嵌入式期末试卷

1、嵌入式期末试卷1.嵌入式系统是基于应用中心和计算机技术的特殊计算机系统。其软件和硬件可以定制，以满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求。2.在嵌入式系统的设计过程中，需求分析包括功能需求分析和非功能需求分析。3.ARM字数据存储格式包括：大端格式和小端格式。4.总线根据传输关系可分为主从结构和对等结构。5.RS-232C的帧格式由四部分组成，包括：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。6.USB低速设备应与D线上的上拉电阻相连，全速设备应与D线上的上拉电阻相连。7.输入输出接口电路的数据传输方式包括查询、中断、直接内存存取、输入输出通道和输入输出处理器方式。8.实时系统的关键问题

2、是保证系统的实时性。实时操作系统是指具有实时性能并能支持实时系统工作的操作系统。9.实时操作系统的评价指标包括：任务调度算法、上下文切换时间、确定性、最小内存开销和最大中断禁止时间。10.引导加载程序的主要功能是初始化、加载和运行内核程序。1.以下哪个系统是嵌入式系统？(四)一、“天河一号”电脑系统乙、联想T400笔记本电脑C.联想S10上网本d. lenovo OPhone手机2.软硬件协同设计方法与传统设计方法的最大区别是(b)。A.软件和硬件的单独描述b .软件和硬件的统一描述C.协作测试d .协作验证3.以下对哈佛结构的描述是正确的。将程序存储空间与数据存储空间分开将程序存储空间与数据

3、存储空间合并，将存储空间与IO空间合并4.以下哪种操作模式不属于ARM特权模式(A)。用户模式b、系统模式c、软中断模式d、FIQ模式5.ARM7TDMI的工作状态包括(d)。a、测试状态和运行状态b、暂停状态和就绪状态准备状态和运行状态，准备状态和拇指状态6.说明“LDMIA R0！“、R1、R2、R3、R4”在(c)中进行了说明。a、立即寻址b、注册间接寻址多寄存器寻址，堆栈寻址7.最适合USB接口移动硬盘的传输类型是(B)。a、控制传输b、批量传输c、中断传输d、同步传输8.下列哪个功能单元不属于输入/输出接口电路？(四)通用串行总线控制器C.以太网控制器二极管9.以下哪个操作系统是嵌入

4、式操作系统？(二)红帽Linux、CLinuxC、Ubuntu LinuxD、SUSE Linux10.主机-目标联合开发嵌入式应用，(b)不需要。主机乙，银河麒麟操作系统目标机d，交叉编译器1.简要描述嵌入式处理器的特性(列出五个以上的特性)。答：哈佛架构主要用于低端处理器，冯诺依曼架构主要用于高端处理器。品种和规格的系列化；强烈支持实时多任务处理；高可靠性、低功耗、高集成度和高性价比。(每个特征1分)2.什么是互补金属氧化物半导体水平？特点是什么？回答：发送端：高电平0.9Vdd，低电平0.1Vdd；(2分)接收器：0.7Vdd高，0.3Vdd低。(2分)特点：噪声容限大，负载能力强。(1

5、分)3.信号的设置时间是什么时候？信号的保持时间是多少？回答：建立时间：在时钟信号边沿到达之前，数据信号必须提前一段时间保持稳定和有效。(2.5分)保持时间：时钟信号边沿到达后，数据信号必须在随后的一段时间内保持稳定和有效。(2.5分)4.什么是非抢占式实时操作系统？优点和缺点是什么？它的实时性是如何确定的？答：对于基于优先级的实时操作系统，非抢占式实时操作系统意味着任务运行后，CPU控制权完全移交给任务，直到它自动返回CPU控制权。(2分)优点：实时性能比不使用实时操作系统要好，程序设计相对简单，并且可以调用不可重入的函数(任务不是嵌套的)。(1分)缺点：如果无法确定最长任务的执行时间，则无

6、法确定系统的实时性能。(1分)实时性：取决于最长任务的执行时间。(1分)5.简要描述优先级反转的条件、现象和解决方案。回答：条件：基于优先级的抢先任务调度和资源共享。(1分)现象：低优先级任务L和高优先级任务H共享资源。在任务L占用共享资源后，任务H已准备好，但此时任务H必须等待任务L完成对共享资源的操作。在任务l完成对共享资源的操作之前，任务M也准备好了，并将在任务l之前运行。当任务M运行时，系统中优先级最高的任务H保持挂起。(3分)解决方案：优先级继承，优先级开销。(1分)1.右下角的图表是USB批量输入传输事务的流程图。请根据右下图用文字描述其工作过程(包括4个2分支并解释分支的原因)。

7、回答：(1)令牌段：(2分)a)主机发送令牌包来寻址从机。(2)数据段：(4分)a)如果从机接收到带有错误的令牌包，则没有响应；从端点不存在并且停止；被返回；c)如果从端点数据没有准备好，发送回NAK；d)准备从端点数据并发回数据包。(3)保持方式：(4分)a)如果主机接收到有错误的数据包，则没有响应；b)如果主机正确接收到数据包，它将发回ack。2.请用C语言编写一个简单的框架程序(在某些地方也可以用文字来描述)。它需要体现前端和后端系统的编程思想(任务是一个函数，可以直接调用，但不需要实现，但至少有三个任务)。还需要分析前端和后端系统的优缺点，以及如何确定其实时性能。回答：背景程序：空隙总

8、管(空隙)初始化()/初始化而(1) (1分)if(事件标志1) (1分)task 1()；否则如果(事件标志2) (1分)task 2()；否则如果(事件标志3) (1分)task 3()；前台程序：_irq void HandleFlag1(void) (1分)清除中断请求标志；eventFlag1=真；_irq void HandleFlag2(void) (1分)清除中断请求标志；事件标志2=真；_irq void HandleFlag3(void) (1分)清除中断请求标志；事件标志3=真；优点：该系统结构简单，几乎不需要额外的存储开销。(1分)缺点：所有任务具有相同的优先级，任务的

9、响应时间不可预测；后台程序是一个无限循环结构。一旦这个循环中正在处理的任务崩溃，整个任务队列中的其他任务将无法处理，从而导致整个系统崩溃。(1分)实时性：取决于所有其他任务的执行时间总和。(1分)3.各种各样的嵌入式系统静静地生活在我们周围，给我们的学习和生活带来无穷的乐趣。请列出您熟悉的五种嵌入式应用系统，并对每种嵌入式系统进行简单分析(指出为什么它是嵌入式系统)。答案：有很多答案(评分标准：每份申请2分，包括1分的主题和1分的简要分析)u盘(2分)；MP3播放器(2分)；手机(2分)；蓝牙耳机(2分)；全球定位系统导航器(2点)。等待简要分析。1.按照模块结构，嵌入式系统由硬件、软件和开发

10、平台三部分组成。2.嵌入式系统的设计过程包括：需求分析、规范、架构设计、组件设计、系统集成和系统测试。3.ARM系列微处理器支持的边界对齐格式包括字节对齐、半字对齐和字对齐。4.内存有两种类型：SRMA和DRAM。5.总线由传输信息的物理介质和管理信息传输的协议组成。6.采用RS232C实现两台计算机之间最简单的互连。至少需要以下信号线：TXD、RXD和GND。7.USB通信总线中的事务可以由令牌包、数据包和握手包组成。8.输入/输出接口有两种寻址方法：统一寻址和独立寻址。9.在主计算机上使用编译器软件将嵌入式应用程序和嵌入式操作系统编译成可在目标计算机上运行的代码的过程称为交叉编译，使用的编

11、译器称为交叉编译器。10.嵌入式操作系统的核心结构包括系统初始化、多任务管理和内存管理。1.下列哪个系统不属于嵌入式系统(D)。全球定位系统接收器“银河宇恒”核心路由器d，“天河一号”计算机系统2.在嵌入式系统的设计中，嵌入式处理器的选择是在(c)阶段完成的。需求分析，系统集成，架构设计，软硬件设计3.哪种嵌入式处理器最适合工业控制(下)。嵌入式微处理器DSPD，以上都不合适。4.描述ARM子程序和Thumb子程序相互调用是正确的(B)。系统初始化后，ARM处理器只能在一种状态下工作，没有相互调用。B.只要遵循一定的调用规则，Thumb子程序和ARM子程序可以相互调用。只要遵循一定的调用规则，

12、只有Thumb子程序可以调用ARM子程序。只要遵循一定的调用规则，只有ARM子程序可以调用Thumb子程序。5.对ARM处理器异常的描述不正确(C)。复位属于异常b，除数为零会引起异常C.所有异常都应该返回到d。外部中断将导致异常6.以下总线不属于对等结构的是(A)。PCIB，IEEE1394C，令牌环d，以太网7.USB总线采用的通信方式是(A)。轮询模式，中断模式，直接存取模式，输入输出通道模式8.嵌入式系统最常见的数据传输方法是(二)。查询，中断，DMAD，输入输出处理器9.linux和标准Linux的最大区别在于(二)。文件系统b，内存管理c，任务调度算法d，应用程序开发模式10.嵌入

13、式操作系统通常通过(a)解决嵌入式应用的代码量和多样性问题。使用可定制的操作系统b .分配操作系统在多个处理器上运行c、增加嵌入式设备的存储容量d .使用压缩软件压缩操作系统1.谈谈嵌入式系统的发展趋势(列举五种以上趋势)。答：产品种类不断丰富。适用范围继续扩大。性能不断提高；功耗持续降低，体积持续减小。网络化和智能化的程度在不断提高。软件已经成为影响价格的主要因素。(每个趋势1分)2.简述嵌入式微处理器的特点。A.嵌入式微处理器的特点：通用微处理器的增强通常是32位。(1分)构成：通用中央处理器、内存和输入输出接口分离；(1分)性能：一般100 2000转/分；(1分)内存：闪存一般为116

14、MB，特别提款权一般为2 64MB(1分)通常，复杂的嵌入式操作系统是加载的：VxWorks、WinCE、Clinux等。(1分)3.什么是内存访问的时间协调？回答：来自存储器控制的信号应满足存储器的时序要求(2.5分)；从存储器返回的信号应满足存储和控制的时序要求(2.5分)。4.请指出USB总线的四种传输类型以及每种传输类型的基本特征。回答：四种传输类型：控制传输、批量传输、中断传输和同步传输(1分)控制传输：设备信息的双向、纠错、查询和配置；(1分)批量传输：单向、纠错、大块非结构化数据、无限延迟；(1分)传输中断：单向、纠错、无结构化数据的小块、延迟确定；(1分)等时传输：单向，无纠错

15、，大块无结构数据，延迟确定。(1分)5.什么是前端和后端系统？优点和缺点是什么？它的实时性是如何确定的？回答：前端和后端系统：分为前端程序和后端程序。前台程序也称为中断级程序，它通过中断处理事件。在中断服务子程序中，通常对中断进行一些简单的处理，然后由后台程序处理事件发生标志。后台程序也称为任务级程序。查询各种标志位是一个死循环。如果标志位被置位，则执行相应的任务程序。(2分)优点：该系统结构简单，几乎不需要额外的存储开销。(1分)缺点：所有任务具有相同的优先级，任务的响应时间不可预测；后台程序是一个无限循环结构。一旦这个循环中正在处理的任务崩溃，整个任务队列中的其他任务将无法处理，从而导致整个系统崩溃。(1分)实时性：取决于所有其他任务的执行时间总和。(1分)6.简述嵌入式操作系统和实时操作系统的关系。答：“嵌入式”并不意味着“实时”。例如，Clinux和Embedded Linux是嵌入式操作系统，但不是实时操作系统(2分)；“实时”并不意味着“嵌入”。例如，OpenVMS(工作站、小型机)是实时操作系统，但不是嵌入式操作系统(2分)；然而，事实上，当前的嵌入式操作系统(EOS)基本上是实时操作系统(RTOS)(1分)。1.下图是单周期存储器读取的时序图。Clk是时钟信号，上升沿有效。Rd为读信号，高电平有效。问：如果主设备需