嵌入式系统复习题1

1.嵌入式系统的定义是什么？

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”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。

国内定义：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。

嵌入式系统特点，三要素：嵌入、专用、计算机

（1）嵌入到对象体系中，有对象环境要求

（2）软、硬件按对象要求裁减

（3）实现对象的智能化功能

2.嵌入式软件系统分为几个层次？

驱动层，OS层，应用层

3.嵌入式处理器分为几类？

微控制器（MCU）

微处理器（MPU）(Embedded MicroProcessor Unit) 数字信号处理器（DSP）( Digital Signal Processor) 混合处理器和片上系统（SOC）(System On Chip) 可编程片上系统（SOPC）(System On Programmable Chip)

4.选择嵌入式微处理器时，应考虑那些因素。

5.什么是实时操作系统，如何分类？

能够对外部事件做出及时响应的系统。响应时间要有保证。

对外部事件的响应包括：

（1）事件发生时要识别出来

（2）在给定时间约束内必须输出结果

实时操作系统必须有以下特征：

（1）多任务

（2）有线程优先级

（3）多种中断级别

实时操作系统又分为：

（1）硬实时系统。对系统响应时间有严格的要求，如果系统响应时间不能满足，就会引起系统崩溃或致命的错误。

（2）软实时系统：

对系统响应时间有要求，但是如果系统响应时间不能满足，它并不会导致系统出现致命的错误或崩溃，只是降低系统的吞吐量。

6.常见嵌入式操作系统有哪些？

µC/OS-II：教学的免费、面向中小型嵌入式系统应用。

Vxworks：美国WindRiver公司于1983年开发，具有可靠、实时、可裁减特性。

WinCE：微软针对个人电脑以外的电脑产品所研发的嵌入式操作系统，CE为Customer Embedded的缩写

Linux/µCLinux：免费、源码开放的操作系统，µclinux面向没有MMU的硬件平台。

PalmOS ：Com公司产品，在PDA市场占据很大份额，具有开放的操作系统应用程序接口(API)，可让用户灵活方便地定制操作系统。

7.嵌入式系统开发的流程是什么？

（1）系统需求分析

（2）体系结构设计

（3）硬件/软件设计

（4）系统集成

（5）系统测试

8.嵌入式系统开发一般采用什么模式？

采用宿主机-目标机的交叉开发模式，需要交叉编译环境。

9.ARM7TDMI和ARM920T的区别与联系是什么？

ARM7TDMI和ARM920T的体系结构都是V4T，二者区别如下：

ARM7TDMI采用的冯·诺依曼V on Neumann结构，三级流水线：取指，译码，执行。

ARM920T采用哈佛（Harvard)结构，程序存储器与数据存储器分开，提供了较大的存储器带宽，采用五级流水线：取指，译码，执行，缓冲/数据，回写）

10.ARM异常处理的流程是什么？

(1) 保存返回地址

(2) 保存当前状态寄存器CPSR的内容

(3) 设置当前状态寄存器CPSR中的相应位

(4)转去执行中断处理程序

(5)异常返回

11.ARM异常的优先级如何划分？

ARM异常的优先级从高到低分别是：复位、数据终止、FIQ、IRQ、欲取指令终止、未定指令和SWI

12.什么是RISC，什么是CISC，采用RISC结构的ＡＲＭ处理器有何特点？

采用RISC结构的ＡＲＭ处理器特点：

固定长度的指令格式，指令归整、简单、基本寻址方式有2～3种；

使用单周期指令，便于流水线操作执行；

大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率

13.ARM926EJ-S，各字母代表什么含义

9代表：、Family number，ARM7，ARM9

2代表：Memory system

6代表：Memory size

EJ代表：Extensions

S代表：Synthesizeble

14.ARM7TDMI中的各字母的含义是什么？

T DMI的基本含义为（对其它系列也适用）：

T：支持16为压缩指令集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

15.ARM处理器有几种工作模式和工作状态

ARM处理器的两种工作状态：ARM状态和ＴＨＵＭＢ状态

７种工作模式：

(1)用户模式(usr)：ARM处理器正常的程序执行状态,大部分任务执行在这种模式。

(2)快速中断模式(fiq)：当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式,用于高速数据传输或通道

处理

(3)外部中断模式(irq)：当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式。用于通用的中断处理

(4)管理模式(svc)：当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式, 供操作系统使用的一种保护模式。

(5)中止模式（abt）：当存取异常时将会进入这种模式，用于虚拟存储及存储保护。

(6)未定义模式（und）：当执行未定义指令时会进入这种模式，软件仿真硬件协处理器。

(7)系统模式（sys）：供需要访问系统资源的操作系统任务使用，运行具有特权的操作系统任务

16.ARM状态下分组寄存器R13，R14，R15的功能是什么？

R13在ARM指令中常用作堆栈指针

R14也称作子程序连接寄存器，保存子程序的返回地址

R15用作程序计数器

17.ARM异常处理的流程是什么？

(1) 保存返回地址

(2) 保存当前状态寄存器CPSR的内容

(3) 设置当前状态寄存器CPSR中的相应位

(4)转去执行中断处理程序

(5)异常返回

18.ARM异常的优先级顺序是什么？

ARM异常的优先级从高到低分别是：复位、数据终止、FIQ、IRQ、欲取指令终止、未定指令和SWI

19.CPSR 和SPSR各有什么功能？

CPSR(当前程序状态寄存器)，CPSR可在任何运行模式下被访问，它包括条件标志位（N、Z、C、V），中断禁止位（I位），快中断禁止位（F位）当前处理器模式标志位，以及其他一些相关的控制和状态位。

SPSR（备份的程序状态寄存器），异常发生时，SPSR 用于保存CPSR的值，从异常退出时则可由SPSR来恢复CPSR。

20.ARM的LOAD/STORE指令有何功能，有哪几类？