问，它包含条件码标志位、中断禁止位、当前处 理器模式标志位，以及其他一些相关的控制和状态位。？条件码标志位：？N:当用两个补码表示的带符号数进行运算时，N=1表示运算的结果为负数； N=0?表示运算的结果为正数或零；？?Z:Z=1?表示运算的结果为零；Z=0表示运算的结果为非零；？?C:加法（包括比较指令CMN运算结果产生进位时（无符号数溢出），C=1, 否则C=Q ?减法（包括比较指令CMP运算产生

9、借位（无符号数溢出），C=0,否 则 C=1。 ?对于包含移位操作的非加/减运算指令，C为移出值的最后一位。？?？ V:对于加/减法运算指令，当操作数和运算结果为二进制的补码表示的带符号数时，V=1表示符号位溢出。？?CPSR勺低8位（包括I、F、T和M4: 0）称为控制位，当发生异常时这些位 可以被改变。？状态寄存器（PSR中的其余位为保留位，当改变 PSR中的条件码标志位或者控 制位时，保留位不要被改变，在程序中也不要使用保留位k F, T、M【4:0】是控制位。I ：置1則禁止IRQ中断；F ：置1则黛止FIQ中断：T ：对于ARM协 累结拘#4以上版本，T=0执行,T=1糟示TTium

10、b执行：对已结梅甘5以上版本.T=Q指示ARL1执行，丁=1指示下一条指令引起未定义的指令异常uN=1结果为负数结果为0则 空1 ,匚遴隹位潘出位，0指示增裁型DSP指令中是否出现溢出或 饱和,11禁止肩。中断,F=1舉止FIQ中斷,T=0 ARM执行Th指示Thumb执行* M 4:0 欖式位决罡处理耦的工悻模武*来存储数据。6. 试述ARM处理器对异常中断的响应过程。ARM处理器对异常中断的响应过程如下所述： 保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位; 设置当前程序状态寄存器 CPSR中的相应位； 将寄存器lr_mode设置成返回地址； 将程序计数器值PC,设置成该异常中断的中断向量

11、地址，跳转到相应异常 中断处执行。7. ARM指令的寻址方式有哪几种？试分别叙述其各自的特点并举例说明。（P36-P38）8. ARM指令系统中对字节、半字、字的存取是如何实现的？（P37）Byte:字节，8位Halfword :半字，16 位Word:字，32 位9. 课后习题2-13，2-14要掌握，包括上课讲过的常用指令。10. 采用RISC架构的ARM微处理器一般具有什么特点？1、体积小、低功耗、低成本、高性能。2、支持Thumb （16位）/ARNI （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

12、方式灵活简单，执行效率高。&指令长度固定。？11. ARM7和ARM盼别是几级流水线？流水线的概念以及简述三级流水线分为哪 三级？ （P35-P36）12. 简述ARM体系结构的T变种，M变种和E变种。（P32）13. ARM处理器支持哪些数据类型，分别是多少位？Byte:字节，8位Halfword :半字，16 位Word:字，32 位12.ARM处理器有几种处理器模式？ ARM处理器有哪两种特殊的工作状态？（P38-P39）ARM有7种处理器模式。？用户模式：正常程序运行的工作模式，不能直接从用户模式切换到其它模式?系统模式：用于支持操作系统的特权任务等，可以直接切换到其它模式？快中断模式

13、：用于快速中断处理，支持高速数据传输及通道处理，只有在 FIQ 异常响应时，才进入此模式。？中断模式： 用于通用中断处理，只有在IRQ异常响应时，才进入此模式。？ 管理模式：供操作系统使用的一种保护模式，只有在系统复位和软件中断响应 时，才进入此模式。？中止模式：用于虚拟内存和/或存储器保护。？未定义模式：支持软件仿真的硬件协处理器，只有在未定义指令异常响应时，才 进入此模式。15. ARM存储器系统的存储格式分为哪两种？课本图2-13，2-14要求熟练掌握。（P43-P44）16. ARM存储器有大端格式和小端。大端格式中，字数据的高字节存储在低地址 中，而字数据的低字节则存放在高地址中；小

14、端格式则相反。16. ARM寻址方式中涉及的指令都要求掌握。17. ARM指令格式、ARM存储器访问指令、ARM数据处理指令、ARM分支指令，课 堂上讲过的都要掌握。18. 试写出ARM匚编语言的语句格式及其注意事项。（P74）19. 在ARM匚编语言编程中如何进行子程序调用及其返回？在ARM汇编语言程序中，子程序的调用一般是通过 BL指令来实现的。在程序 中，使用指令：BL子程序名如（BL PRINT_TEXT 即可完成子程序的调用。该指令在执行时完成如下操作：将子程序的返回地址存放在连接寄存器LR中,同时将程序计器PC指向子程序的入口点，当子程序执行完毕需要返回调用处 时，只需要将存放在L

15、R中的返回地址重新拷贝给程序计数器 PC即可。在调用 子程序的同时，也可以完成参数的传递和从子程序回运算的结果，通常可以使用寄存器R0R3完成。以下是使用BL指令调用子程序的汇编语言源程序的基本结构：AREA Init ，CODE， READONLYENTRYStartLDR R0，=0x3FF5000LDR R1，0xFFSTR R1，R0LDR R0，=0x3FF5008LDR R1，0x01STR R1，R0 BL PRINT TEXTPRINT_TEXT20. 什么是内嵌汇编？它的特点是什么？第三章：1. 嵌入式系统的硬件有哪几个组成部分？ （P87）以嵌入式系统处理器为核心，加上存储

16、器，I/O接口电路，必要的附属电路（电 源，时钟，复位，中断）以及相应的总线，以及辅助接口组成。2. 试简单描述总线的四周期握手过程。（P89）（1）设备一升高它的输出电平来发出查询信号，他告诉设备二应准备好接受数 据。（2）设备二准备好接收数据，升高它的它的输出电平来发出应答信号，这时设 备一准备好发送数据,设备二已准备好接收数据。（3）一旦看到数据传输完毕，设备二降低它的输出电平表示它已经接受完数 据。（4）看到设备二的应答信号变低，设备降低它的输出电平。3. 什么是DMA DMA主要用来完成哪种总线操作？ （P91）直接存储器访问（Direct?Memery-Access，DMA是允许读

17、/写不由CPU控制的 总线操作。专用硬件来完成外设与存储器之间的高速数据传输。除CPU以外的操 作外设和存储器的读写操作。4. 请画图说明分级存储器系统的结构。（P94）5. RAM存储器有哪几种？它们的特点是什么？ （P95-P96）静态RAM特点：价高，容量小，功耗低，稳定性要求高的场合。？动态RAM特点：电路简单，价低，容量大，稳定性低，6. ROM存储器有哪几种？它们的特点分别是什么？（1）可编程ROM只可编程一次。？（2） 紫外线可擦可编程ROM该类RO刚以通过紫外线擦出后重复编程。？（3）电可擦除可编程ROM用户以字节为单位多次用电擦除和改写存储内容。7. 总线的概念是什么？ （

18、P88）基本的总线操作包括？结合图 3-3说明总线的读 写操作过程。8. 触摸屏的电阻式和电容式应用。（P103）第四章：1. 驱动层软件可以分为哪三种类型？ （P119）板级初始化程序、与系统软件相关驱动程序、与应用相关的驱动程序2. 什么是BootLoader?为什么说BootLoader是依赖于目标硬件实现的？（P120）Bootloader是系统加电后首先运行的一段程序代码，其目的是将系统的软硬 件环境带到一个合适的状态，为调用操作系统内核准备好正确的坏境。每种嵌入式微处理器体系结构都有不同的Bootloader，Bootloader还依赖于具体的嵌入式板级硬件设备的配置，所以依赖于目

19、标硬件实现。3. 硬件抽象层一般实现哪些功能？ （P136）硬件抽象层的目的是为了将硬件抽象化，通过程序来控制 CPU I/O存储器等 硬件的操作，从而使得系统的十倍驱动程序与硬件无关， 在功能上，抽象层一般 应实现相关硬件的初始化、数据的I/O操作、硬件十倍的配置操作等4. 设计板级支持包的主要目的是什么？它实现的主要功能有哪些？ （P136）为驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包5. 嵌入式软件的体系结构分为哪几层？6. BootLoader包含哪两种操作模式？试简述其特点。第五章：1. 什么是嵌入式操作系统？请列举几个典型的嵌入式操作系统，并简述其主要 特点。1）?VxWorks:?性

20、能优越，开发调试便利，强大的技术支持，但是昂贵的价格让开发者望而却步。？2）?Wi ndows?CE:?精简的模块化操作系统？多硬件平台支持？支持有线和无线的网络连接？稳健的实时性支持？ 丰富的多媒体和多语言支持？强大的开发工具？3）?Palm?OS:?3Com公司产品，专门为掌上电脑开发的 32位的嵌入式操作系统？ 占有非常小的内存，基于Palm?OS编写的应用程序占用的空间也非常小 （通常只 有几十KB ?Palm提供了串行通信接口和红外线传输接口，利用它可以方便地与其它外部设 备通信、传输数据？拥有开放的OS应用程序接口，开发商可根据需要自行开发所需的应用程序 ？具有 强开放性，现在有大约数千种专门为 Palm?OSS写的应用程序，从程序内容上看，小到个人管理、游戏，大到行业解决方案，Palm?OS无所不包。在丰富的软件支持下，基于Palm?OS的掌上电脑功能得以不断扩展。？操作系统的节能功能。在Palm?OS的应用程序中，如果没有事件运行，则系统设 备进入半休眠（doze）的状态；如果应用程序停止活动一段时间，则系统自动进 入休眠（sleep ）状态。？合理的内存管理。Palm的存储器全部是可读写的快速 RAM动态RAM（Dynamic?RAM类似于