嵌入式期末复习

(1)简述嵌入式系统的定义和特点

答：定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、

成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

特点：专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。

(2)简述计算机系统的发展历程

第一阶段大致在20世纪70年代前后，可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段；

第二阶段是以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统：

第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，也是嵌入式应用开始普及的阶段；

第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。

(1)ARM和S3c2410X有什么关系？

S3C2410是韩国三星公司生产的嵌入式处理器，它采用了ARM公司的ARM920T(即ARM9)内核

(2)ARM7是多少位的RISC处理器？使用几级流水线？采用什么样的体系结构？支林MMU

吗？

ARM7是32位RISC处理器，使用3级流水线，采用冯•诺依曼体系结构，不支持MMU。

(3)ARM9是多少位的RISC处理器？使用几级流水线？采用什么样的体系结构？支持MMU

吗？

ARM8是32位RISC处理器，使用5级流水线，采用哈佛体系结构，支持MMU。

(4)S3c2410X芯片有多少根地址线,多少根片选线(nGCS),多少根数据线。

S3c2410X芯片有27根地址线，8根片选线(nGCS),32根数据线。

(5)s3c2410芯片内部集成了哪些控制接口？

S3c2410X芯片内部集成了一个LCD控制器，SDRAM控制器，3个通道UART,4个通道DMA,4

个具有PWM功能的计时器和一个内部时钟，8通道的10位ADC。

(6)ARM体系结构有哪几种工作状态？又有哪几种运行模式？其中哪些为特权模式？哪些为

异常模式？并指出处理器在什么情况下进入相应模式？

工作状态：

第1种：ARM状态。处理器执行32位的字对齐的ARM指令。第2种：Thumb状态。处理器

执行16位的半字对齐的Thumb指令。

运行模式：

用户模式(usr)快速中断模式(fiq)外部中断模式(irq)管理模式(svc)数据访问中止模

式(abt)系统模式(sys)表定义指令中止模式(und)

在这7种运行模式，除了用户模式外，其他6种处理器模式都为特权模式。

在这6种特权模式中，除了系统模式外的其他5种特权模式又称为异常模式。

用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下执行。在用

户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行切换果没异常发生，不允许应用程序自

行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器会自动切换工作模式。

快速中断模式：支持高速数据传输和通道处理，当一个高优(fast)中断产生时将会进入这种

模式。

外部中断模式：也称为普通中断模式，当一个低优先级中断产生时将会进入这种模式。在这

模式下按中断的处理器方式又分为向量中断和非向量中断两种。通常的中断处理都在IRQ

模式下进行。管理模式：是一种操作系统保护模式，当复位或软中断指令执行时处理器将

进入这种模式。

数据访问中止模式：当存取异常时将会进入这种模式，用来处理存储器故障、实现虚拟存储

或存储保护。

系统模式：使用和user模式相同寄存器组的特权模式，用来运行特权级的操作系统任务。

未定义指令中止模式：当执行未定义指令时会进入这种模式，主要是用来处理未定义的指令

陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真，因为未定义指令多发生在对协处理器的操作上。

(7)ARM体系结构支持的数据类型？有多少寄存器？如何组织？

支持的数据类型：

1.字节(byte),各种处理器体系结构中，字节的长度均为8位。

2.半字(half-word),在ARM体系结构中，半字的长度为16位。

3.字(word),在ARM体系结构中，字的长度为32位。

ARM处理器共有37个寄存器，其中31个通用寄存器，6个状态寄存器。

(8)S3c2410的存储控制器如何对内存空间进行管理？

S3C2410X存储控制器为片外存储器提供控制信号。它将系统的存储空间分成8组(Bank),每

组的大小为128MB，共1GB,

⑼分析程序状态寄存器各位的功能描述，并说明C、Z、N、V在什么情况下进行置1和清0

状态寄存器(PSR)的具体格式为

JIMM27262S242J16ISk7654

ZIc|vIQ[unused|Junusedunused1F|T[mode

如b域泞期城

V一溢出标志位

对于加/减法运算指令，当操作数和运算结果为二进制补码表示的带符号数时，V=1表示符

号位溢出，其它指令通常不影响V位。例如：两个正数(最高位为0)相加，运算结果为一个

负数(最高位为1),则符号位溢出，相应V=1.

C一进位或借位标志位

对于加法指令(包括比较指令CMN),结果产生进位，则C=1,表示无符号数运算发生上溢

出，其他情况下C=0;

在减法指令中(包括比较指令CMP),结果产生借位，则C=0,表示无符号数运算发生下滥

出，其他情况下C=1;

对于包含移位操作的非加/减法运算指令，C中包含最后一次溢出位的数值；对于其他非加/

减法运算指令，C位的值通常不受影响。

Z一结果为0标志位Z=1表示运算结果是0,Z=0表示运算结果不是零；对于CMP指令，Z

=1表示进行比较的两个数大小相等。N一符号标志位

本位设置成当前指令运算结果的bit[31]的值。当两个补码表示有符号整数运算时，N=1

表示运算的结果为负数，N=0表示结果为正数或零。

(10)ARM指令可分为哪几矣？说出哪几条指令是无条件执行的。

ARM指令可分为：数据处理指令，跳转指令，程序状态寄存器处理指令，加载/存储指令，

协处理器指令，异常产生指令。

无条件执行指令：BLX指令，BKPT指令(产生软件断点中断)

(1)make和MakefiIe之间的关系？

答：make是一种命令，是根据MakefiIe丈件的规则决定如何编译和连接程序或其他的切作。

(2)Makefile的普通变量与预定义变量有什么不同？预定义变量有哪些？它们分别表示什

么意思？

答：普通变量：引用变量时，只需在变量前面加上$符：预定义变量：已经定义好，直接引

用即可。

预定义变量有：$@、$<

表示完整的目标文件名；$7表示所有的依赖文件；$<:表示依赖文件列表中的第一个

文件。

(3)GCC编译器的常用参数有哪些？它们的功能分别是什么？

答：gcc编译器的常用参数：-。，-I,-L,-E,-S,-c

功能：一。表示编评成一个可执行程序；-1表示指定头文件目录；-L表示指定库文件目录选

项；-E表示对源代码进行预编译；-S表示编译成汇编代码；-c表示把.c文件转换为以.o

为扩展名的目标文件。

(1)简述嵌入式开发环境的搭建过程

答：1、交叉编译工具链的安装；2、安装配置TFTP服务；3、安装配置NFS服务；4、C-Kermit

的安装配置；5、mini的安装配置；6、windows下超级终端的配置。

(2)BootLoader的结构分两部分，简述各部分的功能？

答：两部分：Stagel:用汇编语言编写，主要进行设备的初始化：Stage2:用C语言编写，

增强程序的移植性和可读性。

(2)ARM常用的Bootloader程序有哪些？答:U-Boot,Blob,RedBoot,vivi

(3)简述生成内核映像文件zlmage的步骤。

答：1、makeconfig进入命令行；

2、makemenuconfig内核裁剪；

3、makeclean清■理以前已生成的目标文件；

4、makedep编译变量的依赖关系；

5、makezImage生成内核镜像文件zImage。

(4)BusyBox工具的功能是什么？

答：BusyBox工具用来精简基本用户命令和程序，它将数以百计的常用UNIX/Linux命令集

成到一个可执行文件中。

⑸简述根文件系统的创建过程。

答：1、建立基本的目录结构；

2^交叉编译BusyBox;

3、创建配置文件；

4、利用cramfs工具创建恨文件系统映像文件。

(1)简述驱动程序的主要功能。

答：1、对设备初始化和程放；2、数据传送；3、检测和处理设备出现的错误。

(2)简述驱动程序的组成。

答：1、自动配置和初始化子程序；2、服务于I/O请求的子程序；3、中断服务子程序。

(3)简述设备驱动程序与应用程序的区别。

答：1、设备驱动程序工作在内核态下，而应用程序工作在用户态下；2、设备驱动程序从

moduleJnitO开始，将初始化函数加入内核初始化函数列表中，在内核初始化时执行驱动

的初始花函数，从而完成驱动的初始化和注册，之后驱动便停止工作，等待应用程序的调用；

而应用程序从main。函数开始执行。

3、应用程序可以和GLIBC库连接，因此可以包含标准的头文件：驱动程序不能使用标准的

C库，因此不能调用所有的C库函数。

⑷简述设备文件、驱动文件、主设备号和次设备号之间的关系。

答：驱动程序加载到内核后有一个主设备号。在Linux内核中，主设备号标识设备对应的驱

动程序，告诉Linux内核使用哪一个驱动程序为该设备(也就是/dev下的设备文件)服务，

而次设备号则用来标识具体且唯一的某个设备。

⑸简述字符设备驱动程序提供的常用入口点及各自的功能。

答：open入口点：对将要进行的I/O操作做好必要的准备工作，如清除缓冲区等。如果设

备是独占的，即同一时刻只能有一个程序访问此设备，则。pen子程序必须设置一些标志以

表示设备处于忙状态。

close入口点：当设备操作结束时，需要调用close子程序关闭设备。独占设备必须标记设

备可再次使用。read入口点：当从设备上读取数据时，需要调用read子程序。write入

口点：向设备上写数据时，需要调用write子程序。

ioctl入口点：主要用于对设备进行读写之外的其他操作，比如配置设备、进入或退出某种

操作模式等，这些操作一般无法通过read或write子函数完成操作。

(1)关于嵌入式系统发展趋势，描述不正确的是(A)

A.产品性能不断提高，功耗不断增加

B.体积不断缩小

C.网络化、智能化程度不断提高

D.软件成为影响价格的主要因素

嵌入式系统的发展趋势表现在以下几方而：1.产品种类不断丰富，应用范围不断普及2.产

品性能不断提高3.产品功耗不断降低，体积不断缩小4.网络化、智能化程度不断提奇5.

软件成为影响价格的主要因素

⑵战入式操作系统有很多，但(D)不是。

A.LinuxB.WindowsCEC.VXWorksD.WindowsXP

常见的嵌入式操作系统：VxWorks,WindowsCE、uC/OS-I和嵌入式Linux。

(3)VXWorks是(A)于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。

A.WindRivcrB.MicroGoftC.JeanJ.LabroGGcD.LinusTorvaIdo

说明：VxWorks是美国WindRiver公司于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。

(1)ARM公司主要依靠(D)获得利润o

A.生产芯片B.销售芯片C.制定标准D.出售芯片技术授权

(2)S3c2410X是(C)公司生产的嵌人式处理器。

A.AKMB.SonyC.SamsungD.Motorola

⑶S3c2410X选用的内核是(A)公司设计的。

A.ARMB.SonyC.SamsLingD.MotoroIa

(4)S3C241OX采用的内核是(B).

A.ARM720TB.ARM920TC.ARM1020D.ARM9E

⑸S3C241OX芯片采用的封装是(B).

A.DIPB.BGAC.QFPD.PGA

(6)S3C2410X是(C)位处理器。

A.8B.16C.32D.64

(7)S3c241OX有⑻位通道的I/ODo

A.8B.64C.100D.117

(8)S3C2410X有⑹个外部中断源。

A.8B.16C.24D.32

(9)S3c241OX将系统的存储空间分成(C)组(bank).

A.2B.4C.8D.166

(10)S3C2410X能管理的最大存储空间是(B)。

A.512MBB.1GBC.2GBD.4GB

(1)GCC软件是(B)

A.调试器B.编译器C.文本编辑器D.连接器

(2)GDB软件是(A)

A.调试器B.编译器C.文本编辑器D.连接器

⑶如果生成通用计算机上(系统是Linux操作系统)能够执行的程序，则使用的C编译是⑹

A.TCB.VCC.GCCD.Arrn-IinuX-gcc

(4)GCC用于指定头文件目录的选项是(D)

A.-oB.-LC.-gD.-I

(5)make有许多预定义变量，表示“目标完整名称”的是(A)

A.$@B.$人C.$<D.$>

(1)mini是(A)

A.串口通信工具B.图像软件C.操作系统D.远程控制软件

(2)vivi工程序分2个阶段，第1阶段是用(C)语言编写的。

A.C语言B.机器语言C.汇编语言D.Basic语言

(3)vivi工程序分2个阶段，第2阶段是用(A)语言编写的。

A.C语言B.机器语言0.汇编语言D.Basic语言

(4)内核映像文件是(A)

A.zImageB.kernelC.root,cramfsD.Yaffs

⑸创建根文件系统映像文件使用的工具是(A)

A.BusyBoxB.cramlsC.MakeD.vi

(1)驱动程序的主要功能包括3个方面，但(B)不属于。

A.对设备初始化和释放B.控制应用程序

C.检测和处理设备出现的错误D.数据传送

⑵驱动程序主要由3部分组成，但(D)不属于。

A.自动配置和初始化子程序B.服务于I/O请求的子程序

C.中断服务子程序D.服务于CPU子程序

⑶字符设备提供给应用程序的人口点有很多，但(C)不是。A.ioctlB.readC.mainD.open

(4)Linux系统通常将设备分为3类，但(A)不属于

A.输入设备B.字符设备C块设备D.网络设备

(5)Linux系统用(C)字母发示字符设备。

A.AB.BC.CD.D

⑹设备文件包括了较多信息，但没有包括(D).

A.设备类型B.主设备号C.次设备号D.驱动程序名称

(1)通常可以将计算机分为两类，即通用计算机和嵌入式计算机。

⑵嵌入式系统硬件可分为微处理器、外围电路和外部设备等3部分。

(3)嵌入式系统软件可分为板级支持包、实时操控系统、应用编程接口和应用程序等4部

分

⑷根据结构和功能特点不同，嵌入式处理器可分嵌入式处理器、微控制器和数字信号处理

矍等3类。

(1)ARM微处理器目前包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、ARM11、等

(2)RISC的意思是精简指令集。

(3)S3c2410x是Samsun区公司生产的嵌入式处理器.它采用了ARM公司的

内核，芯片内部还设计了一IIC线，并集成了一些外围设备控制电路。

(4)S3C2410x采用BGA封•装.主要解决因显卡布线带来的问题。

(5)S3c2410x使用了两组电压供电，内核采用_1.8_v—供电，存储器和I/O采用_3.3v—

供电

(6)S3c2410x将系统的存储空间分成_8_组(bank),每组的大小为」28____MB,共

—1—GBo

⑺UP-241OS实脸箱硬件使用的MCU是_s3c2410：内存是_64MB____：FIash是

_64MB____o

(1)Linux下，动态链接库文件是以一§0_结尾的，静态链接库文件是以.a结尾的。

动态链接库是在程序运行过程中—动态加载的，静态链接库是在编建过程中静态加载的。

(2)GCC指定库文件目录选项的字母是_Lo指定头文件目录选项的字母」。指定

输出文件名选项的字母是_0____

⑶为了方便文件的编辑，在编辑Makefile时，可以使用变量。引用变量时，只需在变量前

面加上_$符。

(4)Makefile文件预定定义变量有很多，列举3个预定定义变量：,_$_八_和

_$<_______O

(5)MakefiIe文件预定定义变量“$@”表示目标文件的完整名称，"$「'表示所有

不重复的依赖文件,以空格隔开,“$<”表示第一个依赖文件的名称。

(1)当宿主机使用Linux操作系统的mini操作实险箱时，宿主机和实脸箱之间是利用_串

一口来传输数据。

⑵配置mini时，一般参数为波特率_115200,数据位_8位，停止位—1—位，

奇偶校脸位_无,软硬件控制流为—无—0

⑶对嵌入式系统Flash存储器烧写可以通过编程口、串口和网络接口

和等不同方式。

(4)在构建一个嵌入式系统，最先被烧写到Flash存储器中的软件是Bootload。

⑸JTAG仿真器有两种功能，即程序仿真调试和程序烧写o

⑹嵌入式Linux的内核映像文件是zlma痛e.根映像文件是_root.cramfs_____。

(7)大多数Bootloader程序包括两种不同的操作模式，即—启务加载模式〜____和一下载—

模式。

(8)Bootloader程序有stageI和stage2,它们分别是用_汇编语言和G_语言来编

写的。

(9)流行的LinuxBootloader有_U-Boot、_Blob_和_ARMBoot。

(10)在嵌入式Linux系统中，创建根文件系统的工具是_BusyBox____。

(11)开始操作实验箱，当出现提示PressReturnstarttheLINUXnow,anyotherkeyforvivi

时，按Enter键，则进入vivi的启动加载模式。

⑴驱动程序运行在内核态.应用程序运行在用户态。

(2)Linux系统的设备一般分为三类，即字符设备、—块设备____和网络设备。

(3)在Linu"系统中，设备号包括两部分，即主设备号和次设备号设备号。

(4)Linux驱动程序的编译方法有两种，即聘态编译和动态编译。

(5)Linux系统中，用于加载模块化驱动程序的命令是insmod。

4.程序题

(1)分析下列每条语句，并说明程序实现的功能。

CMPR0,#0//判断R0是否等于0

MOVEQR1,#0//当R0等于0,则R1等于0

MOVGTR1,#1〃当R0为正数时，则R1等于1

此功能码段可以判别R0中的值为正数还是0。

(2)写一条ARM指令，分别完成下列操作。

R0=16MOVR0,#16

R0=R1/16MOVR0,R1,LSR#4

R1=R2*4ADDR1,R2.R2.LSL#1

R0=-R0RSBR0,R0,#0

(3)写出实现下列操作的ARM指令。

当Z=1时，将存储器地址为R1的字数据读入寄存器R0。MOVEQR0,[R1]

当Z=1时，将存储器地址为R1+R2的字数据读入寄存器R0。LDREQR0,[R1,R2]

将存储器地址为R1-4的字数据读入寄存器R0。LDRR0,[R1,#-4]

将存储器地址为R1+R6的字数据读入寄存器R0,并将新地址R1+R6写入R1。

LDRR0,[R1,R6]!

(4)写出下列指令所实现的操作。LDRR2,[R3,#-2]!

将存储器地址为R3-2的字数据读入R2,并将地址R3-2写入R3

LDRR0,[R0],R1

将存储器地址为R0的孑数据读入R0,并将地址R0+R1写入R0

LDRR1,[R0,R2,LSL#2]!

将存储器地址为R0+R2*4的字数据读入R1,并将地址R0+R2*4写入R0

STRBR1,[R2,#0xB0]

R0的低8位存入存储器地址为R2+0xB0字节中

LDMIAR0,{R1,R2,R8)

将内存单元R0所指向的地址单元以字为单位递减方式读取到R1,R2,R8中，低地址编号的

字数据内存单元对应低编号寄存器

STMDBR0!,{R1~R5,R8,R9}

R1~R5,R8,R9存储到以R0为起始地址的递减内存中，最终R0指向存放R9的地址单元

4.编卷及调试题

(1)根据要求编写MakefiIe文件。有5个文件分别是main,c、visit,h、study,h、visit,c、

study,c,具体代码如下。

1)如果上述文件在同一目录，请编写MakefiIe文件，用于生成可执行程序zhs。

//MakefiIe文件

1.PHONY:clean

2。鼠示的指出clen为伪目标，防止当前目录下存在clen文件，不能进行清理工作

3

4OBJECTS■tnain.ovisit.©study.。

5#自定义变量

6

7zhs:?(OBJECTS)

8gcc-Vali-g5*-o$8

9main.o:roain.cvisit.hstudy.h

10gcc-Wall-g-c$<-o$8

11visit.o:visit.cvisit.h

12gcc-Wall-g-c$<-o$8

13study.o!study.cstudy.h

14gcc-Vail-g-ct<-o$g

IS

16clean:

176echo"removefile…"

ie#在命令前加8表示不显示畲令

19rro-froam$(OBJECTS)

20

2）如果按照下面的目录结构存放文件，请改写Makefile文件。

bin:存放生成的可执行文件obj:存放.o文件

include:存放visit,h、study,h

src:存放main.c、visit.c^study,cMakefiIe.

1.PHONY:clean

2

3SRC_t>IR".

4INC_DIR-../include

6OBJ_DIR"../obj

6BIN二DIR"../bln

7

8$(BIN_DIR)/shs:$(OBJDIR)/uxiin.o$(OBJDIR)/visit.o$(OBJDIR)/study.o

9gcc-Wall-g$A-o$8

10$(OBJ_I>IR)/»ain.o:$(SRC_i>IR)/main.c$(INCDIR)/visit.h$(INCDIR)/study.h

11gcc-Wall-g-c$<-o$8

12$(OBJ_DIR)/visit.o：$(SRC_DIR)/visit.c$(INC_DIR)/visit.h

13gcc--wall-g-c$<-o$8

14$(OBJ_DIR)/study.o:$(SRCDIR)/study.c$(INC_DIR)/study.h

ISgcc-VQII-g-c$<-o$8

16clean:

176echo"removetilestart..."

18rm-f$(BINDIR)Zshs$

3）如果按照下面的目录结构存放文件，请改写Makefile文件。bin:存放生成的可执行文

件。bj:存放.。文件

incIude:存放visit.h>study,hsrc：存放main.c和MakefiIesrc/srd:存放

visit,csrc/src2：存放study,c

1.PHONY:clean

2

3SRC_I»IR-.

4INC二DIR"../include

5OBJDIR■../obj

6BIN二DIR-../bin

7

85(BINDIRj/zhs:$(OBJ_DIR)/roaln.o$(OBJDIRJ/visit.o$(OBJ_DIR)/study.o

9gcc--Wall-g$*-o$8

io$(OBJ_DIR)/n»ain.o:$(SRC_DIR)/main.c?(INCDIR)/visit.h$(INCDIR)/study.h

11gcc-Wall-g-c$<-o$8

12$(OBJ_DIR)/Visit.O：$(SRC_DIR)/3rcl/viSlt.C$(INC_DIRj/visit.h

13gcc-Wall-g-c$<-o$G

145(OBJDIR)/