嵌入式课后习题答案

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(完整版)嵌入式系统课后答案马维华

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第1章嵌入式系统概述1,什么是嵌入式系统嵌入式系统的特点是什么嵌入式系统概念:(1) IEEE对嵌入式系统的定义:用于控制,监视或者辅助操作机器和设备的装置.(2)一般定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能,可靠性,成本,体积,功耗有严格要求的专用计算机系统.嵌入式系统的特点:(1) 专用的计算机系统(2) 必须满足环境要求(3) 必须能满足对象系统的控制要求(4) 是集成计算机技术与各行业应用的集成系统(5) 具有较长的生命周期(6) 软件固化在非易失性存储器中(7) 必须能满足实时性要求(8) 需要专用开发环境和开发工具2,简单分析几种嵌入式操作系统的主要特点,包括嵌入式Linux,Windows CE,uCOS II 及VxWorks.(1)嵌入式Linux:有多个主流版本,根据应用需求,性能略有差别.μCLinux是Linux小型化后,适合于没有MMU的微处理器芯片而裁剪成的操作系统,μCLinux保持了传统Linux操作系统的主要特性,包括稳定,强大的网络和文件系统的支持,μCLinux裁剪了大量的Linux内核以缩小尺寸,适合像512KB RAM,1MB Flash这样小容量,低成本的嵌入式系统.RT_Linux即能兼容通常的Linux,又能保证强实时性.(2)Windows CE:开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用.WinCE开发难度远低于嵌入式Linux,实时性略低,常用于手机,PDA等手持设备中.(3)uCOS II:结构小巧,抢先式的实时嵌入式操作系统,具有执行效率高,占用空间小,可移植性强,实时性能好和可扩展性能等优点.主要用于小型嵌入式系统.(4) VxWorks: 集成开发环境为Tornado,Vxworks因出现稍早,实时性很强,并且内核可极微(最小8K),可靠性较高等.通常应用在通信设备等实时性要求较高的系统中.第2章嵌入式处理器体系结构1,具体说明ARM7TDMI的含义,其中的T,D,M,I分别代表什么ARM7TDMI是ARM7处理器系列成员之一,采用V4T版本指令.T表示Thumb,该内核可从16位指令集切换到32位ARM指令集;D表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,支持片内Debug调试;M表示Multiplier,支持位乘法;I表示Embedded ICE ,内含嵌入式ICE宏单元,支持片上断点和观察点.2,ARMV4及以上版本的CPSR的哪一位反映了处理器的状态若CPSR=0x000000090,分析系统状态.CPSR=0x000000090表示当前处理器工作于ARM状态,系统处于用户模式下. CPSR的BIT5(T)反映当前处理器工作于ARM状态或Thumb状态.3,ARM有哪几个异常类型,为什么FIQ的服务程序地址要位于0x1C 在复位后,ARM处理器处于何种模式,何种状态ARM的7种异常类型:复位RESET异常,未定义的指令UND异常,软件中断SWI异常,指令预取中止PABT异常,数据访问中止DABT异常,外部中断请求IRQ异常,快速中断请求FIQ 异常.在有快速中断发生时,CPU从0x1C处取出指令执行.ARM复位后处于管理模式,工作于ARM状态.4,为什么要使用Thumb模式,与ARM代码相比较,Thumb代码的两大优势是什么为了兼容数据总线宽度为16位的应用系统,使用了ARM指令系统的一个子集Thumb指令系统.与等价的32位代码相比,Thumb指令集在保留32位代码优势时,大大节省了系统的存储空间.5,说明AMBA,AHB,ASB以及APB的英文全称及其含义.AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)即先进的微控制器总线体系结构,是ARM 公司公布的总线标准,这一标准定义了AHB,ASB,APB及AMBA共4种高性能的系统总线规范.AHB(Advanced High_performance Bus)先进的高性能总线,用于连接高性能系统组件或高宽带组件.它支持突发数据传输方式及单个数据传输方式,所有时序参考同一个时钟.ASB(Advanced System Bus)即先进的系统总线,用于连接高性能的系统模块.它支持突发数据传输.APB(Advacned Peripheral Bus)即先进的外围接口总线,是一个简单的接口.它支持低性能的外围接口,APB是用来连接系统的周边组件.6,简述MMU从虚拟地址到物理地址的转换过程和方法.虚拟地址到物理地址的转换过程:当ARM要访问存储器时,MMU先查找TLB中的虚拟地址表,如果ARM的结构支持分开的地址TLB和指令TLB,那么它在取指令时使用指令TLB,其它的所有访问类别使用数据TLB;如果TLB中没有虚拟地址的入口,则是转换表遍历硬件从存储在主存储器中的转换表中获取访问权限,一旦取到,这些信息放在转换TLB中,它会放在1个没有使用的入口处或覆盖1个已有的入口.虚拟地址到物理地址的转换方法:(1)确定1级页表的基地址.(2)合成转换表的1级描述符.(3)根据不同的1级描述符获取第2级描述符地址并找出第2级描述符.(4)将第2级页描述符指示的页基地址,与虚拟地址指示的页内偏移地址相加,得到相应页的物理地址,完成虚拟地址到物理地址的转换.第三章典型嵌入式处理器1,简述LPC2000系列微控制器的内部有哪些重要的外设组件向量中断控制器,外部存储控制器,I2C中行总线控制器,SPI同步接口控制器,UART串口控制器,定时器,AD转换器,CAN总线控制器,看门狗定时器等.2,S3C44B0X如何组织8,16,32位的存储器,地址线如何连接S3C44B0X不同宽度的存储器地址线连接方法.存储器地址引脚8位总线16位总线32位总线A0A0A1A2A1A1A2A3A2A2A3A4A3A3A4A5…………Am-1Am-1Am-2Am-33,说明I2C的数据有效性和起停条件.数据有效性:当SCL信号为高电平时,SDA上的数据传输有效,传输时高位在前,低位在后,每个字节长度限制为位,而每次传送的字节总数没有限制.满足启动条件后的第一个字节应为地址域.每一个字节有一个应答位.起停条件:启动条件,在SCL信号保持高电平时SDA信号由高电平变为低电平;停止条件,要求在SCL信号保持高电平时SDA信号由低电平变为高电平.4,简述A T91FR40162处理器的特点.AR91FR40162采用ARM7TDMI处理器核,内部集成了256KB的片内SRAM和1024K字的16位Flash存储器,完全可编程的外部总线接口, 8个优先级且可以独立屏蔽的向量中断控制器,32个可编程的I/O接口线,3通道16位定时/计数器,2个同步/异步收发器及可编程的看门狗定时器,能完成全静态操作,具有先进的省电特性.第四章嵌入式处理器指令系统1,填空题(1)在源操作数为立即数时,应在前加#作为前缀,在#后加0x或&表示十六进制数,在#后加%表示二进制数,#后加0d或默认表示十进制数.(2)根据堆栈指针指向的数据位置不同,堆栈可分为满堆栈和空堆栈.(3)用一条指令完成人条件加法运算,并更新CPSR中的条件码,R1+R2->R3 ADDS R3,R1,R2.(4)在程序执行过程中,是通过寄存器R15控制程序的运行的.(5)转移指令的跳转范围是-32MB-32MB.2,选择题(2)堆栈随着存储器地址的增大而向上增长,基址寄存指向存贮有效数据的最高地址或者说指向第一个要读出的数据位置,是(A)堆栈.A,满递增B,空递增C,满递减D,空递减(3)在指令LDR R0,[R1,#4]!执行后,R1中的值为(C).A,R1不变B,R1=R1+1 C,R1=R1+4 D,R1=43,说明下列指令完成的功能(1)ADD R0,R1,R3,LSL #2 ;R0=R1+4R2(2)ANDNES R0,R1,#0x0F ;if (CPSR寄存器中Z=0) R1的高28位清零后送寄存器R0并更新CPSR寄存器,else 执行下一条指令.(3)LDRB R0,[R1,R2,LSR#2] ;把存储器地址为(R1+R2>>2)的字节数据加载到R0,R0的高24位清零.(4)ADCHI R1,R2,R3; if(CPSR寄存器中Z=0并且C=1) 执行R1=R2+R3加法操作,else执行下一条指令.(5)EOR R0,R0,R3,ROR R4; R3寄存器中的内容根据R4寄存器中的内容循环右移后与R0寄存器进行逻辑异或操作后,其结果存在R0寄存器内.(7)MLA R0,R1,R2,R3; R0=R1×R2+R3 MLA是32位乘加指令,运算结果的高32位自动丢掉.(8)LDR R1,[R0,-R5,LSL #4] ;将存储器地址为R0-16R5的字数据加载到寄存器R1中.4,用汇编语言实现下列功能的程序段,令R1=a,R2=b.(1)if(a!=b)&a-b>5)) a=a+bCMP R1,R2BEQ NextADD R3,R2,#5CMP R1,R3BLS NextADD R1,R1,R2Next B Next(2) while(a!=0){b=b+b*2;a--;}AREA TestWhile,CODE,READONL Ya equ 5b equ 1ENTRYMOV R1,#aMOV R2,#bLOOPCTL CMP R1,#0ADDNE R2,R2,R2,LSL#1SUBNES R1,R1,#1BNE LOOPCTLEND(3)从a所指向的地址,拷贝20个32位数据到b所指向的地址AREA DataCopy,CODE,READONL YENTRYLDR R0,=SrcDataLDR R1,=DstDataMOV R2,#20LOOPCTL LDR R3,[R0],#4STR R3,[R1],#4SUBS R2,R2,#1BNE LOOPCTLWait B WaitAREA DataDef, DATA,READWRITESrcData DCD 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20DstData SPACE 4*10END6,试比较TST与ANDS,CMP与SUBS,MOV与MVN指令的区别.(1)TST指令把两个操作数进行按位的与操作,并根据运算结果更新CPSR中的条件标志位的值.该指令通常用来检测是否设置了特定的位,一般操作数1是要测试的数据,而操作数2是一个位掩码.ANDS指令用于在两个操作数上进行逻辑与运算,并把结果放到目的寄存器中,操作数1应是一个寄存器,操作数2可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或是1个立即数.该指令常用于设置操作数1的某些位.TST和ANDS两条指令都影响CPSR寄存器;TST指令不改变参与运算的数据,而ANDS指令对目的寄存器进行更新.(2)CMP指令用于把2个操作数进行比较,同时更新CPSR中条件标志位的值.该指令进行一次减法运算,但不保存运算结果,只更改条件标志位.标志位表示的是操作数1和操作数2 的关系(大,小,相等).SUBS 指令用于把操作数1送去操作数2,并将结果存放到目的寄存器中.操作数1应是一个寄存器,操作数2可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或是一个立即数.指令影响CPSR值. CMP和SUBS指令都影响CPSR寄存器;CMP指令不保存运算结果,而SUBS指令可以保存运算结果,并且减数和被减数的值也不发生变化.(3)MOV指令将一个寄存器,被移位的寄存器或一个立即数的值装入目的寄存器内,可以指定相同的寄存器实现NOP的效果,还可以移位一个寄存器.MVN指令与MOV指令的不同之处是在传送数据之前先按位取反,即把一个被取反的值传送到目的寄存器中.8,写一段ARM汇编程序:循环累加队列中的所有数据,直到碰到零值位置,结果放在R4.源程序末尾队列如下:Array:DCD 0x11DCD 0x22DCD 0x33DCD 0R0指向队列头,ADR R0,ARRAY.使用命令LDR R1,[R0],#4来装载,累加至R4,循环直到R1为0,用死循环来停止.程序:AREA Cond_Sum,CODE,READONL YENTRYLDR R0,=ArrayMOV R4,#0LooPCtl LDR R1,[R0],#4CMP R1,#0ADDNE R4,R4,R1BNE LooPCtlWait B WaitAREA SrcData,CODE,READONL YArray DCD 0x11DCD 0x22DCD 0x33DCD 0END9,写一个汇编程序,求一个含64个带符号的16位数组组成的队列的平方和.程序:AREA SquareSum,CODE,READONL YENTRYLDR R0,=ArrayMOV R3,#4MOV R4,#0LooPCtl LDRH R1,[R0],#2MLA R4,R1,R1,R4SUBS R3,R3,#1BNE LooPCtlNOPAREA SrcData,CODE,READONL YArray DCD 0x00010002DCD 0x00030004END第五章嵌入式系统程序设计基础4,简要说明EXPORT和IMPORT的使用方法.答:EXPORT伪指令用于在程序中声明一个全局的标号,该标号可在其它的文件中引用.EXPORT可用GLOBAL代替.标号在程序中区分大小写.[WEAK]选项声明其它的同名标号优先于该标号被引用.IMPORT伪指令用于通知编译器要使用的标号在其它的源文件中定义,但要在当前源文件中引用,而且无论当前源文件中是否引用该标号,该标号均会被加入到当前源文件的符号表中. 5,分析说明下段程序完成什么功能AREA ChangeState,CODE,READONL YCODE32LDR R0,=Start+1BX R0CODE16Start MOV R1,#1END解:程序功能实现程序的跳转并从ARM状态切换到Thumb状态.6,设计一段程序完成数据块的复制,数据从源数据区snum复制到目标数据区dnum.复制时,以8个字为单位进行.对于最后所剩不足8个字的数据,以字为单位进行复制.程序:AREA BlockDataCopy,CODE,READONL Ynum EQU 20ENTRYStart LDR R0,=snumLDR R1,=dnumMOV R2,#numMOV R13,#400BlockCopy MOVS R3,R2,LSR#3BEQ CopyWordsSTMFD R13!,{R4-R11}OctCopy LDMIA R0!,{R4-R11}STMIA R1!,{R4-R11}SUBS R3,R3,#1BNE OctCopyLDMFD R13!,{R4-R11}CopyWords ANDS R2,R2,#7BEQ StopWordsCopy LDR R3,[R0],#4STR R3,[R0],#4SUBS R2,R2,#1BNE WordsCopyStop B StopAREA BlockData, DATA,READWRITEsnum DCD 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11DCD 12,13,14,15,16,17,18,19,20dnum SPACE 20*4END7,利用跳转表的思想编写一个汇编程序,实现当R0分别为0,1,2时完成跳转到3个不同的子程序.程序:AREA JumpTable,CODE,READONL Ynum EQU 3ENTRYStart MOV R0,#1MOV R1,#3MOV R2,#2BL JumpTblCtlStop B StopJumpTblCtl CMP R0,#numMOVHS PC,LRADR R3,JumpTblEntryLDR PC,[R3,R0,LSL#2]JumpTblEntry DCD Subroutine1DCD Subroutine2DCD Subroutine3Subroutine1 MOV R3,#0x55MOV PC,LRSubroutine2 MOV R4,#0xAAMOV PC,LRSubroutine3 MOV R5,#0x5AMOV PC,LREND第六章嵌入式操作系统1,简述μCLinux的特点,说明其主要应用的环境.答:μCLinux主要是为控制领域定做的LINUX版本,其设计思想就是对标准LINUX内核进行裁剪,去除虚拟管理部分代码,并且对内存分配进行优化,以达到提高系统运行效率的目的.特点:(1)包含通用LINUX API函数.(2)内核体积小于512KB(3)内核及文件系统体积小于900KB(4)具有完整的TCP/IP协议栈(5)支持多种文件系统.2,简述μCLinux的移植过程.答:(1)配置内核(2)编译内核(3)下载,运行,调试内核第七章嵌入式系统的BootLoader1,简述Boot Loader与嵌入式系统的关系.Boot Loader 是在操作系统内核或用户应用程序运行之前运行的一段小程序.其作用为:初始化硬件设备,建立内存空间的映射图,将系统的软件件环境带到一个合适的状态,为最终调用操作系统内核或用户应用程序准备好正确的环境.2,Boot Loader的主要功能有哪些答:初始化硬件设备,检测系统内存映射,将内核映像和根文件系统从Flash传到RAM空间,并为内核设置启动参数,最后调用内核.3,Boot Loader分为几个阶段,各阶段主要完成什么功能答:Boot Loader通常分为2个阶段.阶段1完成基本硬件的初始化,加载阶段2的RAM空间,复制阶段2到RAM,设置堆栈指针,跳转到阶段2的C程序入口点.在阶段2初始化阶段2要使用的硬件设备,检测系统内存映射,加载内核映像和根文件系统映像,调用内核.第八章嵌入式系统设计1,简述嵌入式系统设计的一般步骤.答:⑴需求分析; ⑵体系结构设计; ⑶硬件,软件,执行机构设计; ⑷系统集成⑸系统测试2,简述软,硬件协同设计的过程.⑴需求分析; ⑵软,硬件协同设计; ⑶软,硬件实现; ⑷软,硬件协同测试和验证。

ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案

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第1章嵌入式系统概述(1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。

答:键盘、鼠标、扫描仪。

(2)什么叫嵌入式系统?答:嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。

(3)什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?答:嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

分为3类:1.注重尺寸、能耗和价格;2.关注性能;3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。

(4)什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?答:嵌入式操作系统是操作系统的一种类型,是在传统操作系统的基础上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来的。

原因:1.提高了系统的可靠性;2.提高了开发效率,缩短了开发周期。

3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。

第2章 ARM7体系结构1.基础知识(1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么?答:T:高密度16位Thumb指令集扩展;D:支持片上调试;M:64位乘法指令;I:Embedded ICE硬件仿真功能模块。

(2)ARM7TDMI采用几级流水线?使用何种存储器编址方式?答:3级;冯·诺依曼结构。

(3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别?答:ARM处理器模式体现在不同寄存器的使用上;ARM处理器状态体现在不同指令的使用上。

(4)分别列举ARM的处理器模式和状态?答:ARM的处理器模式:用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式;ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。

(5)PC和LR分别使用哪个寄存器?答:PC:R15;LR:R14。

(6)R13寄存器的通用功能是什么?答:堆栈指针SP。

(7)CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态?答:位31~28:N、Z、C、V,条件代码标志位;27~8:保留位;7~0:I、F、T、M4~0,控制标志位。

(8)描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中断。

答:当控制位I置位时,IRQ中断被禁止,否则允许IRQ中断使能;当控制位F置位时,FIQ 中断被禁止,否则允许FIQ中断使能。

周立功版嵌入式课后习题答案

周立功版嵌入式课后习题答案

周立功版嵌入式课后习题答案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)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,并使其紧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部分,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CPU中由板卡完成的任务集成在了嵌入式CPU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行开发。

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,与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。

周立功ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案

周立功ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案

第一章思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统: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。

3、什么叫嵌入式处理器嵌入式处理器分为哪几类嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统为何要使用嵌入式操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,首先,嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次,提高了开发效率,缩短了开发周期。

再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位 CPU 的多任务潜力。

第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段各自的具体任务是什么项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。

识别需求阶段的主要任务是确认需求,分析投资收益比,研究项目的可行性,分析厂商所应具备的条件。

提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。

执行项目阶段细化目标,制定工作计划,协调人力和其他资源;定期监控进展,分析项目偏差,采取必要措施以实现目标。

结束项目阶段主要包括移交工作成果,帮助客户实现商务目标;系统交接给维护人员;结清各种款项。

2、为何要进行风险分析嵌入式项目主要有哪些方面的风险在一个项目中,有许多的因素会影响到项目进行,因此在项目进行的初期,在客户和开发团队都还未投入大量资源之前,风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。

需求风险;时间风险;资金风险;项目管理风险3、何谓系统规范制定系统规范的目的是什么规格制定阶段的目的在于将客户的需求,由模糊的描述,转换成有意义的量化数据。

嵌入式课后习题答案

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第1章●列举并描述5个通常包含嵌入式系统的不同市场;每个市场举出4个设备的例子。

1.消费类电子产品:数字与模拟电视机顶盒(DVD、VCR、电缆接线盒等)厨房用具(电冰箱、电烤箱、微波炉)全球定位系统2.医疗:输液泵、透析机、修复术设备、心脏监视器3.网络:路由器、集线器、网关、交换机4.办公自动化:传真机、复印机、打印机、扫描仪●列举并描述大多数嵌入式系统项目基于的4种开发模型。

·宇宙大爆炸(big -bang)模型:在这一模型中,在开发一个系统之前或者开发系统过程中,基本上没有安排好的规划或工作程序。

·编码与改错(code-and-fix)模型:在这一模型中,定义了产品需求,但是在开始开发之前没有安排好正式的工作程序。

·瀑布(waterfall)模型:在这一模型中,存在一个按步骤开发系统的工作程序,其中一个步骤的结果流入下一个步骤。

·螺旋(spiral)模型:在这一模型中,存在一个按步骤开发系统的工作程序,并且贯穿各个步骤获取反馈并加入到工作程序之中。

●嵌入式系统设计与开发生命周期模型(4页图1-1):1.该模型基于的开发模型是:流行的瀑布模型和螺旋行业模型的组合2.该模型中有四个阶段:·创建体系结构·实现体系结构·测试系统·维护系统创建体系结构有6个时段:具有坚实的技术基础(时段1)理解体系结构业务周期(时段2)定义体系结构模式和参考模型(3)定义体系性结构(4)编写体系结构文档(5)分析并评估体系结构(6)●嵌入式系统模型(Embedded Systems Model )包含位于嵌入式电路板上的所有主要的物理部件●列举可以用来收集嵌入式系统设计信息的6种信息来源:Internet、嵌入式系统杂志的文章、嵌入式系统会议、数据手册、用户手册、编程手册以及原理图●模块化的体系结构表示为什么是有用的:表示为通常用来构建整个嵌入式项目的结构●嵌入式系统的体系结构(architecture)是对嵌入式设备的一种抽象(abstraction),它通常不体现具体的实现信息,列入软件源代码或硬件电路设计。

嵌入式系统(第二版)第一至第五章课后答案

嵌入式系统(第二版)第一至第五章课后答案

第一章思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统: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。

3、什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,首先,嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次,提高了开发效率,缩短了开发周期。

再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。

第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段?各自的具体任务是什么?项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。

识别需求阶段的主要任务是确认需求,分析投资收益比,研究项目的可行性,分析厂商所应具备的条件。

提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。

执行项目阶段细化目标,制定工作计划,协调人力和其他资源;定期监控进展,分析项目偏差,采取必要措施以实现目标。

结束项目阶段主要包括移交工作成果,帮助客户实现商务目标;系统交接给维护人员;结清各种款项。

2、为何要进行风险分析?嵌入式项目主要有哪些方面的风险?在一个项目中,有许多的因素会影响到项目进行,因此在项目进行的初期,在客户和开发团队都还未投入大量资源之前,风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。

需求风险;时间风险;资金风险;项目管理风险3、何谓系统规范?制定系统规范的目的是什么?规格制定阶段的目的在于将客户的需求,由模糊的描述,转换成有意义的量化数据。

ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案

ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案

第一章思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统: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。

3、什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,首先,嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次,提高了开发效率,缩短了开发周期。

再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位 CPU 的多任务潜力。

第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段?各自的具体任务是什么?项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。

识别需求阶段的主要任务是确认需求,分析投资收益比,研究项目的可行性,分析厂商所应具备的条件。

提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。

执行项目阶段细化目标,制定工作计划,协调人力和其他资源;定期监控进展,分析项目偏差,采取必要措施以实现目标。

结束项目阶段主要包括移交工作成果,帮助客户实现商务目标;系统交接给维护人员;结清各种款项。

2、为何要进行风险分析?嵌入式项目主要有哪些方面的风险?在一个项目中,有许多的因素会影响到项目进行,因此在项目进行的初期,在客户和开发团队都还未投入大量资源之前,风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。

需求风险;时间风险;资金风险;项目管理风险3、何谓系统规范?制定系统规范的目的是什么?规格制定阶段的目的在于将客户的需求,由模糊的描述,转换成有意义的量化数据。

嵌入式系统课后习题及答案

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第1章嵌入式体系基本【1 】1.什么是嵌入式体系?它由哪几部分构成?有何特点?写出你所想到的嵌入式体系.答:(1)界说:国内对嵌入式体系的一般界说是:以运用为中间,以盘算机技巧为基本,软硬件可裁剪,从而可以或许顺应现实运用中对功效.靠得住性.成本.体积.功耗等严厉请求的专用盘算机体系.(2)构成:嵌入式处理器.外围装备.嵌入式操纵体系和运用软件等几部分构成.(3)特点:a.软硬件一体化,集盘算机技巧.微电子技巧.行业技巧于一体;b.须要操纵体系支撑,代码小,履行速度快;c.专用紧凑,用处固定,成本迟钝;d.靠得住性请求高;e.多样性,运用普遍,种类繁多.(4)嵌入式体系:小我数字助理(PDA).机顶盒(STB).IP德律风.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)通讯范畴的DSP处理器(Digital Signal Processor,DSP);(4)高度集成的片上体系(System on Chip,SoC).3.ARM英文原意是什么?它是一个如何的公司?其处理器有何特点?答:(1)英文原意:Advanced RISC Machines.高等精简指令集机械.(2)公司简介:该公司是全球领先的16/32位RISC微处理器常识产权设计供给商,经由过程将其高机能.低成本.低功耗的RISC微处理器.外围和体系芯片设计技巧让渡给合作伙伴来临盆各具特点的芯片.ARM公司已成为移动通讯.手持装备.多媒体数字花费嵌入式解决计划的RISC尺度.(3)其处理器特点:a.小体积.低功耗.低成本而高机能;b.16/32位双指令集;c.全球的合作伙伴浩瀚.4.什么是及时体系?它有哪些特点?若何分类?答:(1)及时体系的界说:及时体系(Real Time System)是指产生体系输出的时光对体系至关重要的体系.(2)特点:及时性.并行性.多路性.自力性.可猜测性.靠得住性.(3)分类:依据响应时光的不合,及时体系可分为3种类型:强及时体系.弱及时体系.一般及时体系.依据肯定性的不合,及时体系可分为2种类型:硬及时.软及时.5.RTOS由哪几部分构成?它有哪些特点?与一般操纵体系比拟有何不合?答:(1)构成:及时内核.收集组件.文件体系.图形用户界面.(2)特点:a.支撑异步事宜的响应;b.中止和调剂义务的优先级机制;c.支撑抢占式调剂;d.肯定的义务切换时光和中止延迟时光;e.支撑同步.(3)与一般OS的不合:a.及时性:响应速度快,只有几微秒;履行时光肯定,可猜测;b.代码尺寸小:只有10~100KB,节俭内存空间,下降成本;c.运用程序开辟较难;d.须要专用开辟对象:仿真器.编译器和调试器等.6.单片机体系.嵌入式体系和SOC体系三者有何差别和接洽?答:(1)今朝嵌入式体系的主流是以32位嵌入式微处理器为焦点的硬件设计和基于及时操纵体系(RTOS)的软件设计;(2)单片机体系多为4位.8位.16位机,不合适运行操纵体系,难以进行庞杂的运算及处理功效;(3)嵌入式体系强调基于平台的设计.软硬件协同设计,单片机大多采取软硬件流水设计;(4)嵌入式体系设计的焦点是软件设计(占70%阁下的工作量),单片机体系软硬件设计所占比例基底细同.(5)SoC是嵌入式体系的最高实现情势,它集成了很多功效模块,它的焦点技巧是IP(Intellectual Property Core,常识产权核)核.7. 无第2章嵌入式体系开辟进程1.嵌入式体系开辟进程分为哪几个阶段?每个阶段的特点是什么?答:(1)需求剖析阶段:a.对问题的辨认和剖析;b.制订例格解释文档;c.需求评审.(2)设计阶段:a.数据流剖析;b.划分义务;c.界说义务间的接口.(3)生成代码阶段:a.代码编程;b.交叉编译和链接;c.交叉调试;d.测试.(4)固化阶段2.嵌入式体系有哪几种调试方法?如今最风行的是哪种?运用什么接口?答:(1)调试方法:源程序模仿器方法.监控器方法.仿真器方法.(2)如今最风行的是仿真器方法,运用JTAG(Joint Test Action Group,结合测试行为组)接口.3.什么是板级支撑包?它一般应完成哪些工作?答:(1)界说:有些嵌入式操纵体系的内核明白分为两层,上层一般称为“内核”,而底层则称为“硬件抽象层”或“硬件适配层”,缩写为HAL,有的厂商将硬件抽象层称为BSP,即板级支撑包(BoardSupport Package).(2)重要完成工作:a.在体系启动时,对硬件进行初始化.B.为驱动程序供给拜访硬件的手腕.(3)重要感化:清除硬件差别.第3章 ARM体系构造1.ARM的英文全名是什么?ARM处理器有什么特点?答:见第1章课后习题第3题.2.ARM7和ARM9在流水线方面有何不合?答:ARM7是3级流水线构造,ARM9是5级流水线构造.AR]M9把3级流水线中的履行阶段的操纵进行再分派,即把履行阶段中的“存放器读”插在译码阶段中完成,把“存放器写”安插在另一级(即第5级)完成,同时,在该级之前,再安插一级(存储拜访).3.ARM处理器支撑的数据类型有哪些?答:(1)Byte 字节,8位;(2)Halfword 半字,16位;(3)Word 字,32位;4.写出ARM运用的各类工作模式和工作状况.答:(1)工作模式:详见下表:(2)工作状况:a.ARM:32位,这种状况下履行字对齐的ARM指令;b.Thumb:16位,这种状况下履行半字对齐的Thumb指令.5.ARM处理器总共有若干个存放器?个中哪个用做PC?哪个用做LR?答:(1)ARM处理器总共有37个存放器:31个通用存放器,6个状况存放器. (2)R15用做程序计数器PC,R14用做子程序链接存放器LR.6.假设R0=0x12345678,运用将R0存储到0x4000的指令存到存储器中,若存储器为大端组织,写出从存储器0x4000处加载一个字节到R2的指令履行后R2的值.答:因为0x4000是大端组织,所以R0存进后,0x4000中稀有0x56781234,从0x4000加载一个字节到R2后(由地位到高位加载),R2的值为0x34. 7.ARM920T处理器参加了哪两个协处理器?各自的重要功效是什么?答:ARM920T处理器参加了两个协处理器:(1)CP14,许可软件拜访调试通讯通道;(2)体系控制协处理器CP15,供给了一些附加存放器用于设置装备摆设和控制Caches.MMU.呵护体系.时钟模式和其他体系选项.8.ARM920T支撑哪些时钟模式?答:快速总线模式.同步模式.异步模式.9.什么是写直达和写回Cache操纵,各有何特点?答:(1)写直达:当CPU对Cache写射中时,Cache与主存同时产生写修正.长处:一致性好;缺陷:耗时.(2)写回:当CPU对Cache写射中时,只修正Cache的内容而不立刻写入主存,只当此履行被换出时才写回主存.长处:削减拜访主存次数,进步效力.缺陷:一致性差点.10.ARM为何集成了32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集?(即它的利益)答:可供给长的转移规模.壮大的算术运算才能和大的寻址空间.11.什么是big-endian和little-endian,编写一段程序测试你所用的盘算机体系构造采取哪种存储机制?答:(1)大端存储体系(big-endian):低地址存放高字节,高地址存放低字节.小端存储体系(little-endian): 低地址存放低字节,高地址存放高字节.(2)int x=0x12345678;int *p=&x;if(*(char*)p=0x78)…little endianelse…big endian第4章 ARM体系硬件设计基本1.一个典范的可履行映像由哪几部分构成?答:2.汇编和C说话的互相挪用办法.答:(1)汇编程序挪用C程序的办法为:起首在汇编程序中运用IMPORT伪指令事先声明将要挪用的C说话函数;然后经由过程BL指令来挪用C函数.(2)C程序挪用汇编子程序的办法为:起首在汇编程序中运用EXPORT伪指令声明被挪用的子程序,暗示该子程序将在其他文件中被挪用;然后在C程序中运用extern症结字声明要挪用的汇编子程序为外部函数. (填补)3.基于ARM的硬件启动流程?答:(1)分派中止向量表;(2)初始化存储器体系;(3)初始化各工作模式下的客栈;(4)初始化有特别请求的硬件模块;(5)初始化用户程序的履行情况;(6)切换处理器的工作模式;(7)挪用主运用程序.第5章基于S3C2410的体系硬件设计1.温习控制:P230 I/O口编程实例.填补:2.中止的处理流程?答:(1)保管现场;(2)模式切换;(3)获取中止源;(4)中止处理;(5)中端返回,恢复现场.3.中止存放器的感化及相干的操纵?P235-237.。

《嵌入式》课后习题答案

《嵌入式》课后习题答案

第一章1. 简述嵌入式的定义以应用为中心、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。

2. 举例说明嵌入式系统的“嵌入性” 、“专用性” 、“计算机系统”的基本特征。

按照嵌入式系统的定义,嵌入式系统有3个基本特点,即“ 嵌入性”、“ 专用性”与“ 计算机”。

“嵌入性”由早期微型机时代的嵌入式计算机应用而来,专指计算机嵌入到对象体系中,实现对象体系的智能控制。

当嵌入式系统变成一个独立应用产品时,可将嵌入性理解为内部嵌有微处理器或计算机。

“计算机”是对象系统智能化控制的根本保证。

随着单片机向MCU SoC发展,片内计算机外围电路、接口电路、控制单元日益增多,“专用计算机系统”演变成为“内含微处理器”的现代电子系统。

与传统的电子系统相比较,现代电子系统由于内含微处理器,能实现对象系统的计算机智能化控制能力。

“专用性”是指在满足对象控制要求及环境要求下的软硬件裁剪性。

嵌入式系统的软、硬件配置必须依据嵌入对象的要求,设计成专用的嵌入式应用系统。

3. 简述嵌入式系统发展各阶段的特点。

(1)无操作系统阶段:使用简便、价格低廉;(2)简单操作系统阶段:初步具有了一定的兼容性和扩展性,内核精巧且效率高,大大缩短了开发周期,提高了开发效率。

(3)实时操作系统阶段:系统能够运行在各种不同类型的微处理器上,具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面Graphic User Interface ,GUI )等功能,并提供了大量的应用程序接口Application Programming Interface ,API ),从而使应用软件的开发变得更加简单。

(4)面向Internet 阶段:进入21 世纪,Internet 技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密,嵌入式技术与Internet 技术的结合正在推动着嵌入式系统的飞速发展4. 简述嵌入式系统的发展趋势。

嵌入式课后练习题答案

嵌入式课后练习题答案

第1章1、什么是嵌入式系统?嵌入式系统的组成?从技术的角度定义: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。

从系统的角度定义:嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧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更大系统中的一个完整的部分,称为嵌入的系统。

嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。

2、典型的嵌入式处理器有哪些?3、典型的RTOS操作系统有哪些?4、列举身边的嵌入式应用产品?第2章Cortex-M体系结构一题:填空题1、ARM Cortex系统的处理器分为:____A_____、____R_____、_____M_____。

2、ARM Cortex-M3为32位微控制器,请问32位指的是CPU字长。

3、ARM Cortex-M3体系结构采用哈佛总线结构,拥有独立的指令总线和数据总线,可以让取指与数据访问并行进行。

4、CM3寄存器分为通用寄存器,包括R0~R15。

和特殊功能寄存器,包括程序状态寄存器、异常屏蔽寄存器、控制寄存器。

5、寄存器R13是堆栈指针寄存器。

6、寄存器R14是程序连接寄存器。

7、寄存器R15是程序PC。

8、CM3的堆栈指针分为__MSP__、__PSP_。

存储器堆栈堆栈分为:向上生长(即向高地址方向生长)的递增堆栈;向下生长(即向低地址方向生长),称为递减堆栈。

堆栈指针指向最后压入堆栈的有效数据项,称为满堆栈;堆栈指针指向下一个数据项放入的空位置,称为空堆栈。

试判断CM3属于递减堆栈堆栈和满堆栈堆栈。

9、在CM3中记录程序状态的寄存器是___xPSR____。

都分别有些什么状态_应用状态、中断状态、可执状态。

10、BASEPRI寄存器的作用是___屏蔽优先级低于某一个数值的异常____。

11、寄存器CONTROL的作用是控制处理器模式及堆栈切换。

MOV R0,#0x01MSR CONTROL,R0在8级优先中,请问上述程序的功能是处理器工作在用户模式主堆栈下。

周立功ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案

周立功ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案

第一章思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统: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。

3、什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,首先,嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次,提高了开发效率,缩短了开发周期。

再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。

第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段?各自的具体任务是什么?项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。

识别需求阶段的主要任务是确认需求,分析投资收益比,研究项目的可行性,分析厂商所应具备的条件。

提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。

执行项目阶段细化目标,制定工作计划,协调人力和其他资源;定期监控进展,分析项目偏差,采取必要措施以实现目标。

结束项目阶段主要包括移交工作成果,帮助客户实现商务目标;系统交接给维护人员;结清各种款项。

2、为何要进行风险分析?嵌入式项目主要有哪些方面的风险?在一个项目中,有许多的因素会影响到项目进行,因此在项目进行的初期,在客户和开发团队都还未投入大量资源之前,风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。

需求风险;时间风险;资金风险;项目管理风险3、何谓系统规范?制定系统规范的目的是什么?规格制定阶段的目的在于将客户的需求,由模糊的描述,转换成有意义的量化数据。

嵌入式课后答案整理

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第二章(1)S3C2410A AHB总线中连接了哪些控制器?APB总线上连接了哪些部件?答:AHB:存储器控制器;NandFash 控制器;中断控制器;LCD控制器;USB主控制器;时钟与电源管理。

APB:通用异步收发器;通用I/O端口(GPIO);定时器/脉冲调制;实时时钟(RTC);看门狗定时器;A/D转换器与触摸屏;IIC(Itergrated Circuit,内部集成电路)总线接口;SPI(串行外设接口);MMC/SD/SDIO主控制器;USB设备控制器。

(2)S3C2410A中使用的CPU内核是那个公司的产品?什么型号?答:ARM公司的ARM920T内核。

(3)S3C2410A的存储器控制器可以支持哪些类型的存储器芯片?答:bank0-bank7支持ROM/SRAM,其中bank6-bank7也支持SDRAM。

(4)S3C2410A中LCD控制器使用什么存储器作为显示存储器?答:LCD控制器支持STN LCD显示以及TFT LCD显示,显示缓冲区使用系统存储器(内存),支持专用LCD DMA将显示缓冲区数据传送到LCD控制器缓冲区。

(5)4通道DMA支持存储器到存储器的数据传输吗?支持I/O到I/O的数据传输吗?支持I/O 到存储器的数据传输吗?答:支持;支持;支持。

(6)简述AHB、APB总线的含义。

答:AHB是一种片上总线,用于连接时钟频率和高性能的系统模块,支持突发传输、支持刘顺县操作,也支持单个数据传输,所有的时序都以单一时钟的前沿为基准操作。

APB也是一种片上总线,为低性能、慢速外设提供了较为简单的接口,不支持流水线操作。

(7)S3C2410A主时钟频率最高达到多少MHz?答:266MHz。

(8)S3C2410A内有几通道A/D转换器?转换器是多少位的?答:8通道;10位。

(9)S3C2410A支持多少个中断源?支持多少个外部中断源?答:55个;24个外部中断源。

(10)S3C2410A存储器寻址空间有多大?每个bank空间有多大?支持几个banks?答:1GB;128MB;8个。

嵌入式课后题答案

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嵌入式课后答案第一章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(IEEE)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(Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。

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,DVD,路由器,核磁共振仪,全自动洗衣机。

2.嵌入式系统与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CPU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Internet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1. 简述简单嵌入式系统与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。

嵌入式系统课后习题-部分答案(PDF)

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第一章1-1.简述嵌入式系统的定义。

嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

1-2.简述嵌入式系统的组成。

从体系结构上看,嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入式软件组成。

其中嵌入式处理器通常是单片机或微控制器,支撑硬件主要包括存储介质、通信部件和显示部件等,嵌入式软件则包括支撑硬件的驱动程序、操作系统、支撑软件及应用中间件等。

嵌入式系统的组成部分是嵌入式系统硬件平台、嵌入式操作系统和嵌入式系统应用。

嵌入式系统硬件平台为各种嵌入式器件、设备(如ARM 、PowerPC、Xscale、MIPS等);嵌入式操作系统是指在嵌入式Linux、uCLinux、WinCE等。

1-3.ARM7处理器使用的是(ARMv4)指令集。

ARM7内核采用冯·诺依曼体系结构,数据和指令使用同一条总线。

内核有一条3级流水线,执行ARMv4指令集。

1-6.ARM9采用的是(5)级流水线设计。

存储器系统根据哈佛体系结构(程序和数据空间独立的体系结构)重新设计,区分数据总线和指令总线。

第二章2-1.简述ARM可以工作在几种模式。

ARM处理器共有7种工作模式:用户模式(User)、快速终端模式(FIQ)、外部中断模式(IRQ)、特权模式(svc)、数据访问中止模式(Abort)、未定义指令中止模式(Undef)、系统模式(System)。

除用户模式外其他6种模式称为特权模式。

在特权模式下,程序可以访问所有的系统资源,也可以任意地进行处理器模式切换。

再除去系统模式,其余5种模式又称为异常模式。

2-2.ARM核有多少个寄存器?ARM处理器有如下37个32位长的寄存器:(1)30个通用寄存器;(2)6个状态寄存器:1个CPSR(Current Program Status Register,当前程序状态寄存器),5个SPSR(Saved Program Status Register,备份程序状态寄存器);(3)1个PC(Program Counter,程序计数器)。

(完整版)嵌入式系统课后答案马维华

(完整版)嵌入式系统课后答案马维华

第 1 章嵌入式系统概述1, 什么是嵌入式系统嵌入式系统的特点是什么嵌入式系统概念:(1) IEEE 对嵌入式系统的定义:用于控制,监视或者辅助操作机器和设备的装置.(2) 一般定义: 以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能, 可靠性,成本,体积,功耗有严格要求的专用计算机系统.嵌入式系统的特点:(1) 专用的计算机系统(2) 必须满足环境要求(3) 必须能满足对象系统的控制要求(4) 是集成计算机技术与各行业应用的集成系统(5) 具有较长的生命周期(6) 软件固化在非易失性存储器中(7) 必须能满足实时性要求(8) 需要专用开发环境和开发工具2, 简单分析几种嵌入式操作系统的主要特点, 包括嵌入式Linux,Windows CE,uCOS II 及VxWorks.(1) 嵌入式Lin ux:有多个主流版本,根据应用需求,性能略有差别•卩CL in ux是Linux小型化后, 适合于没有MMU的微处理器芯片而裁剪成的操作系统,卩CLinuX呆持了传统Linux操作系统的主要特性,包括稳定,强大的网络和文件系统的支持,卩CLinux裁剪了大量的Linux内核以缩小尺寸,适合像512KB RAM,1MB Flash 这样小容量,低成本的嵌入式系统•RT_Linux 即能兼容通常的Linux,又能保证强实时性•(2) Windows CE: 开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC 环境开发一些较上层的应用•WinCE 开发难度远低于嵌入式Linux,实时性略低,常用于手机,PDA 等手持设备中•(3) uCOS II: 结构小巧,抢先式的实时嵌入式操作系统,具有执行效率高,占用空间小,可移植性强,实时性能好和可扩展性能等优点•主要用于小型嵌入式系统•(4) VxWorks: 集成开发环境为Tornado,Vxworks 因出现稍早,实时性很强,并且内核可极微(最小8K),可靠性较高等•通常应用在通信设备等实时性要求较高的系统中•第 2 章嵌入式处理器体系结构1,具体说明ARM7TDMI 的含义,其中的T,D,M,I 分别代表什么ARM7TDMI是ARM7处理器系列成员之一,采用V4T版本指令.T表示Thumb,该内核可从16位指令集切换到32位ARM指令集;D表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,支持片内Debug调试;M表示Multiplier,支持位乘法;I表示Embedded ICE ,内含嵌入式ICE宏单元,支持片上断点和观察点•2, ARMV4及以上版本的CPSR的哪一位反映了处理器的状态若CPSR=0x000000090,分析系统状态•CPSR=0x000000090 表示当前处理器工作于ARM 状态,系统处于用户模式下•CPSR的BIT5(T)反映当前处理器工作于ARM 状态或Thumb状态.3,ARM 有哪几个异常类型,为什么FIQ 的服务程序地址要位于0x1C 在复位后,ARM 处理器处于何种模式,何种状态ARM 的7 种异常类型:复位RESET 异常,未定义的指令UND 异常,软件中断SWI 异常,指令预取中止PABT 异常,数据访问中止DABT 异常,外部中断请求IRQ 异常,快速中断请求FIQ 异常.在有快速中断发生时,CPU从Ox1C处取出指令执行.ARM复位后处于管理模式,工作于ARM 状态•4, 为什么要使用Thumb模式,与ARM代码相比较,Thumb代码的两大优势是什么为了兼容数据总线宽度为16 位的应用系统,使用了ARM 指令系统的一个子集Thumb 指令系统.与等价的32位代码相比,Thumb 指令集在保留32位代码优势时,大大节省了系统的存储空间.5, 说明AMBA,AHB,ASB 以及APB 的英文全称及其含义.AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture) 即先进的微控制器总线体系结构, 是ARM 公司公布的总线标准,这一标准定义了AHB,ASB,APB 及AMBA 共 4 种高性能的系统总线规范.AHB(Advanced High_performance Bus) 先进的高性能总线,用于连接高性能系统组件或高宽带组件.它支持突发数据传输方式及单个数据传输方式,所有时序参考同一个时钟.ASB(Advaneed System Bus)即先进的系统总线,用于连接高性能的系统模块•它支持突发数据传输. APB(Advaened Peripheral Bus) 即先进的外围接口总线,是一个简单的接口•它支持低性能的外围接口,APB 是用来连接系统的周边组件•6, 简述MMU 从虚拟地址到物理地址的转换过程和方法• 虚拟地址到物理地址的转换过程:当ARM 要访问存储器时,MMU 先查找TLB 中的虚拟地址表,如果ARM 的结构支持分开的地址TLB 和指令TLB, 那么它在取指令时使用指令TLB, 其它的所有访问类别使用数据TLB; 如果TLB 中没有虚拟地址的入口,则是转换表遍历硬件从存储在主存储器中的转换表中获取访问权限,一旦取到,这些信息放在转换TLB 中,它会放在1个没有使用的入口处或覆盖 1 个已有的入口•虚拟地址到物理地址的转换方法:(1) 确定1 级页表的基地址•(2) 合成转换表的1 级描述符•(3) 根据不同的1级描述符获取第2 级描述符地址并找出第2 级描述符•(4) 将第2级页描述符指示的页基地址,与虚拟地址指示的页内偏移地址相加,得到相应页的物理地址,完成虚拟地址到物理地址的转换•第三章典型嵌入式处理器1,简述LPC2000 系列微控制器的内部有哪些重要的外设组件向量中断控制器,外部存储控制器,I2C 中行总线控制器,SPI 同步接口控制器,UART 串口控制器,定时器,AD 转换器,CAN 总线控制器,看门狗定时器等•2,S3C44B0X 如何组织8,16,32 位的存储器,地址线如何连接S3C44B0X 不同宽度的存储器地址线连接方法• 存储器地址引脚8 位总线16 位总线32 位总线A0A0A1A2A1A1A2A3A2A2A3A4A3A3A4A5Am-1Am-1Am-2Am-33, 说明I2C 的数据有效性和起停条件.数据有效性:当SCL信号为高电平时,SDA上的数据传输有效,传输时高位在前,低位在后,每个字节长度限制为位,而每次传送的字节总数没有限制.满足启动条件后的第一个字节应为地址域.每一个字节有一个应答位.起停条件:启动条件,在SCL信号保持高电平时SDA信号由高电平变为低电平;停止条件,要求在SCL 信号保持高电平时SDA 信号由低电平变为高电平.4,简述AT91FR40162 处理器的特点.AR91FR40162 采用ARM7TDMI 处理器核,内部集成了256KB 的片内SRAM 和1024K 字的16位Flash存储器,完全可编程的外部总线接口, 8个优先级且可以独立屏蔽的向量中断控制器,32个可编程的I/O 接口线,3通道16位定时/计数器,2个同步/异步收发器及可编程的看门狗定时器,能完成全静态操作,具有先进的省电特性.第四章嵌入式处理器指令系统1,填空题(1) 在源操作数为立即数时,应在前加#作为前缀,在#后加0x 或&表示十六进制数,在#后加%表示二进制数,#后加0d 或默认表示十进制数.(2) 根据堆栈指针指向的数据位置不同,堆栈可分为满堆栈和空堆栈.(3) 用一条指令完成人条件加法运算,并更新CPSR中的条件码,R1+R2->R3 ADDS R3,R1,R2.(4) 在程序执行过程中,是通过寄存器R15 控制程序的运行的.(5) 转移指令的跳转范围是-32MB-32MB.2,选择题(2) 堆栈随着存储器地址的增大而向上增长,基址寄存指向存贮有效数据的最高地址或者说指向第一个要读出的数据位置,是(A)堆栈.A,满递增B,空递增C,满递减D,空递减⑶在指令LDR R0,[R1,#4]!执行后,R1中的值为(C).A,R1 不变B,R1=R1+1 C,R1=R1+4 D,R1=43, 说明下列指令完成的功能(1) ADD R0,R1,R3,LSL #2 ;R0=R1+4R2(2) ANDNES RO,R1,#OxOF ;if (CPSR 寄存器中Z=0) R1的高28位清零后送寄存器R0并更新CPSR寄存器,else执行下一条指令.(3) LDRB R0,[R1,R2,LSR#2];把存储器地址为(R1+R2>>2)的字节数据加载到R0,R0的高24位清零.(4) ADCHI R1,R2,R3; if(CPSR 寄存器中Z=0并且C=1)执行R仁R2+R3加法操作,else执行下一条指令.(5) E0R RO,RO,R3,ROR R4; R3寄存器中的内容根据R4寄存器中的内容循环右移后与R0寄存器进行逻辑异或操作后,其结果存在R0 寄存器内.(7) MLA R0,R1,R2,R3; R0=R1 R2+R3 MLA 是32位乘加指令,运算结果的高32位自动丢掉.(8) LDR R1,[R0,-R5,LSL #4];将存储器地址为R0-16R5的字数据加载到寄存器R1中•4, 用汇编语言实现下列功能的程序段,令R1=a,R2=b.(1) if(a!=b)&a-b>5)) a=a+bCMP R1,R2BEQ NextADD R3,R2,#5CMP R1,R3BLS NextADD R1,R1,R2Next B Next(2) while(a!=0){b=b+b*2;a--;}AREA TestWhile,CODE,READONL Ya equ 5b equ 1ENTRYMOV R1,#aMOV R2,#bLOOPCTL CMP R1,#0ADDNE R2,R2,R2,LSL#1SUBNES R1,R1,#1BNE LOOPCTLEND⑶从a所指向的地址,拷贝20个32位数据到b所指向的地址AREA DataCopy,CODE,READONL YENTRYLDR R0,=SrcDataLDR R1,=DstDataMOV R2,#20LOOPCTL LDR R3,[R0],#4STR R3,[R1],#4SUBS R2,R2,#1BNE LOOPCTLWait B WaitAREA DataDef, DATA,READWRITESrcData DCD 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20DstData SPACE 4*10END6,试比较TST 与ANDS,CMP 与SUBS,MOV 与MVN 指令的区别.(1) TST 指令把两个操作数进行按位的与操作,并根据运算结果更新CPSR 中的条件标志位的值.该指令通常用来检测是否设置了特定的位,一般操作数 1 是要测试的数据,而操作数2是一个位掩码.ANDS 指令用于在两个操作数上进行逻辑与运算,并把结果放到目的寄存器中,操作数1 应是一个寄存器,操作数 2 可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或是1个立即数.该指令常用于设置操作数 1 的某些位.TST和ANDS两条指令都影响CPSR寄存器;TST指令不改变参与运算的数据,而ANDS指令对目的寄存器进行更新.(2) CMP指令用于把2个操作数进行比较,同时更新CPSR中条件标志位的值•该指令进行一次减法运算,但不保存运算结果,只更改条件标志位.标志位表示的是操作数 1 和操作数 2 的关系(大,小,相等)•SUBS 指令用于把操作数1 送去操作数2,并将结果存放到目的寄存器中•操作数1 应是一个寄存器,操作数2可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或是一个立即数•指令影响CPSR值• CMP 和SUBS 指令都影响CPSR 寄存器;CMP 指令不保存运算结果,而SUBS 指令可以保存运算结果,并且减数和被减数的值也不发生变化•(3) MOV 指令将一个寄存器,被移位的寄存器或一个立即数的值装入目的寄存器内,可以指定相同的寄存器实现NOP 的效果,还可以移位一个寄存器•MVN 指令与MOV 指令的不同之处是在传送数据之前先按位取反,即把一个被取反的值传送到目的寄存器中•8,写一段ARM汇编程序:循环累加队列中的所有数据,直到碰到零值位置,结果放在R4•源程序末尾队列如下:Array:DCD 0x11DCD 0x22DCD 0x33DCD 0R0 指向队列头,ADR R0,ARRAY •使用命令LDR R1,[R0],#4来装载,累加至R4,循环直到R1为0,用死循环来停止•程序:AREA Cond_Sum,CODE,READONL YENTRYLDR R0,=ArrayMOV R4,#0LooPCtl LDR R1,[R0],#4CMP R1,#0ADDNE R4,R4,R1BNE LooPCtlWait B WaitAREA SrcData,CODE,READONL YArray DCD 0x11DCD 0x22DCD 0x33DCD 0END9,写一个汇编程序,求一个含64个带符号的16位数组组成的队列的平方和•程序:AREA SquareSum,CODE,READONL YENTRYLDR R0,=ArrayMOV R3,#4MOV R4,#0LooPCtl LDRH R1,[R0],#2MLA R4,R1,R1,R4SUBS R3,R3,#1BNE LooPCtlNOPAREA SrcData,CODE,READONL YArray DCD 0x00010002DCD 0x00030004END第五章嵌入式系统程序设计基础4, 简要说明EXPORT和IMPORT的使用方法.答:EXPORT伪指令用于在程序中声明一个全局的标号,该标号可在其它的文件中引用.EXPORT可用GLOBAL 代替•标号在程序中区分大小写.[WEAK]选项声明其它的同名标号优先于该标号被引用.IMPORT伪指令用于通知编译器要使用的标号在其它的源文件中定义,但要在当前源文件中引用,而且无论当前源文件中是否引用该标号,该标号均会被加入到当前源文件的符号表中.5, 分析说明下段程序完成什么功能AREA ChangeState,CODE,READONL YCODE32LDR R0,=Start+1BX R0CODE16Start MOV R1,#1END解:程序功能实现程序的跳转并从ARM状态切换到Thumb状态.6, 设计一段程序完成数据块的复制,数据从源数据区snum|复制到目标数据区dnum .复制时,以8个字为单位进行.对于最后所剩不足8个字的数据,以字为单位进行复制.程序:AREA BlockDataCopy,CODE,READONL Ynum EQU 20ENTRYStart LDR R0,=snumLDR R1,=dnumMOV R2,#numMOV R13,#400BlockCopy MOVS R3,R2,LSR#3BEQ CopyWordsSTMFD R13!,{R4-R11}OctCopy LDMIA R0!,{R4-R11}STMIA R1!,{R4-R11}SUBS R3,R3,#1BNE OctCopyLDMFD R13!,{R4-R11}CopyWords ANDS R2,R2,#7BEQ StopWordsCopy LDR R3,[R0],#4STR R3,[R0],#4SUBS R2,R2,#1BNE WordsCopyStop B StopAREA BlockData, DATA,READWRITEsnum DCD 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11DCD 12,13,14,15,16,17,18,19,20dnum SPACE 20*4END7, 利用跳转表的思想编写一个汇编程序,实现3 个不同的子当R0 分别为0,1,2 时完成跳转到程序.程序:AREA JumpTable,CODE,READONL Ynum EQU 3ENTRYStart MOV R0,#1MOV R1,#3MOV R2,#2BL JumpTblCtlStop B StopJumpTblCtl CMP R0,#numMOVHS PC,LRADR R3,JumpTblEntryLDR PC,[R3,R0,LSL#2]JumpTblEntry DCD Subroutine1DCD Subroutine2DCD Subroutine3Subroutine1 MOV R3,#0x55MOV PC,LRSubroutine2 MOV R4,#0xAAMOV PC,LRSubroutine3 MOV R5,#0x5AMOV PC,LREND第六章嵌入式操作系统1, 简述卩CLinux的特点,说明其主要应用的环境.答:卩CLinux主要是为控制领域定做的LINUX版本其设计思想就是对标准LINUX内核进行裁剪,去除虚拟管理部分代码,并且对内存分配进行优化,以达到提高系统运行效率的目的. 特点:(1) 包含通用LINUX API 函数.(2) 内核体积小于512KB(3) 内核及文件系统体积小于900KB(4) 具有完整的TCP/IP 协议栈(5) 支持多种文件系统.2, 简述CLinux的移植过程.答:(1)配置内核(2) 编译内核(3) 下载,运行,调试内核第七章嵌入式系统的BootLoader1, 简述Boot Loader 与嵌入式系统的关系.Boot Loader 是在操作系统内核或用户应用程序运行之前运行的一段小程序.其作用为:初始化硬件设备,建立内存空间的映射图,将系统的软件件环境带到一个合适的状态,为最终调用操作系统内核或用户应用程序准备好正确的环境.2, Boot Loader 的主要功能有哪些答:初始化硬件设备,检测系统内存映射,将内核映像和根文件系统从Flash 传到RAM 空间,并为内核设置启动参数,最后调用内核.3, Boot Loader 分为几个阶段,各阶段主要完成什么功能答:Boot Loader通常分为2个阶段.阶段1完成基本硬件的初始化加载阶段2的RAM空间, 复制阶段2到RAM,设置堆栈指针,跳转到阶段2的C程序入口点.在阶段2初始化阶段2要使用的硬件设备,检测系统内存映射,加载内核映像和根文件系统映像,调用内核.第八章嵌入式系统设计1, 简述嵌入式系统设计的一般步骤.答:⑴需求分析;⑵体系结构设计;⑶硬件,软件,执行机构设计;⑷系统集成⑸系统测试2, 简述软,硬件协同设计的过程.⑴需求分析;⑵软,硬件协同设计;⑶软,硬件实现;⑷软,硬件协同测试和验证。

嵌入式习题答案.doc

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1.何为计算机体系结构?答:计算机体系结构是对计算机较高层次的抽象,摆脱具体电路的实现而主要着眼于计算机系统的逻辑特征、原理特征、结构特征和功能特征的抽象。

2.什么是处理器指令?什么是处理器的指令系统?答:计算机的指令就是CPU执彳亍某种操作的命令,它以二进制编码的方式存在,每一条指令都对应着CPU要完成的操作。

一台计算机中所有机器指令的集合称为CPU的指令系统。

3.什么是RISC?什么是CISC?简述它们的特点与差别。

答:RISC即精简指令计算机体系,它具有精简的指令系统,简单的逻辑电路设计,能够以更快的速度执彳丁操作。

CISC即复杂指令计算机体系,它的指令系统中含有大量的类似于高级程序设计语言的复合功能指令,增加了指令周期及硬件的复杂度,执行效率低下。

4.ARM7处理器是几级流水线?在ARM7处理器中,“PC指向的是下一条要执行的命令”这何话对吗?为什么?答:是三级流水线。

这句话不对,因为存在流水线,指令码即使送到处理器也未必被执行。

5.ARM处理器的工作状态分为哪几种?ARM处理器又是怎么定义和标志的?答:工作状态分为“ARM状态”和“Thumb状态”。

“ARM状态”下,处理器执行32位的指令码,在“Thumb状态”下,处理器执行16位的指令码。

ARM处理器内部的当前程序状态寄存器CPSR 的T位为“1”时,处理器工作在Thumb I作状态,当T位为“0”时,工作在ARM状态。

6.ARM7 TDMI支持哪几种指令集,各有什么特点?ARM7处理器在ARM状态下执行ARM指令集指令码,在Thumb状态下执彳亍Thumb指令集指令码。

ARM指令集指令丰富,功能强大;Thumb指令集指令精简,功能紧凑。

ARM指令集指令码长为32位,Thumb指令集指令码长为16位,但它们都支持32位运算指令。

7.ARM7处理器有哪些工作模式?不同工作模式下CPRS寄存器的模式位如何设定?答:ARM7处理器工作模式有:用户模式,fiq模式,irq模式,管理模式,中止模式,未定义模&描述ARM7处理器的内部寄存器结构,并分别说明R13、R14、R15寄存器的作用。

嵌入式课后习题答案

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3、ARM微处理器选型时应注意:
1、ARM微处理器内核的选择
2、系统的工作频率
3、芯片内存储器的容量
4、片内外围电路的选择
第四章
一、填空题。
1、程序段(Section)、代码段(Code Section)、数据段(Data Section)
2、:、@
3、符号定义伪指令(Symbol Definition)、数据定义伪指令(Data Definition)、汇编控制伪指令(Assembly Control)、宏指令
Linux给个人计算机带来了能够与UNIX系统相比的速度、效率和灵活性,使个人计算机所具有的潜力得到了充分发挥。Linux与Windows工作方式存在一些根本的区别,这些区别只有在用户对两者都很熟悉之后才能体会到,但它们却是Linux思想的核心。
2、目前主流的图形界面环境有KDE和GNOME两种图形环境。
arch:arch目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。include:include目录包括编译核心所需要的大部分头文件,例如与平台无关的头文件在include/linux子目录下;init:init目录包含核心的初始化代码(不是系统的引导代码),有main.c和Version.c两个文件;mm:mm目录包含了所有的内存管理代码。与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm目录下;drivers:drivers目录中是系统中所有的设备驱动程序。它又进一步划分成几类设备驱动,每一种有对应的子目录,如声卡的驱动对应于drivers/sound;ipc:ipc目录包含了核心进程间的通信代码;modules:modules目录存放了已建好的、可动态加载的模块;fs:fs目录存放Linux支持的文件系统代码。不同的文件系统有不同的子目录对应,如ext3文件系统对应的就是ext3子目录;Kernel:Kernel内核管理的核心代码放在这里。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下;net:net目录里是核心的网络部分代码,其每个子目录对应于网络的一个方面;lib:lib目录包含了核心的库代码,不过与处理器结构相关的库代码被放在arch/*/lib/目录下;scripts:scripts目录包含用于配置核心的脚本文件;documentation:documentation目录下是一些文档,是对每个目录作用的具体说明。
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Vivi是Mizi公司针对SAMSUNG的ARM架构CPU专门设计的,基本上可以直接使用,命令简单方便。不过其初始版本只支持串口下载,速度较慢。在网上出现了各种改进版本:支持网络功能、USB功能、烧写YAFFS文件系统映象等。
第八章
一、填空题。
1、Makefile、配置文件、配置工具。
2、配置命令解释器、配置用户界面。
arch:arch目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。include:include目录包括编译核心所需要的大部分头文件,例如与平台无关的头文件在include/linux子目录下;init:init目录包含核心的初始化代码(不是系统的引导代码),有main.c和Version.c两个文件;mm:mm目录包含了所有的内存管理代码。与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm目录下;drivers:drivers目录中是系统中所有的设备驱动程序。它又进一步划分成几类设备驱动,每一种有对应的子目录,如声卡的驱动对应于drivers/sound;ipc:ipc目录包含了核心进程间的通信代码;modules:modules目录存放了已建好的、可动态加载的模块;fs:fs目录存放Linux支持的文件系统代码。不同的文件系统有不同的子目录对应,如ext3文件系统对应的就是ext3子目录;Kernel:Kernel内核管理的核心代码放在这里。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下;net:net目录里是核心的网络部分代码,其每个子目录对应于网络的一个方面;lib:lib目录包含了核心的库代码,不过与处理器结构相关的库代码被放在arch/*/lib/目录下;scripts:scripts目录包含用于配置核心的脚本文件;documentation:documentation目录下是一些文档,是对每个目录作用的具体说明。
建立脚本文件:修改针对arm9架构的脚本文件;
建立配置文件:主要用于定义配置文件、定义生成编译工具链的名称以及定义编译选项等;
执行脚本文件:执行建立好的脚本文件来编译交叉编译工具;
添加环境变量:将生成的编译工具链路径添加到上一节中介绍到的环境变量PATH上去。
第七章
一、填空题。
1、系统加电后运行的第一段软件代码。
二、选择题
C B C C A
三、叙述题
1、汇编语言与C的混合编程通常有以下几种方式:在C代码中嵌入汇编指令;在汇编程序和C的程序之间进行变量的互访;汇编程序、C程序间的相互调用。
2、参看教材4.2.6。
3、make就是实现这样的功能:它读入一个文件,叫makefile,这个文件不仅决定了源文件之间的依赖关系,而且还决定了源文件什么时候该编译什么时候不应该编译。
Linux给个人计算机带来了能够与UNIX系统相比的速度、效率和灵活性,使个人计算机所具有的潜力得到了充分发挥。Linux与Windows工作方式存在一些根本的区别,这些区别只有在用户对两者都很熟悉之后才能体会到,但它们却是Linux思想的核心。
2、目前主流的图形界面环境有KDE和GNOME两种图形环境。
5、Linux内核主要由五个子系统组成:进程调度,内存管理,虚拟文件系统,网络接口,进程间通信。其中,进程调度(SCHED)控制进程对CPU的访问;内存管理(MM)允许多个进程安全的共享主内存区域;虚拟文件系统(VirtualFileSystem,VFS)隐藏了各种硬件的具体细节,为所有的设备提供了统一的接口,VFS提供了多达数十种不同的文件系统;进程间通讯(IPC)支持进程间各种通信机制。
快速中断模式(FIQ,fiq):用于快速数据传输和通道处理。
外部中断模式(IRQ,irq):用于通常的中断处理。
特权模式(Supervisor,sve):供操作系统使用的一种保护模式。
数据访问中止模式(Abort,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。
未定义指令终止模式(Undefined,und):用于支持硬件协处理器软件仿真。
第三章
一、填空题。
1、3、1.1、ARM指令集、16为Thumb指令集、32
2、数据缓存器(Data Cache)、指令缓存(Instruction Cache)、指令存储管理单元(Instruction MMU)、数据存储管理单元(Data MMU)、写缓冲(Write Buffer)和回写存储单元(Write Back PA TAG RAM)
gz文件的拥有者权限文件组权限和其他用户拥有相应的权限进程调度内存管理虚拟文件系统网络接口进程间通信二选择题windows操作系统是在个人计算机上发展起来的在许多方面受到个人计算机硬件条件的限制这些操作系统必须不断地升级才能跟上个人计算机硬件的进步
参考答案
第一章
一、填空题。
计算机软硬件技术、通信技术和微电子技术
3、注释、编译目标定义、适配段。
4、make config、make menuconfig、make xconfig、make config
5、zImage
二、选择题
C A D D B
三、叙述题
1、Linux内核各个部分与内核源码的各个目录都是对应起来的,比如有关驱动的内容,内核中就都组织到“drive”这个目录中去,有关网络的代码都集中组织到“net”中。当然,这里有的目录是包含多个部分的内容。具体各个目录的内容组成如下:
编译glibc库:在这一步,首先将解压的内核头文件进行配置。在上一步的编译过程中,已经生成了arm-linux-gcc这个工具,利用这个工具去编译glibc库;
重新编译完整的gcc:完整gcc的编译需要glibc库的支持,在第一步的时候glibc还没有被编译,所以只能简单配置,生成辅助的gcc,而在这一步,glibc库已经编译了,可以使用了,所以,就可以对gcc进行完整的编译了;
3、ARM微处理器选型时应注意:
1、ARM微处理器内核的选择
2、系统的工作频率
3、芯片内存储器的容量
4、片内外围电路的选择
第四章
一、填空题。
1、程序段(Section)、代码段(Code Section)、数据段(Data Section)
2、:、@
3、符号定义伪指令(Symbol Definition)、数据定义伪指令(Data Definition)、汇编控制伪指令(Assembly Control)、宏指令
2、Vivi作为一种Bootloader,其运行过程分成两个阶段,第一阶段的代码在Vivi/arch/s3c2440/head.s中定义,大小不超过10 KB,它包括从系统上电后在0x00000000地址开始执行的部分。这部分代码运行在Flash中,它包括对S3C2440的一些寄存器、时钟等的初始化,然后跳转到第二阶段执行;
3、首先使用fdisk -l查看一下磁盘分区情况:
然后使用命令:mount –t vfat /dev/sdb1 /mnt/USB
4、使用类似的命令:
ifconfig eth0:192.168.1.15netmask 255.255.255.0
其中192.168.1.15为ip,255.255.255.0为子网掩码。
编译gdb调试器:调试器与前面的那些软件包是相互独立的,所以放在最后编译。
3、使用Crosstool构建交叉编译工具链制作过程和上一节中分布构建过程原理相似,由于Crosstool是以shell的形式编译的,所以只需要以下几步:建立脚本文件、建立配置文件、执行脚本文件即可。其主要步骤为:
准备工作:下载好所需要的软件包、准备好内核头文件、组织好目录;
第五章
一、填空题。
1、S3C2440、400M
2、DNW设置、USB驱动
3、Windows系统下安装虚拟机Vmware、Windows+Linux双系统安装、基于Windows操作系统下的Cygwin
4、命令行方式、图形界面操作方式
5、SJF2440
二、选择题
C D D B A
三、叙述题
1、建立基于Linux嵌入式开发环境一般有三种方案可以选择:一是在Windows系统下安装虚拟机Vmware。二是Windows系统和Linux系统同时安装。三是基于Windows操作系统下的Cygwin。
二、选择题
B B B C D
三、叙述题
1、Windows操作系统是在个人计算机上发展起来的,在许多方面受到个人计算机硬件条件的限制,这些操作系统必须不断地升级才能跟上个人计算机硬件的进步;而Linux操作系统却是以另外一种形式发展起来的,Linux是UNIX操作系统用于个人计算机上的一个版本,UNIX操作系统已经在大型机和小型机上使用了几十年,直到现在仍然是工作站操作系统的首选平台。
2、参看教材5.3。
3、参看教材5.4。
第六章
一、填空题。
1、为了编译、链接、处理和调试跨平台体系结构的程序代码、编译、链接、处理、调试。
2、Binutils、Gcc、Glibc。
3、编译binutils、编译辅助gcc编译器、编译glibc库、重新编译完整的gcc。
4、建立脚本文件、建立配置文件、执行脚本文件。
5、定义生成编译工具链的名称、定义编译选项等。
二、选择题
B D B A B
三、叙述题
1、通常构建交叉工具链有三种方法:
方法一、分步编译和安装交叉编译工具链所需要的库和源代码,最终生成交叉编译工具链。方法二、通过Crosstool脚本工具来实现一次编译生成交叉编译工具链,该方法相对于方法一要简单许多,并且出错的机会也非常少,建议大多数情况下使用该方法构建交叉编译工具链;方法三、直接通过网上下载已经制作好的交叉编译工具链。
4、vi、gedit、gcc、gdb、make
5、命令模式(command mode)、插入模式(insert mode)、底行模式(last line mode)
6、预处理(也称预编译,Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。
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