嵌入式习题复习资料
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第一章嵌入式系统基础知识1.嵌入式系统基础知识计算机系统的两个发展分支通用计算机与嵌入式计算机嵌入式系统的一般定义、IEEE定义一般定义: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、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。
是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。
(技术角度)嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧密耦合在一起的计算机系统。
(系统角度)广义定义:任何一个非计算机的计算系统。
IEEE (国际电气和电子工程师协会)定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作的机器、设备或装置”。
嵌入式系统4个组成部分嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户应用程序嵌入式系统的三个基本要素嵌入性、专用性、计算机系统嵌入式系统的软硬件特点硬件方面:稳定性、低功耗、体积受限、看门狗电路、成本低、系统资源少软件方面:实时性、可裁剪性、精简性、人机界面要求不高嵌入式系统的硬件架构以嵌入式处理器为中心,配置存储器、I/0设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。
嵌入式系统的硬件核心嵌入式微处理器嵌入式处理器的种类嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP、嵌入式SOCS0CSOC是指在单芯片上集成数字信号处理器、微控制器、存储器、数据转换器、接口电路等电路模块,可以直接实现信号采集、转换、存储、处理等功能。
2.嵌入式系统硬件嵌入式微处理器的体系结构冯诺依曼结构:单一的程序和数据总线。
哈佛结构:独立的程序和数据总线。
RISC(精简指令集计算机)的概念及思想精华1979年,美国加州伯克利分校提出了RISC的概念,基本思想是尽量简化计算机指令功能,只保留那些功能简单,能在一个节拍内执行完成的指令,而把较复杂的功能用一段子程序实现。
RISC思想的精华就是通过简化计算机指令功能、简化计算机指令格式,使指令的平均执行周期减少,同时大量使用通用寄存器来提高计算机的工作主频,提高程序的速度。
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1、ARM 微处理器有 7种工作模式,它们分为两类 非特权模式 、 特权模式 。
其中用户模式属于 非特权模式4、ARM 微处理器复位后,PC 的地址通常是 0x0 ,初始的工作模式是Supervisor 。
5、ARM 微处理器支持虚拟内存,它是通过系统控制协处理器 CP15 和MMU (存储管理部件)来进行虚拟内存的存储和管理。
当系统发生 数据 异常和 指令领取 异常时,异常处理程序透过嵌入式操作系统的内存管理机制,通过MMU 交换物理内存和虚拟内存的页面,以保证程序正常执行。
6、编译链接代码时,有两种存储代码和数据的字节顺序,一种是 小端对齐 ,另一种是 打断对齐7、构建嵌入式系统开发环境的工具链有多种,其中开放源码的工具链是 GNU 工具链 ,ARM 公司提供的工具链是 ADS 工具链计算机有CISC 和RISC 两种类型,以ARM 微处理器为核心的计算机属于 RISC 类型,其指令长度是 定长的1、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些?请举出六种较常用的。
Windows CE/Windows Mobile 、VxWork 、Linux 、uCos 、Symbian 、QNX 任选六2、ARM 系统中的堆栈有四种,如下图。
请按图标出四种堆栈的类型。
ATPCS 编程规范约定使用的堆栈是哪一种?答:FD 、FA 、ED 、EA 。
ATPCS 编程规范约定使用的堆栈是FD3、Boot Loader 在嵌入式系统中主要起什么作用?完成哪些主要的工作?答:Boot Loader 是在嵌入式系统复位启动时,操作系统内核运行前,执行的一段程序。
通过Boot Loader ,初始化硬件设备,建立内存和I/O 空间映射图,为最终加载操作系统内核调整好适当的系统软硬件环境。
2、ARM 支持两个指令集, ARM 核因运行的指令集不同,分别有两个状态 ARM 、 Thumb ,状态寄存器CPSR 的 T 位反映了处理器运行不同指令的当前状态3、ARM 核有多个寄存器,其中大部分用于通用寄存器,有小部分作为专用寄存器, R15 寄存器用于存储PC ,R13通常用来存储 SP ,ARM 处理器有两种总线架构,数据和指令使用同一接口的是 冯诺依曼结构 ,数据和指令分开使用不同接口的是 哈佛结构 。
嵌入式考试复习资料
一1.嵌入式系统定义―以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
‖2.嵌入式系统与pc和单片机的区别嵌入式系统≠ PC机●嵌入式系统一般是专用系统,而PC是通用计算平台●嵌入式系统的资源比PC少得多●嵌入式系统软件故障带来的后果比PC机大得多●嵌入式系统一般采用实时操作系统●嵌入式系统大都有成本、功耗的要求●嵌入式系统得到多种微处理体系的支持●嵌入式系统需要专用的开发工具嵌入式系统≠单片机系统●目前嵌入式系统的主流是以32位嵌入式微处理器为核心的硬件设计和基于实时操作系统(RTOS)的软件设计;●单片机系统多为4位、8位、16位机,不适合运行操作系统,难以完成复杂的运算及处理功能;●嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设计;单片机大多采用软硬件流水设计;●嵌入式系统设计的核心是软件设计(占70%左右的工作量);单片机系统软硬件设计所占比例基本相同。
3.实时系统的定义(软、硬)实时系统:如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果的系统软实时系统:系统的宗旨是使各个任务运行得越快越好,并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成(响应时间为数十秒)硬实时系统:各任务不仅要执行无误而且要做到准时(响应时间在ms 或us级)二1. BSP的概念和特点BSP(板级支持包)是介于底层硬件和操作系统之间的软件层,它完成系统上电后最初的硬件和软件初始化,并对底层硬件进行封装,使得操作系统不再面对具体的操作。
BSP的特点:1)硬件相关性:因为嵌入式系统的硬件具有应用相关性,所以,作为高层软件与硬件之间的接口,BSP必须为操作系统提供操作和控制具体硬件的方法。
2)操作系统相关性:不同的操作系统具有各自的软件层次结构,因此,针对不同的操作系统具有特定的接口形式。
2. SoC定义SoC 就是System on Chip ,SoC嵌入式系统微处理器就是一种电路系统。
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嵌入式系统复习题集一、基础知识1、什么是代码的临界区?答:代码的监界区是指处理时不可分割的代码,运行这些代码不允许被打断。
一旦这部分代码开始执行,则不允许任何中断打入。
中断不调用任何临界区的代码或不访问任何临界区使用的共享资源时,这个中断是可能可以执行。
为确保临界区代码的执行,在进入临界区之前要关中断,而临界区代码执行完成以后要立即开中断。
2、什么是嵌入式系统?答:嵌入式系统是以应用为中心,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、体积及功耗严格要求的专用计算机系统,具有完成复杂功能的硬件和软件且紧密耦合在一起的计算机系统。
3、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?答:运用在嵌入式系统上的实时操作系统,具有事件驱动和任务(进程)调度功能,且在有限时隙内能完成事件的响应和任务(进程)的切换,能可靠、实时、灵活地管理嵌入式系统上的各种资源和任务。
使用嵌入式操作系统,能方便实时应用软件的开发和有机地整合,能有效地管理和协调各项工作,因此是开发和运行非常重要的环境。
4、ARM状态与Thumb状态的互换以什么条件来判断?似举出状态从ARM到Thumb或从Thumb到ARM切换的例子。
答:其互换条件是执行BX <registers>指令时,判断<registers>的最低一位b0是否为0或为1来确定的,当b0为0时,则执行的程序是ARM状态的32位指令程序,当b0为1时,则执行的程序是Thumb状态的16位指令程序。
如下例:;从ARM状态转变为Thumb状态LDR R0,Lable+1BX R0;从Thumb状态转变为ARM状态LDR R0, LableBX R05、ARM体系结构支持多少种处理器模式,分别是什么?答:ARM体系结构支持7种处理器模式,分别是用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。
6、子程序利用R14(LR),获得返回到主程序的下条指令,通常有直接输入法和堆栈方法,试填写下面两种方法的代码:MOV PC,LR或STMFD SP!,{<registers>, LR }LDMFD SP!, {<registers>, PC }如果是异常处理后的返回,如IRQ中断返回又如何改写代码?7、在修复产生数据中止的原因后,不管处于哪种处理器操作状态,处理程序都必须执行返回指令:SUBS PC R14_abt,#8 ;而预取中止时为:SUBS PC R14_abt,#4试解释减8原因?而在预取中止中为什么减4 ?答:由于ARM为三级流水,执行段相对取指令段差为8,产生数据中止是在执行段结束点进入,此时PC值为数据中止指令地址+8,即保存当前PC到R14_abt为数据中止指令地址+8,因此在修复产生数据中止的原因后,返回地址应为数据中止指令地址本身,处理程序都必须执行返回指令:SUBS PC R14_abt,#8,才能实现其目的。
嵌入式系统原理考试复习资料
嵌入式系统原理1.嵌入式系统中,驱动层直接与硬件相关,为操作系统和应用程序提供支持,可以将驱动层软件分为三种类型:板级初始化程序、与系统软件相关的驱动程序、与应用软件相关的程序。
2. 在嵌入式系统中,采取查询方式实现输入输出的主要原因是实现起来比较容易。
3. 随机存储器是RAM。
4.在嵌入式系统的存储结构中,存取速度最快的是寄存器组。
B系统采用级联星形拓扑,该拓扑有三个基本部分组成,它们是:主机、集线器、功能设备。
6. 条件执行:是指只有在当前程序状态存储器CPSR中的条件吗标志满足指定的条件时,带条件码的指令才能执行。
7. 寻址方式:是指根据指令给出的地址码寻找真实操作数地址的方式。
8.任务调度:是内核的主要职责之一,就是决定该轮到哪个任务运行。
9. ROM:只读存储器,其中的内容一经写入,在工作过程中就只能读出二不能重写,即使断掉电源内容也不会丢失。
10. 微控制器:嵌入式微控制器将CPU、存储器和其他设备封装在同一片集成电路里,因为其片上外设资源一般丰富,适合于控制,所以称为微控制器。
11.嵌入式系统具有哪些特点?(1)专用的计算机系统(2)代码固化(3)实时性要求(4)可靠性要求(5)操作系统的支持(6)专门的开发工具、环境、方法(7)知识集成系统12. ARM处理器支持的基本寻址方式主要是哪些?(1)寄存器寻址(2)立即寻址(3)寄存器移位寻址(4)寄存器间接寻址(5)基址寻址(6)多寄存器寻址(7)堆栈寻址(8)块考寻址(9)性对寻址13. 中断系统的功能是什么?(1)实现中断和返回(2)实现优先级排队(3)高级中断源能够中断低级的中断处理。
嵌入式部分复习题、练习题-含答案
第1章:ARM和嵌入式系统介绍嵌入式系统的概念ARM嵌入式处理器的版本Cortex系列处理器的组成和特点嵌入式操作系统第2章:ARM体系结构ARM、CM3处理器状态:Thumb状态和调试状态CM3处理器工作模式:Handler模式和Thread模式代码特权分级:特权级和非特权(用户)级CM3内部寄存器:r0-r12,r13,r14,r15,状态寄存器xPSR存储器映射机制:大端格式和小端格式数据对齐方式:字对齐、半字对齐、非字对齐、非半字对齐异常概念、CM3异常机制特点第3章:Cortex-M3控制器及外围硬件简介嵌入式最小系统组成第4章:指令系统和时钟ARM、Thumb、Thumb-2和CM3指令集的特点和关系STM32时钟系统结构原理和初始化编程启动代码第5章:GPIO实验、第6章:UART实验、第9章:中断实验第10章:RTC实验原理和编程第7章:模/数转换、第8章:定时器实验原理即可,不考程序1. 什么是嵌入式系统?嵌入式系统有哪些应用?2. 什么是嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?3. 说明使用实时操作系统的必要性。
4. 简要说明ARM Cortex内核处理器分为哪几个系列?各有什么特点?5. ARM Cortex-M3处理器有哪些优势符合嵌入式操作系统的要求?6. 简述NVIC的初始化步骤。
7. 什么是嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?二、填空1. STM32F103ZET6有个引脚, KB片内FLAM ROM, KB 片内SRAM。
2. Cortex-M3处理器支持两种特权分级:特权级和。
Cortex-M3处理器支持两种工作模式,:模式和模式。
3. PSR中,标志位C是,Z是 N是,V是。
4. CM3内部寄存器中,R13的作用是,R14的作用是,R15的作用是。
5. 经典ARM7处理器有和两种状态,CM3处理器只有状态。
6. Cortex-M3的流水线分3级,分别为、、。
7. STM32F10x的管理着包括Cortex-M3核异常等中断,其和ARM 处理器核的接口紧密相连,可以实现的中断处理,并有效地处理迟来中断。
周立功版嵌入式课后习题复习资料
第一章嵌入式系统概述一、举出3个课本中未提到的嵌入式系统的例子。
〔红绿灯控制、数字空调、机顶盒〕二、什么是嵌入式系统?特点是?答:嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。
英国电机工程师协会定义:嵌入式系统为控制、检测或辅助某个设备、机器或工厂运作的装置。
〔1〕以技术角度定义:以应用为中心、以计算机技术为根底、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
〔2〕从系统角度的定义:嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其严密耦合在一起的计算机系统。
术语嵌入式反映了这些系统通常是大系统中的一个完整的局部,称为嵌入的系统。
嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。
特点:1、嵌入式系统通常应用在为特定用户设计的系统中,具有功耗低、体积小、集成度高等特点。
将通用中由板卡完成的任务集成在了嵌入式内部。
2、嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术于各个行业的具体应用相结合的产物。
所以是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
3、嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣,去除冗余。
4、为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或处理器芯片中,而不是存储于磁盘等载体中。
由于嵌入式系统必须有较高的时实性,因此对程序的质量,特别是可靠性有较高的要求。
5、嵌入式系统本身不具备自举开发能力,必须有一套专用的开发工具和环境才能进展开发。
三、什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?答:嵌入式处理器是嵌入式系统的核心,是控制、辅助系统运行的硬件单元,及普通台式计算机的微处理器相比,其工作稳定性更高,功耗较小,对环境〔如温度、湿度、电磁场、震动等〕的适应能力更强,体积更小,且集成的功能较多。
嵌入式处理器从应用角度,可以大致分为以下几类:1.注重嵌入式处理器的尺寸、能耗和价格。
应用于新型电子娱乐等不注重计算的设备;2.注重嵌入式处理器的性能。
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嵌入式系统复习提纲第一章1,什么是嵌入式系统?IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义是什么?一般定义是什么?根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置一般定义:“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
”●广义上讲,凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。
●从狭义上讲,我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统,具有自己操作系统,具有特定功能,用于特定场合的嵌入式系统。
这里所谓的嵌入式系统是指狭义上的嵌入式系统。
2,嵌入式系统有哪些重要的特征?(1)系统内核小●由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的,系统资源相对有限,所以内核较之传统的操作系统要小得多。
●比如ENEA公司的OSE分布式系统,内核只有5K,而Windows的内核则要大得多。
(2)专用性强●嵌入式系统的个性化很强,其中的软件系统和硬件的结合非常紧密,一般要针对硬件进行系统的移植。
●即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。
●同时针对不同的任务,往往需要对系统进行较大更改,程序的编译下载要和系统相结合,这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。
(3)系统精简●嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分,不要求其功能设计及实现上过于复杂,这样一方面利于控制系统成本,同时也利于实现系统安全。
(4)高实时性OS● 这是嵌入式软件的基本要求,而且软件要求固态存储,以提高速度。
软件代码要求高质量和高可靠性、实时性。
3, 实时系统的定义是什么?答:实时系统的正确性依赖于运行结果的逻辑正确性和运行结果产生的时间正确性,即实时系统必须在规定的时间范围内正确地响应外部物理过程的变化。
4,在典型的嵌入式系统组成中,可以分为哪四层?每一层具体是通常包含哪些单元?中间层BSP 有哪些基本功能? 答:硬件层,中间层,软件层,功能层● 中间层BSP 功能之一:硬件初始化 ● 片级初始化:主要完成CPU 的初始化,把CPU 从上电时的缺省状态逐步设置成为系统所要求的工作状态。
ARM嵌入式整理最全的考试复习资料
ARM嵌入式最全的考试复习资料一、选择题1. ARM 属于( A )[A] RISC 架构[B] CISC架构2. ARM 指令集是( C )位宽,Thumb 指令集是( B )位宽的。
[A] 8位[B] 16 位 [C] 32位 [D] 64位3. ARM 指令集是( H )字节对齐,Thumb 指令集是( F )字节对齐的[E] 1 [F] 2 [G] 3 [H] 44. 复位后,ARM处理器处于( B )模式,( D )状态[A] User [B] SVC [C] System [D] ARM [E] Thumb5. ARM处理器总共( E )个寄存器,System模式下使用( A )个寄存器,SVC模式下使用( B )个寄存器。
[A] 17个[B] 18个 [C] 32个 [D] 36个 [E] 37个6. ARM处理器中优先级别最高的异常为( E ),( AC )异常可以用来相应中断[A] FIQ [B] SWI [C] IRQ [D] SVC [E] RESET7. ARM数据处理指令中有效的立即数是( ACEGH )[A] 0X00AB0000 [B] 0X0000FFFF [C ] 0XF000000F [D ] 0X08000012[E] 0X00001F80 [F] 0XFFFFFFFF [G] 0 [H] 0XFF0000008. ATPCS规定中,推荐子函数参数最大为( D )个[A] 1 [B] 2 [C ] 3 [D ] 49. ATPCS规定中,栈是( B )[A] 满加[B] 满减 [C ] 空加 [D ] 空减10. 在用ARM汇编编程是,其寄存器有多个别名,通常PC是指(D ),LR 是指( C ),SP是指( B )[A] R12 [B] R13 [C ] R14 [D ] R1511. CPSR寄存器中反映处理器状态的位是( D )[A] J位[B] I位 [C ] F位 [D ] T位12. 下面属于ARM 子程序调用指令的是( C )[A] B [B] BX [C ] BL [D ] MOV13. ARM7属于( A )结构,ARM9属于( B )结构。
嵌入式复习资料(含答案)
2010~2011学年第一学期(计算机专业)嵌入式复习资料1、什么叫嵌入式系统?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、嵌入式系统的特点应用的特定性和广泛性技术、知识、资金的密集性较长的生命周期高效性高可靠性软硬一体,软件为主无自举开发能力P23、有哪些常见的嵌入式操作系统,各有什么特点。
VxWorks 特点:可靠性、实时性、可剪裁性、P98pSOS 特点:1 支持范围相当广泛的硬件2集成了tcp/ip 协议,具有天生的英特尔网访问能力3快速精确的系统核心 4 运行高效稳定,多处理器支持Palm OS 特点:操作系统的节能功能、合理的内存管理、数据以数据库格式存储、应用范围相当广泛。
QNX 特点:分布式,嵌入式可扩展的实时操作系统。
Windows CE 特点:1 具有灵活的电源管理功能 2 使用了对象存储技术3高效率的操作系统特性 4 拥有良好的通信能力。
5 支持嵌套中断 6 更好的线程响应能力。
7 256个优先级别。
8 支持近1500个Win32 API.μC/OS-II 特点:是一种免费公开的源代码,结构小巧,具有可剥夺实时内核的实时操作系统。
嵌入式Linux 特点:开放源代码,高性能、可剪裁的内核,优秀的网络系统。
3 嵌入式操作系统分哪两类?硬实时系统和软实时系统4、ARM共有多少寄存器?其中有哪几个通用寄存器?哪几个状态寄存器?含有37个寄存器。
31个通用寄存器:包括程序计数器PC等,这些寄存器都是32位寄存器。
6个状态寄存器:用以标识CPU的工作状态及程序的运行状态,均为32位,目前只使用了其中的一部分。
P335、ARM微处理器有哪7种运行模式?1.用户模式(usr):ARM处理器正常的程序执行状态;2. 快速中断模式(fiq):用于高速数据传输或通道管理;3. 外部中断模式(irq):用于通用的中断处理;4. 管理模式(svc):操作系统使用的保护模式;5. 数据访问终止模式(abt):当数据或指令预取终止时进入该模式,用于虚拟存储及存储保护;6.系统模式(sys):运行具有特权的操作系统任务;7.未定义指令中止模式(und):当未定义指令执行时进入该模式,可用于支持硬件协处理器的软件仿真6、几个常用的的指令:B、BL、BLX、BX、CMP、MOV、MRS、MSR、LDR、STR、ADD、SUB、TEQ、TST等。
嵌入式部分复习题、练习题-含答案
第1章:ARM和嵌入式系统介绍嵌入式系统的概念ARM嵌入式处理器的版本Cortex系列处理器的组成和特点嵌入式操作系统第2章:ARM体系结构ARM、CM3处理器状态:Thumb状态和调试状态CM3处理器工作模式:Handler模式和Thread模式代码特权分级:特权级和非特权(用户)级CM3内部寄存器:r0-r12,r13,r14,r15,状态寄存器xPSR存储器映射机制:大端格式和小端格式数据对齐方式:字对齐、半字对齐、非字对齐、非半字对齐异常概念、CM3异常机制特点第3章:Cortex-M3控制器及外围硬件简介嵌入式最小系统组成第4章:指令系统和时钟ARM、Thumb、Thumb-2和CM3指令集的特点和关系STM32时钟系统结构原理和初始化编程启动代码第5章:GPIO实验、第6章:UART实验、第9章:中断实验第10章:RTC实验原理和编程第7章:模/数转换、第8章:定时器实验原理即可,不考程序1. 什么是嵌入式系统?嵌入式系统有哪些应用?2. 什么是嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?3. 说明使用实时操作系统的必要性。
4. 简要说明ARM Cortex内核处理器分为哪几个系列?各有什么特点?5. ARM Cortex-M3处理器有哪些优势符合嵌入式操作系统的要求?6. 简述NVIC的初始化步骤。
7. 什么是嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?二、填空1. STM32F103ZET6有个引脚, KB片内FLAM ROM, KB 片内SRAM。
2. Cortex-M3处理器支持两种特权分级:特权级和。
Cortex-M3处理器支持两种工作模式,:模式和模式。
3. PSR中,标志位C是,Z是 N是,V是。
4. CM3内部寄存器中,R13的作用是,R14的作用是,R15的作用是。
5. 经典ARM7处理器有和两种状态,CM3处理器只有状态。
6. Cortex-M3的流水线分3级,分别为、、。
7. STM32F10x的管理着包括Cortex-M3核异常等中断,其和ARM 处理器核的接口紧密相连,可以实现的中断处理,并有效地处理迟来中断。
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第一章1、什么是嵌入式系统?嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”,简单的讲就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。
以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁,适用应用系统对功能,,可靠性,成本,体积,功耗严格要求要用的专用计算机系统。
它的三要素是:嵌入、专用、计算机。
2、比较嵌入式系统与通用PC的区别?通用计算机系统采用标准化、模块化的设计,其技术要求是高速、海量的信息处理,技术发展方向是处理速度、总线宽度、存储容量的无限提升。
而嵌入式系统怎采用针对性较强的专业化设计,技术要求是满足具体应用,技术发展方向是在保证应用系统的技术要求和可靠性的前提下,尽可能减小成本、体积和功耗。
3、嵌入式系统有哪些组成部分?其主要功能是什么?它通常由三部分组成:嵌入式微处理器、相关的硬件支持设备以及嵌入式软件系统。
4、嵌入式系统有哪些特点?(1)只执行特定的功能;(2)以微控制器、外围器件为中心,系统构成可大可小;(3)有严格的时序性和稳定性要求;(4)自动操作循环,等待中断控制;(5)程序被烧写在存储芯片中。
5、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些?请举出六种较常用的。
Windows CE/Windows Mobile、VxWork、Linux、uCos、Symbian、QNX任选六6、嵌入式系统分类:按表现形式:芯片级嵌入式系哦他能够,模块级嵌入式系统,系统嵌入式系统按实时性(即软件范畴的要求分类):实时系统和非实时系统第二章1、ARM的含义是什么?ARM(Advanced RISC Machines),既可以认为是一个公司的名字,也可以认为是对一类微处理器的通称,还可以认为是一种技术的名字。
1991年ARM公司成立于英国剑桥,该公司专门从事基于RISC技术芯片设计开发,作为知识产权供应商,本身不直接从事芯片生产,靠转让技术设计许可,由合作公司生产各具有特色的芯片2、ARM处理器的特点?低功耗、低成本、高性能;采用RISC体系结构;大量使用寄存器;高效的指令系统。
嵌入式系统-复习题资料
嵌⼊式系统-复习题资料⼀、1、某⽂件属性显⽰为 drwxr-xr-x,则该⽂件是( A )。
A、⽬录⽂件B、普通⽂件C、链接⽂件D、管道⽂件2、在linux中,通常作为⽤户⼯作⽬录的是( C )。
A、 /bootB、/etcC、 /homeD、/bin3、下列命令中,⽤于显⽰系统进程列表的命令是( D )。
A、 locateB、mvC、 catD、ps4、表⽰⽬标⽂件的扩展名⼀般是( B )。
A、.cB、 .oC、 .hD、 .i5、在Makefile的⼯程管理中,( C )表⽰第⼀个依赖⽂件的名称。
A、 $*B、$+C、$<D、 $?6、以下不属于嵌⼊式系统特点的是 B 。
A 、不具备⼆次开发能⼒B 、⾯向通⽤应⽤ C、软硬件裁剪 D、软件固化于芯⽚7、对嵌⼊式板进⾏在线交叉调试(ICD⽅式),所使⽤的连接接⼝⽅式为( D )。
A、USBB、⽹络接⼝C、串⼝D、 JTAG8、linux与开发板串⾏调试⽅式中,所使⽤到的⼯具软件是( A )A、 minicomB、超级终端C、arm-linux-gccD、 gdb9、在Linux内核源代码中,与处理器体系结构有关的⼦⽬录是( C )。
A、/includeB、/initC、/archD、drivers10、下列⽂件系统,不是嵌⼊式系统的⽂件系统格式的是( B )A、cramfsB、ntfsC、romfsD、jffs11、以下属于Linux⽂件系统格式的是( A )A、EXT3B、FATC、FAT32D、NTFS12、某⽂件属性显⽰为–rwxr-xr-x,则该⽂件是( B )。
A、⽬录⽂件B、普通⽂件C、链接⽂件D、管道⽂件13、在linux中,通常作为存放系统配置⽂件的⽬录是( B )。
A、 /bootB、/etcC、 /homeD、/bin14、下列命令中,⽤于给特定进程发送信号的命令是( C )。
A、 locateB、mvC、 killD、 cat15、在Makefile的⼯程管理中,( D )表⽰⽬标⽂件的完整名称。
嵌入式复习题
一、简答题1.什么是嵌入式系统?嵌入式系统的特点是什么?答:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能,可靠性,成本,体积,功耗严格要求的专用计算机系统特点:与应用密切相关,实时性,复杂的算法,制造成本,功耗,开发和调试,可靠性,体积2.简要说明嵌入式系统的硬件组成和软件组成。
答:硬件组成:微处理器,存储器,输入设备和输出设备。
软件组成:操作系统,文件系统,图形用户接口,网络系统,通用组建模块。
3.S3C2410A的AHB总线上连接了那些控制器?APB总线上连接了那些部件?AHB:LCD控制器,LCD DMA,总线控制器,USB主控制器,中断控制器,ExtMaster,电源管理,Nandflash控制器,储存器控制器。
APB:通用异步收发器,部集成电路总线(IIC),USB设备控制器,集成电路部声音总线(IIS),MMC/SD/SDIO主控制器,通用I/O端口(GPIO),看门狗定时器(WDT),定时时钟(RTC),总线控制器,A/D转换器,串行外设接口,定时器/脉宽调制。
4.ARM体系结构支持几种类型的异常,并说明其异常处理模式和优先级状态?答,支持7种类型的异常异常处理过程:(进入异常)PC→LR,CPRS→SPSR,设置CPSR的运行模式位,跳转到相应的异常处理程序,(异常返回)LR→PC,SPSR→CPSR,若在进入异常处理时设置中断禁止位,要在此清楚,复位异常处理程序不需要返回。
Reset>数据中指>快速中断请求(FIQ)>中断请求(IRQ)>指令预取中止>未定义指令和软件中止。
5.存储器生长堆栈可分为哪几种?各有什么特点?4种,满递增堆栈,满递减堆栈,空递增堆栈,空递减堆栈。
6.简述存储器系统层次结构与特点。
答:层次结构主要表达在“Cache-主存”层次和“主存-辅存”(Cache,主存储器,辅助存储器),前者主要解决CPU 和主存速度不匹配的问题,后者主要解决存储器系统的问题。
嵌入式复习题
嵌⼊式复习题嵌⼊式系统原理与设计第⼀章嵌⼊式系统概述1、什么是嵌⼊式系统?嵌⼊式系统和普通⼈的⽣活⾮常紧密,如⽇常⽣活中使⽤的⼿机、微波炉、有线电视机顶盒等,都属于嵌⼊式系统。
与通常使⽤的PC机相⽐,嵌⼊式系统的形式变化多样、体积⼩,可以灵活地适应各种设备的需求。
因此,可以把嵌⼊式系统理解为⼀种为特定设备服务的,软件硬件可裁剪的计算机系统。
嵌⼊式系统的英⽂名称是Embedded System。
⽬前被我国科学家普遍认同的定义是:嵌⼊式系统是以应⽤为中⼼,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专⽤计算机系统。
2、嵌⼊式系统具有哪些特点?嵌⼊式系统通常是⾯向特定应⽤的嵌⼊式CPU,与通⽤型的最⼤不同就是嵌⼊式CPU⼤多⼯作在为特定⽤户群设计的系统中,执⾏的是带有特定要求的预先定义的任务,如实时性、安全性、可⽤性等。
它通常具有低功耗、体积⼩、集成度⾼等特点,能够把通⽤CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯⽚内部,从⽽有利于嵌⼊式系统设计趋于⼩型化,移动能⼒⼤⼤增强,跟⽹络的耦合也越来越紧密。
嵌⼊式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电⼦技术与各个⾏业的具体应⽤相结合的产物。
这⼀点就决定了它必然是⼀个技术密集、资⾦密集、⾼度分散、不断创新的知识集成系统;嵌⼊式系统的硬件和软件都必须⾼效率地设计,量体裁⾐、去除冗余,⼒争在同样的硅⽚⾯积上实现更⾼的性能,这样才能在具体应⽤中对处理器的选择更具有竞争⼒。
由于嵌⼊式系统通常需要进⾏⼤量⽣产,所以单个的成本节约,能够随着产量进⾏成百上千的放⼤。
3、嵌⼊式系统与通⽤计算机相⽐有哪些区别?嵌⼊式系统通常是⾯向特定应⽤的嵌⼊式CPU,与通⽤型的最⼤不同就是嵌⼊式CPU⼤多⼯作在为特定⽤户群设计的系统中,执⾏的是带有特定要求的预先定义的任务,如实时性、安全性、可⽤性等。
它通常具有低功耗、体积⼩、集成度⾼等特点,能够把通⽤CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯⽚内部,从⽽有利于嵌⼊式系统设计趋于⼩型化,移动能⼒⼤⼤增强,跟⽹络的耦合也越来越紧密。
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1.嵌入式平台移植步骤(移植bootload,操作系统的移植)?①硬件平台上,bootloader移植。
②内核的修改、配置、编译③驱动程序的移植,包括编写、编译驱动程序。
④文件系统的移植,包括其修改、配置、编译。
⑤开发环境的移植⑥应用程序编写2.搭建嵌入式可开发平台,主机连接目标板,使用通信接口连接方式?通信接口连接方式:串口连接、网口连接、并口连接。
软件建立连接:①在Linux卜,使用minicom②在windows系统下,使用超级终端。
3.将内核映像、根文件系统映像传输到空的开发板上并启动需要哪些步骤?连线一>烧写bootloader—>丿書动bootloader—>配置PFT服务一>bootloader传输引导文件系统、linux内核一>启动4.bootloader主要作用,完成工作,分为儿部分?Bootloader定义:在操作系统内核运行前运行的一段小程序,可以对硬件设备,如CPU、SDRAM、Flash、串口等进行初始化,也可以下载到开发板,对Flash进行擦除和编程,引导和加载内核镜像。
主要作用:①初始化RAM (必需)②初始化串口(可选,推荐)③启动内核镜像(必需)主要任务:⑴boot loader的stagel①基本破件初始化②为加载stage准备RAM空间③拷贝stage2到ARM中④设置堆栈指针SP⑤跳转到stage2的入口点⑵bootloader的stage2①初始化木阶段要使用的硕件设备②检测系统的内存映射(memory map)③加载内核映像和根文件系统映像④设置内核启动参数⑤调用内核5.利用开发环境在开发板上运行C语言编写程序?6.伪指令的含义:在ARM汇编程序里,有一些特殊指令助记符,这些助记符与指令系统的助记符不同,没有相对应的操作码,通常称这些特殊指令助记符为伪指令,他们所完成的操作称为伪操作。
(在ARM的汇编程序中,有如下几种伪指令:符号定义伪指令、数据定义伪指令、汇编控制伪指令、宏指令以及其他伪指令)7.vivi是韩国mizi公司开发的boot loader,适用于ARM9处理器。
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第一章习题答案1. 什么是嵌入式系统?请列举几个常见的嵌入式系统。
答:根据国际电气和电子工程师协会()的定义,嵌入式系统是控制、监视或者辅助设备、机器和生产线运行的装置(, , , )。
这主要是从产品的应用角度加以定义的,由此可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体,可以涵盖机械等附属装置。
目前被我国科学家普遍认同的定义是:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。
常见的嵌入式系统:手机,,路由器,核磁共振仪,全自动洗衣机。
2. 嵌入式系统及通用计算机有哪些区别?答:(1) 以应用为中心;(2) 以计算机技术为基础(3) 软件和硬件可裁减(4) 对系统性能要求严格(5)软件的固件化(6)需要专用的开发工具3. 嵌入式系统的发展分为哪几个阶段?答:第一阶段:无操作系统的嵌入算法阶段。
第二阶段:以嵌入式为基础,以简单操作系统为核心的嵌入式系统。
第三阶段:以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。
第四阶段:以基于为标志的嵌入式系统。
4. 请列举嵌入式系统的主要应用领域。
答:(1)工业控制领域(2)交通运输领域(3)消费电子产品(4)家电领域(5)通信领域(6)商业和金融领域(7)环境监测领域(8)医疗领域(9)建筑领域(10)军事国防领域(11)航天航空领域第二章习题答案1. 简述简单嵌入式系统及复杂嵌入式系统的主要区别。
答:简单嵌入式系统很早就已经存在,这类嵌入式系统因为软硬件复杂度都很低,一般不使用操作系统,例如常用的单片机系统。
对于复杂的嵌入式系统,它的开发模式发生了极大的改变。
一个复杂的嵌入式系统不仅硬件系统的开发比单片机复杂了许多,更重要的是在该系统中采用了嵌入式操作系统,其应用软件的开发转变为使用操作系统标准接口的计算机工程领域的应用软件开发。
复杂嵌入式系统具有更强大的功能,但是简单的嵌入式并不会随着复杂的嵌入式系统出现而消亡。
2. 简述嵌入式系统的体系结构。
答:嵌入式系统从组成上看,可分为嵌入式硬件系统及嵌入式软件系统两大部分。
嵌入式硬件层由嵌入式微处理器、嵌入式存储器系统、通用设备和I/O接口等组成。
嵌入式系统的软件层分为嵌入式操作系统和嵌入式应用软件两大部分。
3. 嵌入式处理器分为哪几类?答:嵌入式处理器可分为以下四种:嵌入式微控制器( ,),嵌入式微处理器( ,),嵌入式处理器( ,)和嵌入式片上系统( ,)。
4. 中常用的嵌入式存储器都有哪些?答:系统的存储器可以分为片内存储器和片外存储器。
片内一般以或为主。
片外通常以和为主。
嵌入式系统中常用的几种内存有、、、等。
5. 嵌入式系统中常用的外设接口都有哪些?答:串行接口,接口,红外线接口,(串行外围设备接口),I2C总线接口,总线接口,(以太网接口)等。
6. 嵌入式系统中常用的输入输出设备都有哪些?答:嵌入式系统中输入形式一般包括触摸屏、语音识别、按键、键盘和虚拟键盘。
输出设备主要有显示和语音输出。
7. 简述嵌入式操作系统的特点,请列举几个常见的嵌入式操作系统。
答:(1)可装卸性(2)强实时性(3)统一的接口(4)强稳定性,弱交互性(5)固化代码。
常见的嵌入式操作系统有、、μ、嵌入式。
8. 简述嵌入式系统开发的特点。
答:需要交叉开发工具和环境,软硬件协同设计,嵌入式系统开发人员以应用专家为主,软件要求固态化存储,软件代码高质量、高可靠性,系统软件的高实时性9. 简述嵌入式系统的开发周期。
答:10. 简述嵌入式系统的开发及通常机上的软件开发有什么区别。
答:系统软件开发模式可以分为两类:本地开发模式和交叉开发模式。
嵌入式系统的开发及通常机上的软件开发有很大的区别,原有的机的软件开发过程从编写程序、编译和运行等过程全在同一个机平台上完成,属于本地开发();嵌入式开发的程序编写和编译及原来一样还在机()上完成,但编译产生的结果要在嵌入式目标平台()上运行。
通常将这种在主机上开发编译,在目标平台上调试运行的开发模式称为交叉开发。
同样运行在主机上的编译器(例如)编译程序产生目标机上运行的可执行程序的编译过程称为交叉编译。
嵌入式系统采用这种交叉开发、交叉编译的开发环境主要是因为嵌入式系统是种专用的计算机系统,采用量体裁衣量身定制的方法制造。
11. 简述宿主机/目标机的开发模式。
答:交叉开发环境是指编译、链接和调试嵌入式应用软件的环境,它及运行嵌入式应用软件的环境有所不同,通常采用宿主机/目标机模式。
宿主机()一般采用一台通用计算机(如机或者工作站),它通过串口()或者以太网()接口及目标机通信。
宿主机的软硬件资源比较丰富,不但包括功能强大的操作系统(如和),而且还有各种各样优秀的开发工具(如的、的等),能够大大提高嵌入式应用软件的开发速度和效率。
目标机()一般在嵌入式应用软件的开发和调试期间使用,用来区别及嵌入式系统通信的宿主机。
目标机可以是嵌入式应用软件的实际运行环境,也可以是能够替代实际运行环境的仿真系统,但软硬件资源通常都比较有限。
嵌入式系统的交叉开发环境一般包括交叉编译器、交叉调试器和系统仿真器(),其中交叉编译器用于在宿主机上生成能在目标机上运行的代码,而交叉调试器和系统仿真器则用于在宿主机及目标机间完成嵌入式软件的调试。
第三章习题答案1. 简述处理器的特点。
答:处理器采用架构,具有的一般特点:采用大量的寄存器,指令执行速度更快;寻址方式灵活简单,执行效率高;采用固定长度的指令格式;大多数数据操作都在寄存器中进行,通过的体系结构在内存和寄存器之间传递数据。
因此处理器的内核很小,功耗也就很低。
处理器还采用了一些特别的技术,在保证高性能的同时尽量减小芯片体积,降低芯片的功耗。
这些技术包括:在同一条数据处理指令中包含算术逻辑处理单元处理和移位处理;使用地址自动增加(减少)来优化程序中循环处理;指令可以批量传输数据,从而提高传输数据的效率;所有指令都可以根据前面指令执行结果,决定是否执行,以提高指令执行的效率;支持(16位)(32位)双指令集,能很好地兼容8位/16位器件。
2. 嵌入式处理器7中的基本含义分别是什么?答:T :支持16 位压缩指令集。
D :支持调试器,可片上。
M :支持64位长乘法指令I:嵌入式跟踪宏单元()。
3. 常用的处理器系列都有哪些?答:处理器目前应用比较多的是7 系列、9 系列、9E 系列、10E 系列、系列、的、等多个系列,最新的系列是11系列。
4. 处理器一般支持的的数据类型都有哪些?答:8位有符号字节类型数据;8 位无符号字节类型数据;16 位有符号半字类型数据;16 位无符号半字类型数据;32 位有符号字类型数据;32 位无符号字类型数据。
5. 什么是大端模式?什么是小端模式?请举例说明它们的区别。
所谓的大端模式,是指数据的低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。
所谓的小端模式,是指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。
若寄存器R1=0x12345678,分别按小端模式和大端模式存储在0x2000字单元中,下图分别为在两种模式下内存的存储内容。
6. 请简述7采用哪几级流水线结构,并说明在状态下各阶段指令地址的关系。
答:7架构采用了三级流水线,分为取指(),译码()和执行()。
程序计数器R15()总是指向取指的指令,而不是指向正在执行的指令或者正在译码的指令。
对于状态下指令,值=当前程序执行位置。
7. 简述和状态的区别,举例说明使用什么指令从状态转换为状态。
答:状态:处理器执行32位的字对齐的指令;状态:处理器执行16位的半字对齐的指令。
指令集和指令集均有切换处理器状态的指令。
从状态转换到状态:R0, 1R08. 处理器有哪些工作模式?哪些是特权模式?哪些是异常模式?答:体系结构支持7种工作模式(),分别为用户模式()、快中断模式()、中断模式()、管理模式()、数据访问终止模式()、系统模式()、及未定义指令中止模式()。
除去用户模式外的其他6种处理器工作模式称为特权模式()。
除去用户模式和系统模式以外的5种处理器工作模式称为异常模式()9处理器共有多少个寄存器?在所有工作模式下,哪些寄存器都指向同一个物理寄存器?答:处理器含有37个物理上独立的寄存器,其中包括31个通用寄存器和6个状态寄存器。
R012寄存器在所有工作模式下都指向同一个物理寄存器。
10.简述寄存器控制位的作用。
答:(1)中断禁止位I、F:1 禁止中断;1 禁止中断。
(2)T标志位:该位反映处理器的运行状态。
当该位为1时,程序运行于状态,当该位为0时,表示运行于状态。
(3) 运行模式位M[4:0]:M0、M1、M2、M3、M4是模式位。
这些位决定了处理器的运行模式。
11. 的异常中断包含哪些类型?它们的优先级顺序是怎样的?它们的异常向量地址是多少?答:12. 当处理异常时,内核会做哪些处理?答:处理器对异常中断的响应过程如下:(1)保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位。
这是通过将当前程序状态寄存器的内容保存到将要执行的异常中断对应的寄存器中实现的。
各异常中断有自己的物理寄存器。
(2)设置当前程序状态寄存器中相应的位。
包括设置中的控制模式位,使处理器进入相应的执行模式;设置中的中断禁止位,如果进入模式时,禁止中断,如果当进入模式时,禁止中断。
(3)将寄存器设置成返回地址。
(4)将程序计数器值()设置成该异常中断的中断向量地址,从而跳转到相应的异常中断处理程序执行。
13. 当异常结束时,内核会做哪些处理?答:系统处理完中断后从异常中断处理程序中返回包括下面的步骤:(1)恢复被中断的程序的处理状态,即将寄存器内容复制到当前程序状态寄存器中。
(2)返回到发生异常中断的指令的下一条指令处执行。
即将寄存器的内容复制程序计数器中。
因为整个应用系统是从复位异常中断处理程序执行的,所以复位异常中断处理程序不需要返回。
第四章习题答案1. 请列举处理器的指令寻址方式。
哪种寻址方式是指令集特有的寻址方式?答:处理器具有9种基本寻址方式,分别为立即寻址、寄存器寻址、寄存器移位寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、多寄存器寻址、堆栈寻址、块拷贝寻址、相对寻址。
寄存器移位寻址是指令集特有的寻址方式。
2. 在数据处理指令中,第二个操作数都有哪几种形式?答:第2 个操作数的三种形式如下。
立即数,例如:R00x0000F200 ;寄存器方式,例如:R1,R1,R2;寄存器移位方式,例如:R112 R3。
3. 请分别写出调用子程序、子程序返回所使用的指令,并简述所用指令的工作过程。
答:用指令调用子程序。
指令先将下一条指令的地址拷贝到R14(即)连接寄存器中,然后跳转到指定地址运行指令。
子程序返回的指令是:, 。