嵌入式完整版

一、 名词解释1、 ARM：AdvancedRISCMachines的缩写，是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件，也可以认为是对一类微处理器的通称。2、 伪指令：是ARM汇编语言程序里的特殊指令助记符，也不由处理器执行，而是在汇编时被合适的机器指令代替为ARM或Thumb指令，实现真正的指令操作。3、 JTAG：（JointTestActionGroup,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。4、 EMCD5、 MCU：MicroControllerUnit的缩写，又称微控制器，单片机，是指将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。6、 RTDS：全称为实时数字仿真仪（RealTimeDigitalSimulator），由加拿大曼尼托巴RTDS公司开发制造，是一种专门设计用于研究电力系统中电磁暂态现象的装置。7、 大（小）端地址模式：数据的低位（就是权值较小的后面那几位）保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中；数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位保存在内存的高地址中。8、 IDE：IntegratedDevelopment,集成开发环境。IDE软件是用于程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面工具。该程序可以独立运行，也可以和其它程序并用。9、 交叉开发环境：即CrossDevelopment，是指编译，链接和调试嵌入式应用软件的环境。一般由运行于宿主机上的交叉开发软件和宿主机到目标机的调试通道组成。10、 目标系统二、 简答题1、 国内对于嵌入式系统的定义是什么？答：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、 什么是实时系统？根据实时性，嵌入式操作系统有哪些类型？答：实时系统：系统内有多个程序运行，每个程序有不同的优先级，只有最高优先级的任务才能占有CPU的控制权。强实时系统：其系统响应时间在毫秒或微秒级（数控机床）；一般实时系统：其系统响应时间在毫秒一几秒的数量级上，其实时性的要求比强实时系统要差一些（媒体播放）；弱实时系统：其系统响应时间约为数十秒或更长。3、 选择嵌入式操作系统原则有哪些？答：①市场进入时间制定产品时间表与选择操作系统有关系，实际产品和一般演示是不同的。某些高效的操作系统可能由于编程人员缺乏，或由于这方面的技术积累不够，影响开发进度。可移植性操作系统相关性。良好的软件移植性应该比较好，可以在不同平台、不同系统上运行，跟操作系统无关。可利用资源产品开发是以快速、低成本、高质量的推出适合用户需求的产品为目的的。集中精力研发出产品的特色，其他功能尽量由操作系统附加或采用第三方产品，因此操作系统的可利用资源对于选型是一个重要参考条件。系统定制能力由于用户的需求是千差万别的，硬件平台也都不一样，所以对系统的定制能力提出了要求。要分析产品是否对系统底层有改动的需求，这种改动是否伴随着产品特色。成本成本是所有产品不得不考虑的问题。成本是需要综合权衡以后进行考虑的一一选择某一系统可能会对其他一系列的因素产生影响，如对硬件设备的选型、人员投入、以及公司管理和与其他合作伙伴的共同开发之间的沟通等许多方面的影响。中文内核支持国内产品需要对中文的支持。由于操作系统多数是采用西文方式，是否支持双字节编码方式，是否遵循GBK，GB18030等各种国家标准，是否支持中文输入与处理，是否提供第三方中文输入接口是针对国内用户的嵌入式产品的必需考虑的重要因素。4、 列举3种以上常见的嵌入式操作系统。答：Wince、Linux、Palm、VxWorks、uCOS等。5、 嵌入式系统有什么特点？答：①专用性强。通常是面向某个特定应用，完成某一项或有限项功能；②实时性好。主要用来对宿主对象进行控制，所以对嵌入式系统的实时性方面有严格的限制；③能源、成本和可靠性通常是影响设计的重要因素；④占有资源少、易于连接；⑤可裁剪性好。系统功能可针对需求进行裁剪、调整，以便满足最终产品的设计要求。6、 列举一些典型的嵌入式系统应用。答：①家用市场：机顶盒、掌上电脑、DVD、MP3、数码相机、数字电视、WebTV、网络冰箱、网络空调、家庭网关、智能家用电器、车载导航器系统等通信市场：电话交换系统，电缆系统，卫星和全球定位系统L3D），数据交换设备，移动电话等工业市场：制造工厂，污水处理系统，发电站和电力传输系统，自动化工厂，控制系统开发，维护和测试的工具，石油提炼和相关的贮运设施，建筑设备，计算机辅助制造系统，能源控制系统，核电站，机器人系统等商业和金融市场：自动柜员机，信用卡系统，售货端系统，安全系统等办公市场：电话系统，传真系统，复印机，计时系统，照相机和摄象机运输市场：航空、铁路、公路运输系统，燃料服务，航空管理，信令系统，雷达系统，交通指挥系统，停车系统，售票系统，乘客信息系统，检票系统，行李处理系统，应急设备等建筑市场：电力供应，备用电源和发电机，火警控制系统，供热和通风系统，电梯和升降系统，车库管理，安保系统，电子门锁系统，楼宇管理系统，闭路电视系统，电子保险柜，警铃等医疗市场：心脏除颤器，心脏起搏器，患者信息和监视系统，MN光设备，理疗控制系统，电磁成像系统等军事：武器控制7、 简述ARM处理器种类及特点。答：ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、ARM11系列、SecurCore系列、Intel的StrongARM、Intel的Xscale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，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8、 简述S3C44BOX的体系结构。答：S3C44B0X共有160只引脚，采用QFP封装；具有大量的电源和接地引脚，以及地址总线、数据总线和通用I/O口，以及其他的专用模块如UART、IIC等接口；S3C44B0X的引脚主要分为三类，即：输入、输出、输入/输出（I/O）；输出类型的引脚主要用于S3C44B0X对外设的控制或通信，由S3C44B0X主动发出，这些引脚的连接不会对S3C44B0X自身的运行有太大的影响；输入/输出类型的引脚主要是S3C44B0X与外设的双向数据传输通道。9、 S3C44BOX的A/D转换器的类型是什么？共具有几路A/D转换器？答：8通道的ADC，最大100Ksps/10位。10、 嵌入式系统同通用型计算机系统相比具有哪些特点？答：①用于特定的任务（专用的计算机系统）②比通用PC系统资源少③极其关注成本、大多有功耗的要求、集成度高体积小④运行环境广泛⑤软件硬件可靠性要求更高（具有系统测试和可靠性评估体系）⑥相关产品具有较长的生命周期⑦软件要求固态化存储（ROM、EPROM、EEPROM或FLASH）⑧有实时的要求（使用RTOS）⑨需要专用开发工具和方法进行设计⑩片上包含专用调试电路11、 与SDRAM相比，Flash在ARM系统中主要作用是什么？答：Flash烧写的软件。AXF在RAM里调试，掉电就没有了，方便程序修改。调试好的程序再下到FLASH里，上电直接运行。12、 嵌入式Linux与其他嵌入式操作系统相比，有哪些优点和缺点？答：优点：精简的内核，性能高、稳定，多任务。适用于不同的CPU，支持多种体系结构，如X86、ARM、MIPS、ALPHA、SPARC等。能够提供完善的嵌入式GUI以及嵌入式X-Windows。提供嵌入式浏览器、邮件程序、MP3播放器、MPEG播放器、记事本等多种应用。提供完整的开发工具和SDK，同时提供PC上的开发版本。用户可定制，可提供图形化的定制和配置工具。支持常用嵌入式芯片的驱动，支持大量的周边硬件设备，驱动丰富。针对嵌入式的存储方案，提供实时版本和完善的嵌入式解决方案。完善的中文支持，强大的技术支持，完整的文档。开放源码，丰富的软件资源，广泛的软件开发者的支持，价格低廉，结构灵活，适用面广。缺点：稳定性：无专人维护，因为是无数个个人开发，所以缺乏整体架构，代码风格不一，容与性较差，而且有太多无用代码，整体性能偏差。实时性较差开发度：开发环境不方便快速，LIB库不全也无质量保证，也没有强大技术支持，更没有好的仿真调试环境安全性：据美国CERT称，Linux操作系统中包含的安全缺陷数量是Windows中的二倍还多，随着Linux日益普及，针对它的攻击也将越来越多。13、 简单描述ARM内核的四个功能模块，各自具备什么功能特点。答：T：表示16位Thumb，可以在兼顾性能的同时减少代码尺寸。M：表示8位乘法器。D：表示Debug，该内核中放置了用于调试的结构，通常它为一个边界扫描链JTAG，可使CPU进入调试模式，从而可方便地进行断点设置、单步调试。I：表示EmbeddedICELogic，用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分，其中的TAP控制器可接入到边界扫描链。14、 设计ARM硬件电路板一般有哪些特点和原则？答：①新型的和适合应用场合的ARM提高系统的程序效率;②低功耗器件和贴片封装，降低功耗和提高抗干扰；③通用型平台，减小开发成本和开发周期；④充分利用富余端口，有利于产品的升级；⑤单芯片解决方案；⑥LED方便调试。15、用预处理命令#define声明一个参数，用以表明一年中有多少秒（忽略闰年问题）。16、在ARM硬件系统中，最耗电的模块是什么？答：显示设备耗电最多，如TFTLCD/LEDo三、分析题1、 分析嵌入式系统的发展趋势。答：①为设备网络通讯提供标准接口为适应嵌入式分布处理结构和应用上网需求，面向21世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通讯接口。针对外部联网要求，嵌入设备必须配Ethernet网口，相应需要TCP/IP协议簇软件支持：由于家用电器相互关联（如防盗报警、灯光能源控制、影视设备等）及试验现场仪器的协调工作等要求，新一代嵌入式设备还需要具备IEEE1394、USB、CAN或IrDA通信接口，同时也需要提供相应的组网协议软件核物理层驱动软件。支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本为满足这种性能，要求嵌入式产品设计者相应降低处理器的性能，限制内存容量和复用接口芯片，这就相应提高了对嵌入式软件设计技术要求，如：选用最佳的编程模式和不断改进算法，采用EC++编程模式，优化编译器性能。因此既要软件人员有丰富经验，更需要发展先进嵌入式软件技术如Web和WAP等。提供精巧的多媒体人机界面嵌入式设备之所以为亿万用户乐于接受，重要因素之一是他们与使用者之间的亲和力，自然与人机交互界面。人们于信息终端交互要求以GUI屏幕为中心的多媒体界面。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像已获得初步成效，一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入，短信息、语音发布。嵌入式网络随着信息时代的到来，Internet技术已进入人们日常生活的各个领域，嵌入式网络应运而生，从而在更好地利用Internet庞大的信息资源的同时，也实现了嵌入式系统功能上的一个飞跃。目前，嵌入式系统和网络已是一种不可分割的结合体。家电上网和实现远程操作，其意义不仅在于这种网络的出现所产生的经济价值，更在于把家电从个体进入网络，实现了嵌入式系统的网络化。2、 分析嵌入式系统的工作步骤及开发流程。答：开发流程：①系统需求分析。确定设计任务和设计目标，并提炼出设计规格说明书，作为正式设计指导和验收的标准。系统的需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面。功能性需求是系统的基本功能，如输入输出信号、操作方式等；非功能需求包括系统性能、成本、功耗、体积、重量等因素。体系结构设计。描述系统如何