嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)
嵌入式原理与接口技术复习简答题
第三章简答1.简述ARM指令集的主要能力。
答：条件执行；寄存器访问；在线式桶形寄存器的访问。
2.简述程序计数器pc、连接寄存器lr、堆栈指针sp、CPSR和SPSR的用法。
答：LR：寄存器r14用作子程序连接寄存器。
当一条分支并且连接指令（BL）被执行时，寄存器r14收到r15的一个拷贝。
在其他时间，r14能被看作通用寄存器。
PC：在ARM状态下，r15的bit[1：0]是无定义且必须被忽略的，而r15的bit[31：2]含有程序计数值。
在Thumb状态下，r15的bit[0]是无定义且必须被忽略的，而r15的bit[31：1]含有程序计数值。
CPSR和SPSR与ARM状态下的CPSR和SPSR是相同的；SP映射到ARM状态下的r13 3.简述处理器如何从ARM 状态转换到Thumb状态。
答：分支并且转换状态指令BX，在指令中指定了一个Rn寄存器，将Rn内容拷贝到PC，同时使PC[0]=0，如果Rn[0]=1，将处理器状态转换成Thumb状态，把目标地址处的代码解释为Thumb代码。
4.ARM指令对无符号数、带符号数装入字节或半字到寄存器是如何操作的？答：LDRSB指令从存储器装入一字节数据到寄存器bit[7:0]，用符号位bit[7]扩展寄存器的bit[31:8]；LDRSH指令从存储器装入半字节到寄存器bit[15:0]，用符号位bit[15]扩展寄存器的bit[31:16]。
5.简述ARM指令是如何实现条件执行的。
答：所有的ARM指令均可以在之零零操作码助记符后，跟随一个条件码助记符后缀，一句CPSR中的条件吗标志，有条件地被执行，而不需要使用分支指令实现条件分支。
6.ARM数据处理指令在什么情况下设置CPSR中的条件码标志?7.答：算术逻辑操作指令通常对指定的两个寄存器（或1个寄存器、1个立即数）进行操作，结果存到第3个寄存器，允许选择修改或不修改CPSR中的条件码标志。
比较指令TEQ、TST、CMP和CMN，通常对指定的两个寄存器（或1个寄存器，1个立即数）进行比较，比较结果不保存到寄存器，只影响CPSR中的条件码标志。
刘彦文-嵌入式系统原理及接口技术--习题解答--定稿
刘彦文编《嵌入式系统原理及接口技术》习题解答第1章(1) 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、功耗等有严格要求的专用计算机系统。
与通用计算机的区别是：·嵌入式系统是一个专用计算机系统，有微处理器，可编程；·嵌入式系统有明确的应用目的；·嵌入式系统作为机器或设备的组成部分被使用。
(3) 硬件组成: 微处理器、存储器、输入设备和输出设备。
软件组成: 板级支持包和硬件抽象层、嵌入式操作系统、应用编程接口、嵌入式应用程序。
(5)ARM、MIPS、PowerPC、68xxx。
(7) v4T(9) 增加了：·半字装入/存储指令；·装入并且扩展字节/半字带符号指令；·增加了Thumb 指令集，指令能转换到Thumb状态；·增加了一种新的特权处理方式（系统方式），使用用户寄存器。
(11) 嵌入式Linux操作系统是以Linux为基础开发出来的，保留了Linux的主要特点，可以分为：实时的嵌入式Linux版本、非实时的嵌入式Linux版本、针对没有MMU处理器的μCLinux版本。
主要特点有：开放源码；内核小、功能强大、运行稳定、效率高；易于定制裁剪；可移植到数十种微处理器上；支持大量的外围硬件设备，驱动程序丰富；有大量的开发工具，良好的开发环境；沿用了UNIX的发展方式，遵循国际标准，众多第三方软硬件厂商支持；对以太网、千兆以太网、无线网、令牌网、光纤网、卫星网等多种联网方式提供了全面的支持。
第2章(1) AHB总线连接了：存储器控制器、Nand Flash控制器、中断控制器、LCD控制器、USB主控制器、时钟与电源管理、ExtMaster等；APB总线连接了：通用异步收发器（UART）、通用I/O端口（GPIO）、定时器、实时时钟（RTC）、看门狗定时器、ADC与触摸屏接口、IIC总线接口、IIS总线接口、SPI、MMC/SD/SDIO主控制器、USB设备控制器等。
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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,内部集成电路总线（IIC)，USB设备控制器，集成电路内部声音总线（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：堆栈通过增大存储器的地址向上增长,堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。
指令如LDMFA，STMFA等.空递增堆栈:堆栈通过增大存储器的地址向上增长，堆栈指针指向堆栈上的第一个空位置.指令如LDMEA，STMEA等。
满递减堆栈：堆栈通过减小存储器的地址向下增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。
嵌入式系统原理及应用课后答案
嵌入式系统原理及应用课后答案嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它通常被嵌入到各种设备中，如家电、汽车、医疗设备等，以完成特定的功能。
嵌入式系统的原理和应用涉及到计算机科学、电子工程、控制理论等多个领域，具有广泛的应用前景。
在本文中，我们将就嵌入式系统的原理及应用进行一些常见问题的答案解析，希望能够帮助大家更好地理解和应用嵌入式系统。
1. 什么是嵌入式系统？嵌入式系统是一种专门设计用来完成特定功能的计算机系统，通常被嵌入到设备中，与普通计算机系统有所不同。
它具有实时性要求高、资源受限、功耗低等特点，广泛应用于各种电子设备中。
2. 嵌入式系统的原理是什么？嵌入式系统的原理涉及到计算机硬件、嵌入式软件、实时操作系统等多个方面。
在硬件方面，嵌入式系统通常采用定制的处理器和外围设备，以满足特定应用的需求；在嵌入式软件方面，通常需要针对特定硬件平台进行开发，以实现特定功能；实时操作系统则能够保证系统对外部事件的及时响应。
3. 嵌入式系统的应用有哪些？嵌入式系统广泛应用于各种领域，如消费电子、汽车电子、工业自动化、医疗设备等。
例如，智能手机中的操作系统、汽车中的车载电子系统、工业控制中的PLC系统等都属于嵌入式系统的应用范畴。
4. 嵌入式系统的设计需要考虑哪些因素？在设计嵌入式系统时，需要考虑功耗、性能、成本、可靠性等多个因素。
由于嵌入式系统通常被嵌入到设备中，因此对功耗和成本的要求比较高；同时，嵌入式系统的可靠性也是设计过程中需要重点考虑的因素。
5. 嵌入式系统的开发流程是怎样的？嵌入式系统的开发流程通常包括需求分析、系统设计、软件开发、硬件设计、系统集成等多个阶段。
在需求分析阶段，需要明确系统的功能和性能需求；在系统设计阶段，需要确定系统的整体架构和各个模块之间的关系；在软件开发和硬件设计阶段，则需要根据系统的需求进行具体的软硬件开发工作；最后，在系统集成阶段，则需要将软硬件进行整合，进行系统调试和验证。
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第一章嵌入式系统概述1．嵌入式系统是什么？目前，对嵌入式系统的定义多种多样:IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义为：用于对机器和设备进行控制，监视或者辅助操作的装置。
从技术的角度定义：以应用为中心，以计算机为基础，并且软硬件可裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。
从系统的角度定义：嵌入式系统是完成复杂功能的硬件和软件，并使之紧密耦合在一起的计算机系统。
嵌入式系统是指嵌入式操作系统和功能软件集成在以微控制器或微处理器为核心的微型计算机硬件体系中所形成的简单便捷，稳定可靠，机电一体化产品整体。
简单地说，嵌入式系统是软件体系和硬件体系紧密结合的一体化系统。
2．嵌入式系统由哪几个部分组成？嵌入式系统由硬件平台和系统软件组成。
硬件平台指嵌入式处理器和与之通过接口连接的外围硬件平台。
系统软件指实时操作系统和用户应用软件。
3．嵌入式微(?)处理器有几种类型？各有什么特点?嵌入式微处理器（EMPU）：比较适合于大容量的数据计算和处理，具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。
与嵌入式控制器相比，速度快，运算功能强大，可对各类数据进行快速处理。
嵌入式微控制器（EMCU）：比较适合于基于逻辑运算和简单数据计算结果的控制，最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降，可靠性提高。
嵌入式DSP（EDSP）：对系统结构和指令的某些部分进行了特殊设计，使之适合于执行DSP 算法，编译效率较高，指令执行速度也较快。
总而言之，就是运算速度快。
嵌入式片上系统（ESOC）：根据应用系统设计者定义，可以在一个硅片上集成一个更为复杂的系统。
整个嵌入式系统的大部分尽可集成到一块或几块芯片上，应用系统电路板将变得很整洁，对于减少体积和功耗，提高可靠性十分有益。
4．你能列举几种熟悉的操作系统吗？µCOS-Ⅱ，µCLinux，WinCE，VxWorks，TRON，µITRON，eCos，Nucleus，OSE等。
嵌入式系统原理及接口复习要点及思考题答案计
各位：根据掌握要点汰真复习，后面附有作业18答案。
第1章掌握要点1.1.1节巌入衣系统的杨念1.1. 3节敲入茨系统的特点1・3节械入式处理器1・4节磁入式系坑的组欣（看媒件，有补充的容）补:1.W入式系筑开发过程？2 •巌入式系筑坍试常用的基本方法3 •交叉编译和交叉调试4展入式操作系竦第2章掌握要贞2.1节廿算机体系结枸分类2.3.1 节ARM 利Thumb 狀态2.3.2节RISC技术2.3.3节浦水线技术2.4.1 ARM存储系统2.4.2 Cache:写通、写回、挟操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像2.4.3节ARM存储系筑补充：（见课件）1.ARM简介：ARM的命名方衣、5种变形2•理解片Flash的3种编程方法。
3.理解ARM7苏片存储器存储空间分布。
（8个bank,每个bank32MB ）第3章掌握要点3.1节ARMS程模衣：处理器模式、处理器工作状态、寄存器组级、异常中断3.2节指令格式利寻址方成3.3节指令系竦：掌握和鬆练应用澡件所曲的指令、可编程序段第5章掌握要我5」节變盘接口 : fiflfll法原理、拿握编写驱动程序5.2节LED显示器接口：理解工作原理，拿握编耳驱动程序5. 5.1节UART异步审行接口：异步通信格式、接收的4种錯娱类塑、初始化、发送程序、接收程序第1章作业題答案：1・什么是嵌入衣系鋭？•第一种，根据IEEE（国际电气利电子工程师协会）的定义：械入式系筑是"用于控匍、监視或者辅助操作机器利按备的装置"（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants ）o•第二种，嵌入式系统是以应用为中血、以廿算林技术为基硏、软件说件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功藉严格要求的专用廿算机系筑。
嵌入式原理思考题及答案16页word
第1章复习要点1.1.1节嵌入式系统的概念1.1．3节嵌入式系统的特点1.3节嵌入式处理器1.4节嵌入式系统的组成第2章复习要点2.1节计算机体系结构分类2.3.1节 ARM和Thumb状态2.3.2节 RISC技术2.3.3节流水线技术2.4.3节 ARM存储系统第3章复习要点3.1节ARM编程模式3.2节ARM指令格式及其寻址方式3.3节ARM指令集(课上所讲的指令)第4章复习要点4.1节汇编语言源程序格式4.2节汇编语言的上机过程第5章复习要点5.1节键盘接口5.2节 LED显示器接口5．5.1节 UART异步串行接口作业题答案：1.什么是嵌入式系统？∙第一种，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”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。
∙第二种，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、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.与通用型计算机相比，嵌入式系统有哪些特点？⏹通常是面向特定应用的；⏹空间和各种资源相对不足，必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余；⏹产品升级换代和具体产品同步，具有较长的生命周期；⏹软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身；⏹不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发3.举例介绍嵌入式微处理器有哪几类？一、嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式处理器目前主要有Aml86/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。
二、嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。
《嵌入式系统》思考题答案(修改)
《嵌入式系统》思考题答案1．说明嵌入式系统、SOC、SOPC、CISC、RISC、IP核、流水线、RTOS、JTAG、ARM9TDMI、GUI、可剥夺型内核、交叉编译环境、冯·诺依曼结构、哈佛结构、进程、线程的含义和基本概念；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，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。
SOC: SOC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。
SOPC与SOC区别：SOPC可以多次书写。
如：GPIO（通用I/O接口）、IIS（音频接口）、USB（通用串行总线接口）、LCD(液晶显示器接口)、A/D（模/数转换接口）、D/A（数/模转换接口）、IrDA（红外线接口）Ethernet （以太网接口）、CAN（现场总线）、DMA控制器、Cache是一种位于主存储器和嵌入式微处理器内核之间的快速存储器阵列。
CISC: 复杂指令集计算机中在CISC中，为了支持目标程序的优化，支持高级语言和编译程序，增加了许多复杂的指令，用一条指令来代替一串指令。
通过增强指令系统的功能，简化软件，却增加了硬件的复杂程度。
而这些复杂指令并不等于有利于缩短程序的执行时间。
RISC精简指令集计算机:是在CISC的基础上产生并发展起来的，RISC的着眼点不是简单地放在简化指令系统上，而是通过简化指令系统使计算机的结构更加简单合理，从而提高运算效率。
IP核：IP核是指具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块，是实现系统芯片（SOC）的基本构件。
流水线：流水线是将一个重复的时序分解成若干个子过程，而每一个子过程都可有效地在其专用功能段上与其他子过程同时执行。
RTOS实时系统:RTOS是指能够在指定或者确定的时间内完成系统功能和对外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统，系统能够处理和存储控制系统所需要的大量数据。
（完整word版）嵌入式系统复习及答案
（完整word版）嵌⼊式系统复习及答案⼀、单项选择题1、下⾯关于哈佛结构描述正确的是（A ）。
A、程序存储空间与数据存储空间分离B、存储空间与IO空间分离C、程序存储空间与数据存储空间合并D、存储空间与IO空间合并2、下⾯哪⼀种⼯作模式不属于ARM特权模式（A ）。
A、⽤户模式B、管理模式C、软中断模式D、FIQ模式3、ARM9TDMI的⼯作状态包括（ D ）。
A、测试状态和运⾏状态B、挂起状态和就绪状态C、就绪状态和运⾏状态D、ARM状态和Thumb状态4、指令“LDMIA R0!, {R1, R2, R3, R4}”的寻址⽅式为（ C ）。
A、⽴即寻址B、寄存器间接寻址C、多寄存器寻址D、堆栈寻址5、对寄存器R1的内容乘以4的正确指令是( C )。
A、LSR R1，#2B、LSL R1，#2C、MOV R1，R1, LSL #2D、MOV R1，R1, LSR #26、下⾯指令执⾏后，改变R1寄存器内容的指令是( D )。
A、TST R1，#2B、ORR R1，R1,R1C、CMP R1，#2D、EOR R1，R1,R17、下⾯哪⼀种功能单元不属于I/O接⼝电路。
（ D ）A、USB控制器B、UART控制器C、以太⽹控制器D、LED8、下⾯哪个操作系统是嵌⼊式操作系统。
（B ）A、Red-hat LinuxB、µCLinuxC、Ubuntu LinuxD、SUSE Linux9、使⽤Host-Target联合开发嵌⼊式应⽤，（ B ）不是必须的。
A、宿主机B、银河麒麟操作系统C、⽬标机D、交叉编译器10、下⾯哪个系统不属于嵌⼊式系统（ D ）。
A、MP3播放器B、GPS接收机C、“银河⽟衡”核⼼路由器D、“天河⼀号”计算机系统11. RS232-C串⼝通信中，表⽰逻辑1的电平是（D ）A、0VB、3.3VC、+5V~+15VD、-5V~-15V12. 下列不属于RISC计算机特点的是（C）。
嵌入式系统原理复习题及答案
嵌入式系统原理复习题1、嵌入式系统的概念广义上讲，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。
如各类单片机和DSP系统。
这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。
但由于他们没有操作系统，管理系统硬件和软件的能力有限，在实现复杂多任务功能时，往往困难重重，甚至无法实现。
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。
本书所谓的嵌入式系统是指狭义上的嵌入式系统。
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”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。
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、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1)系统内核小2)专用性强3)运行环境差异大4)可靠性要求高5)系统精简和高实时性操作系统6)具有固化在非易失性存储器中的代码7)无自举开发能力3、嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成嵌入式系统的微硬件包括嵌入式核心芯片、存储器系统及外部接口4、什么是分时系统、软实时系统、硬实时系统，它们的区别是什么？分时操作系统按照相等的时间片调度进程轮流运行，分时操作系统由调度程序自动计算进程的优先级，而不是由用户控制进程的优先级。
这样的系统无法实时响应外部异步事件。
硬实时系统有一个刚性的、不可改变的时间限制，它不允许任何超出时限的错误。
超时错误会带来损害甚至导致系统失败、或者导致系统不能实现它的预期目标。
软实时系统的时限是一个柔性灵活的，它可以容忍偶然的超时错误。
失败造成的后果并不严重，仅仅是轻微的降低了系统的吞吐量。
5、嵌入式系统的分类按嵌入式微处理器的位数分类a)4位b)8位c)16位d)32位e)64位按软件实时性需求分类a)非实时系统b)软实时系统c)硬实时系统按嵌入系统的复杂程度分类b)小型嵌入式系统c)中型嵌入式系统d)复杂嵌入式系统6、ARM9处理器的工作状态有哪些ARM状态，Thumb状态7、ARM9处理器的内部寄存器结构ARM处理器总共有37个寄存器，可以分为以下两类寄存器：1）31个通用寄存器：R0～R15；R13_svc、R14_svc；R13_abt、R14_abt；R13_und、R14_und；R13_irq、R14_irq；R8_frq-R14_frq。
嵌入式系统复习要点(重点是参考答案)
什么是实时操作系统实时操作系统是指计算机能及时响应外部事件的请求，在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调统一地工作的系统。
Linux中Make工具的用途Make工具最主要也是最基本的功能就是通过makefile文件来描述源程序之间的相互关系并自动维护编译工作。
利用make工具，可以将大型的开发项目分解成为多个更易于管理的模块，对于一个包括几百个源文件的应用程序，使用make和makefile工具就可以简洁明快地理顺各个源文件之间纷繁复杂的相互关系。
Linux中各类常用的命令的用途，如pstree、top等ps 是显示瞬间进程的状态pstree：显示进程状态树，pstree命令可以列出当前的进程，以及它们的树状结构。
top命令用来显示系统当前的进程状况。
信号量上的P、V操作只是对信号量的值进行加1或减1操作吗？在信号量上还能够执行除P、V操作外的其他操作吗？P进行减1，V则加！根据信号量的定义可知，P、V操作并非只是对信号量进行减1或加1操作，更重要的是在减1或加1后，还要判断运算的结果。
对于P操作，判定后调用进程自己有可能继续运行，也可能阻塞等待。
对于V操作，判定调用进程自己最后总是继续运行，但之前可能会唤醒在信号量队列上等待的进程一个计算机有6台磁带机，有n个进程竞争使用，每个进程最多需要两台。
那么n为多少时，系统才不存在死锁的危险？n=5时n*(x-1)+1<=m n :进程数x:最多使用的资源数m:资源总数什么是操作系统的基本功能？操作系统的基本功能：处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理（文件管理）、作业管理（用户接口）。
举例说明执行shell程序的方法。
1.直接使用sh命令执行$sh test.sh2.使用source 命令执行$source test.sh3.将文件改成可执行文件，直接执行$chmod+x test.sh ./test.sh目前主流的shell有哪些？bourne shell C shell korn shell什么是系统调用。
嵌入式系统课后习题及答案
嵌⼊式系统课后习题及答案第1章嵌⼊式系统基础1.什么就是嵌⼊式系统？它由哪⼏部分组成？有何特点？写出您所想到的嵌⼊式系统。
答:(1)定义:国内对嵌⼊式系统的⼀般定义就是:以应⽤为中⼼,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,从⽽能够适应实际应⽤中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专⽤计算机系统。
(2)组成:嵌⼊式处理器、外围设备、嵌⼊式操作系统与应⽤软件等⼏部分组成。
(3)特点:a、软硬件⼀体化,集计算机技术、微电⼦技术、⾏业技术于⼀体;b、需要操作系统⽀持,代码⼩,执⾏速度快;c、专⽤紧凑,⽤途固定,成本敏感;d、可靠性要求⾼;e、多样性,应⽤⼴泛,种类繁多。
(4)嵌⼊式系统:个⼈数字助理(PDA)、机顶盒(STB)、IP电话。
2.嵌⼊式处理器分为哪⼏类？答:(1)低端的微控制器(MicroController Unit,MCU);(2)中⾼端的嵌⼊式微处理器(Embeded MicroProcessor Unit,EMPU);(3)通信领域的DSP处理器(Digital Signal Processor,DSP);(4)⾼度集成的⽚上系统(System on Chip,SoC)。
3.ARM英⽂原意就是什么？它就是⼀个怎样的公司？其处理器有何特点？答:(1)英⽂原意:Advanced RISC Machines。
⾼级精简指令集机器。
(2)公司简介:该公司就是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商,通过将其⾼性能、低成本、低功耗的RISC微处理器、外围与系统芯⽚设计技术转让给合作伙伴来⽣产各具特⾊的芯⽚。
ARM公司已成为移动通信、⼿持设备、多媒体数字消费嵌⼊式解决⽅案的RISC标准。
(3)其处理器特点:a、⼩体积、低功耗、低成本⽽⾼性能;b、16/32位双指令集;c、全球的合作伙伴众多。
4.什么就是实时系统？它有哪些特征？如何分类？答:(1)实时系统的定义:实时系统(Real Time System)就是指产⽣系统输出的时间对系统⾄关重要的系统。
嵌入式系统原理与开发 课后答案
2、什么是bootloader？为什么说bootloader是依赖于目标硬件实现的？P119
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。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，所以依赖于目标硬件实现。
（2）立即寻址、指令操作码后的地址码是立即数，即操作数本身。
（3）寄存器移位寻址、是ARM指令集特有的寻址方式。
（4）寄存器间接寻址、指令地址码给出寄存器的编号，寄存器为地址指针，存放操作数的有效地址。
（5）基址寻址、基址寻址是讲基址寄存器的 内容与指令中给出的维系量相加，形成操作数有效地址。
（6）多寄存器寻址一次可以传送多个寄存器的值
嵌入式Linux μC/OS-
2、非占先式内核与占先式内核的主要区别是什么？P152
非占先式内核的优点：（1）响应中断快（2）可以使用不可重入函数（3）共享数据方便。
占先式内核是任务级响应时间最优化而且是确定的，不应直接使用不可重入函数。
3、任务之间的通信方式有哪几种？每一种方式的特点是什么？P153
嵌入式操作系统是指支持嵌入式系统工作的操作系统。其功能有管理存储器分配、中断处理、任务间通信、定时器响应以及提供多任务处理等功能的稳定。嵌入式实时操作系统是嵌入在系统目标代码中的软件，并在系统启动之后运行，进行资源管理、任务调度、中断响应等，系统根据各个任务的优先级来动态地切换各个任务。
典型的操作系统：VxWorks Windows CE pSOS QNX Palm OS
IRQ：通用中断ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ理
《嵌入式系统原理与接口技术》第2版复习资料整理
第一章1.1什么是嵌入式系统（P1）IEEE（国际电气和电子工程师协会）关于嵌入式系统的定义：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”。
1.2 与通用计算机系统比较，嵌入式系统有何特点？（P4）1)嵌入式系统通常是面向特定应用的；2)嵌入式系统功耗低、体积小、集成度高、成本低；3)嵌入式系统具有较长的生命周期；4)嵌入式系统具有固化的代码；5)嵌入式系统开发需要专用开发工具和环境；6)嵌入式系统软件需要RTOS（实时操作系统）开发平台；7)嵌入式系统开发人员以应用专家为主；8)嵌入式系统是知识集成系统。
1.3 根据嵌入式系统的复杂程度，嵌入式系统可分为哪4类？（P6）1)单个微处理器；2)嵌入式处理器可扩展的系统；3)复杂的嵌入式系统；4)在制造或过程控制中使用的计算机系统。
1.4 嵌入式处理器有哪几类？试举例说明。
（P7）1)嵌入式微处理器（EMPU）；2)嵌入式微控制器（EMCU）；3)嵌入式DSP处理器（EDSP）；4)嵌入式片上系统（ESoC）。
1.6从硬件系统来看，嵌入式系统由哪几部分组成？画出见图。
（P11）第二章2.1 ARM7和ARM9基于什么体系结构，采用何种指令集？ARM7基于冯·诺依曼体系结构，采用RISC精简指令，兼容16位Thumb指令集；ARM9基于哈佛体系结构，同样采用RISC精简指令,支持32位ARM指令集和16位Thumb 指令集。
2.2 ARM7 TDMI中的"TDMI"分别代表什么？✧T：支持16位压缩指令集Thumb。
✧D：支持片上Debug。
✧M：内嵌硬件乘法器（Multiplier）。
✧I：嵌入式ICE，支持片上断点和调试点。
T变种处理器有两种工作状态：Thumb和ARM只要支持同版本的ARM体系版本，基于ARM处理器的应用软件将是兼容的。
2.3 ARM处理器有几种工作模式？各种工作模式分别有什么特点？（P25）ARM状态和Thumb状态。
嵌入式系统课后习题及答案
嵌入式系统课后习题及答案第1章嵌入式系统基础1.什么是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？写出你所想到的嵌入式系统。
答：（1）定义：国内对嵌入式系统的一般定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
（2）组成：嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等几部分组成。
（3）特点：a.软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体；b.需要操作系统支持，代码小，执行速度快；c.专用紧凑，用途固定，成本敏感；d.可靠性要求高；e.多样性，应用广泛，种类繁多。
（4）嵌入式系统：个人数字助理（PDA）、机顶盒（STB）、IP 电话。
2.嵌入式处理器分为哪几类？答：（1）低端的微控制器（MicroController Unit,MCU）；（2）中高端的嵌入式微处理器（Embeded MicroProcessor Unit,EMPU）；（3）通信领域的DSP处理器（Digital Signal Processor,DSP）；（4）高度集成的片上系统（System on Chip,SoC）。
3.ARM英文原意是什么？它是一个怎样的公司？其处理器有何特点？答：（1）英文原意：Advanced RISC Machines。
高级精简指令集机器。
（2）公司简介：该公司是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商，通过将其高性能、低成本、低功耗的RISC微处理器、外围和系统芯片设计技术转让给合作伙伴来生产各具特色的芯片。
ARM公司已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标准。
（3）其处理器特点：a.小体积、低功耗、低成本而高性能；b.16/32位双指令集；c.全球的合作伙伴众多。
4.什么是实时系统？它有哪些特征？如何分类？答：（1）实时系统的定义：实时系统（Real Time System）是指产生系统输出的时间对系统至关重要的系统。
嵌入式系统原理及接口复习要点及思考题答案(计)
各位：根据掌握要点认真复习，后面附有作业题答案。
第1章掌握要点1.1.1节嵌入式系统的概念1.1．3节嵌入式系统的特点1.3节嵌入式处理器1.4节嵌入式系统的组成（看课件，有补充的内容）补：1.嵌入式系统开发过程？2.嵌入式系统调试常用的基本方法3.交叉编译和交叉调试4.嵌入式操作系统第2章掌握要点2.1节计算机体系结构分类2.3.1节和状态2.3.2节技术2.3.3节流水线技术2.4.1 存储系统2.4.2 :写通、写回、读操作分配、写操作分配、工作原理、地址映像2.4.3节存储系统补充: (见课件)1. 简介：的命名方式、5种变形2.理解片内的3种编程方法。
3.理解7芯片存储器存储空间分布。
（8个，每个32）第3章掌握要点3.1节编程模式：处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、异常中断3.2节指令格式和寻址方式3.3节指令系统：掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段第5章掌握要点5.1节键盘接口：行扫描法原理、掌握编写驱动程序5.2节显示器接口：理解工作原理，掌握编写驱动程序5．5.1节异步串行接口：异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序第1章作业题答案：1.什么是嵌入式系统？•第一种，根据（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”（原文为 , , , ）。
•第二种，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、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
两种定义之一即可。
2.与通用型计算机相比，嵌入式系统有哪些特点？⏹通常是面向特定应用的；⏹空间和各种资源相对不足，必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余；⏹产品升级换代和具体产品同步，具有较长的生命周期；⏹软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身；⏹不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发3.举例介绍嵌入式微处理器有哪几类？（1）嵌入式微处理器( , )嵌入式处理器目前主要有86/88、386、400、、68000、、系列等。
嵌入式系统课后习题及答案
第1章嵌入式系统基础1.什么是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？写出你所想到的嵌入式系统。
答：（1）定义：国内对嵌入式系统的一般定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
（2）组成：嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等几部分组成。
（3）特点：a.软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体；b.需要操作系统支持，代码小，执行速度快；c.专用紧凑，用途固定，成本敏感；d.可靠性要求高；e.多样性，应用广泛，种类繁多。
（4）嵌入式系统：个人数字助理（PDA）、机顶盒（STB）、IP电话。
2.嵌入式处理器分为哪几类？答：（1）低端的微控制器（MicroController Unit,MCU）；（2）中高端的嵌入式微处理器（Embeded MicroProcessor Unit,EMPU）；（3）通信领域的DSP处理器（Digital Signal Processor,DSP）；（4）高度集成的片上系统（System on Chip,SoC）。
3.ARM英文原意是什么？它是一个怎样的公司？其处理器有何特点？答：（1）英文原意：Advanced RISC Machines。
高级精简指令集机器。
（2）公司简介：该公司是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商，通过将其高性能、低成本、低功耗的RISC微处理器、外围和系统芯片设计技术转让给合作伙伴来生产各具特色的芯片。
ARM公司已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标准。
（3）其处理器特点：a.小体积、低功耗、低成本而高性能；b.16/32位双指令集；c.全球的合作伙伴众多。
4.什么是实时系统？它有哪些特征？如何分类？答：（1）实时系统的定义：实时系统（Real Time System）是指产生系统输出的时间对系统至关重要的系统。
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嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)各位：根据掌握要点认真复习，后面附有作业题答案。
第1章掌握要点1.1.1节嵌入式系统的概念1.1．3节嵌入式系统的特点1.3节嵌入式处理器1.4节嵌入式系统的组成（看课件，有补充的内容）补：1.嵌入式系统开发过程？2.嵌入式系统调试常用的基本方法3.交叉编译和交叉调试4.嵌入式操作系统第2章掌握要点2.1节计算机体系结构分类2.3.1节 ARM和Thumb状态2.3.2节 RISC技术2.3.3节流水线技术2.4.1 ARM存储系统2.4.2 Cache:写通、写回、读操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像2.4.3节 ARM存储系统补充: (见课件)1. ARM简介：ARM的命名方式、5种变形2.理解片内Flash的3种编程方法。
3.理解ARM7芯片存储器存储空间分布。
（8个bank，每个bank32MB）第3章掌握要点3.1节ARM编程模式：处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、异常中断3.2节指令格式和寻址方式3.3节指令系统：掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段第5章掌握要点5.1节键盘接口：行扫描法原理、掌握编写驱动程序5.2节 LED显示器接口：理解工作原理，掌握编写驱动程序5．5.1节 UART异步串行接口：异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序第1章作业题答案：1.什么是嵌入式系统？•第一种，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”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。
•第二种，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、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
两种定义之一即可。
2.与通用型计算机相比，嵌入式系统有哪些特点？⏹通常是面向特定应用的；⏹空间和各种资源相对不足，必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余；⏹产品升级换代和具体产品同步，具有较长的生命周期；⏹软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身；⏹不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发3.举例介绍嵌入式微处理器有哪几类？（1）嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU) 嵌入式处理器目前主要有Aml86/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。
（2）嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。
（3）嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式DSP处理器比较有代表性的产品是Texas Instruments的TMS320系列和Motorola 摩托罗拉的DSP56000 系列。
（4）嵌入式片上系统(System On Chip)4.从硬件系统来看，嵌入式系统由哪几部分组成？画出简图。
外围电路电源模块时钟微处理器MPU FLASH RAM复位ROM外 设USB LCD Keyboard Other•嵌入式核心芯片，EMPU——嵌入式微处理器、EMCU——嵌入式微控制器、EDSP——嵌入式数字信号处理器、ESoC——嵌入式片上系统。
•用以保存固件的ROM（非挥发性只读存储器）。
•用以保存程序数据的RAM（挥发性的随机访问存储器）。
•连接微控制器和开关、按钮、传感器、模/数转化器、控制器、LED（发光二极管）、显示器的I/O端口。
5.嵌入式微处理器和嵌入式微控制器分别由哪些部件组成，两者有何区别。
答：嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。
嵌入式微处理器=运算器+控制器+寄存器组+内总线，在应用中必须装配在专门设计的电路板上，在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件。
嵌入式微控制器=cpu内核+存储器+I/o接口+辅助电路（时钟、A/D、D/A等）嵌入式微处理器与嵌入式微控制器的区别：嵌入式微处理器只含有内核，嵌入式微控制器除含有内核外，内部还包含ROM、RAM存储器以及各种外设接口、辅助电路等。
6．嵌入式操作系统通常含有几层，主要实现何功能。
嵌入式操作系统通常包括:（1）驱动层：硬件相关的底层驱动软件和设备驱动接口；如：LCD 、触摸屏的驱动及接口。
（2）操作系统层：系统内核（基本模块），扩展模块（可裁剪）。
基本模块包含内存管理、文件管理和进程调度；扩展模块包含网络模块、图形驱动、数据库驱动等。
（ 3）应用层：应用程序接口。
7.嵌入式系统开发过程？答：嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分。
流程如图所示。
8.嵌入式系统调试常用的基本方法？ 答：常用的三种方法：模拟调试（Simulator ）、全仿真调试（Emulator ）、BDM/JTAG 调试（BDM/JTAG Debugger ）。
模拟调试：调试器和待调试的嵌入式软件都在主机上运行，由主机提系统定可行性需求分软硬件系统总软硬件处理器操作系开发环系统总硬件概硬件详硬件制硬件测软件概软件详软件实软件测硬件设软件设功能性符合产Y N 嵌入式系统供一个模拟的目标运行环境，可以进行语法和逻辑上的调试。
全仿真调试（Emulator）：这种方式用仿真器完全取代目标板上的MCU，仿真器是仿照目标机上的CPU而专门设计的硬件。
仿真器与目标板通过仿真头连接，与主机有串口、并口、网口或USB口等连接方式。
BDM/JTAG调试：这种方式有一个硬件调试体。
该硬件调试体与目标板通过BDM、JTAG等调试接口相连，与主机通过串口、并口、网口或USB 口相连。
待调试软件通过BDM/JTAG调试器下载到目标板上运行。
9.理解交叉编译和交叉调试。
答：嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。
在一种计算机环境中运行的编译程序，能编译出在另外一种环境下运行的代码，称这种编译器支持交叉编译。
简单地说，就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。
要进行交叉编译，需要在主机平台上安装对应的交叉编译器，然后用这个交叉编译器编译源代码，最终生成可在目标平台上运行的代码。
在嵌入式软件开发中，调试时采用的是在宿主机和目标机之间进行的交叉调试，调试器仍然运行在宿主机的通用操作系统之上，但被调试的进程却是运行在基于特定硬件平台的嵌入式操作系统中，调试器和被调试进程通过串口或者网络进行通信，调试器可以控制、访问被调试进程，读取被调试进程的当前状态，并能够改变被调试进程的运行状态。
第二章作业答案1．ARM处理器工作模式有几种?各种工作模式下分别有什么特点?答：ARM微处理器支持用户、系统、快速中断、外部中断、管理、中止、未定义等7种工作模式。
各工作模式拥有自己的寄存器组，不同的工作模式间可以相互切换，共有两种方式。
第一种，发生异常时，处理器自动改变CPSR中M[4:0]的值，进入相应的工作模式；第二种，当处理器处于特权模式时，用指令向CPSR的M[4:0]字段写入特定的值，以进入相应的工作模式。
当处理器处于用户模式时，不能改变工作模式，除非发生异常。
2.ARM处理器总共有多少个寄存器，这些寄存器按其在用户编程中的功能是如何划分的?这些寄存器在使用中各有何特殊之处?答：ARM处理器总共有37个寄存器，各寄存器均为32位。
31个通用寄存器，包括程序计数器PC；6个状态寄存器。
这些寄存器按其在用户编程中的功能可划分为：通用寄存器和状态寄存器。
根据ARM处理器不同工作模式，可将全部寄存器分成7组；各工作模式拥有属于自己的寄存器组，也只能访问自己的寄存器组。
3. 寄存器R13，R14，R15的专用功能各是什么？答：1）寄存器R13用作堆栈指针SP；2）寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为LR ，用以保存返回地址；3）R15（PC）用作程序计数器。
4.若寄存器R1=0x01020304，分别按小端模式和大端模式存储在0x30000字单元中，试分别画出两种模式下内存存储内容，并标出内存地址。
5.试述ARM 处理器对异常中断的响应过程。
答：当一个异常出现以后，ARM 微处理器执行完当前指令后（复位异常除外）会执行以下几步操作：（1） 将CPSR 复制到相应到相应模式下的SPSR 中，设置CPSR:置位I 位（禁止IRQ 中断）清零T 位（进入ARM 状态）设置MOD 位，切换处理器至相应模式（2） 将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR （R14_XXX ），以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。
（3） 强制PC 从相关的异常向量地址取一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。
6.如何从异常中断处理程序中返回?需要注意哪些问题?答：异常处理完毕之后，ARM 微处理器会执行以下几步操作从异常返0x30000 0x30001 0x30002 0x30003 0x04 0x03 0x02 0x01小端模式 0x300000x300010x300020x30003 0x01 0x02 0x03 0x04 大端模式回：（1）将SPSR复制回CPSR中，恢复原处理器工作模式。
（2）将连接寄存器LR（R14_XXX）的值减去相应的偏移量后送到PC中，跳转到被中断的用户程序。
7.ARM存储器的存储周期有几种类型，对应于cache访问和存储器访问是何存储周期？答：（1）空闲周期 I周期----内部周期，不执行存储器访问；可广播下一次访问的地址以便开始译码，与S周期配合实现总线上的突发传送。
（2）顺序周期 S周期----顺序周期：多用于实现总线上的突发传送，第一个周期必须是一个内部周期。
（cache传送）（3）协处理器寄存器传送周期 C周期----协处理器寄存器传递周期：通过数据总线向或从协处理器传送数据；传送期间，存储系统不允许驱动数据总线。
（4）非顺序周期 N周期----非顺序周期：最简单的总线周期，存储控制器必须启动存储器访问来满足这个请求；该方式存储系统常需要长的访问时间。
(存储器读写)cache访问：I周期、S周期存储器访问：N周期8.何谓cache？简述cache的工作原理。
(第2版书P44)9.何谓写通cache和写回cache，两者有何区别？答：（1）写回法是指CPU在执行写操作时，被写的数据只写入cache，不写入主存。