第一章
1、什么是嵌入式系统？
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，可满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功能有严格要求的专用计算机系统。
2、请举例说明“实时”与“实时系统”这两个概念。(P9)
答:实时: 事物发生过程中的实际时间; 实时系统能够在指定或者确定的时间内完成系统功能和外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。
3、举例说明嵌入式系统有哪些特点。（P11-14）
答：（1）、技术密集：（2）、专用紧凑：（3）、安全可靠：（4）、多种多样：（5）、及时响应：（6）、成本敏感：（7）、开发困难：（8）不可弄断：（9）其他：
4、简述嵌入式系统的发展历程。(P16图1.10)
大致经历四个阶段：
第一阶段大致在20世纪70年代之前，可看成嵌入式系统的萌芽阶段，是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，具有与监测、侍服、指示设备相配合的功能。
第二阶段是之后的十多年，是以嵌入式微处理器为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统，大多数嵌入式系统使用8位微处理器，不需要嵌入式操作系统支持。
第三阶段大致是20世纪80年代末到90年代后，以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，主要特点：嵌入式操作系统内核小、效率高，具有高度的模块化和扩展性。
第四阶段从20世纪90年代末开始，是以网络化和Internet为标志的嵌入式系统。
5、嵌入式系统的硬件由哪些基本部分组成？各部分的功能如何？（P19-20）
答：嵌入式系统的硬件部分可以分成三部分：处理器核、外围电路和外设与扩展。
（1）处理器核：包括负责控制整个嵌入式系统执行的核心处理器、时钟分频定时器、中断控制、I/O端口等，也可能直接包含了A/D和D/A转换处理端口；
（2）外围电路：包括嵌入式系统所需要的基本存储管理，晶振、复位、电源等控制电路及接口。与处理器核一起构成一个完整的嵌入式微处理器。对32位以上的微处理器，一般还带有专门的调试接口（JTAG或BDM）。
（3）外设与扩展：是嵌入式系统与真实环境交互的接口，可以提供包括扩展存储、I/O 接口和打印机等设备的控制电路，或直接使用相关的控制芯片。根据实际应用的需要，还可以扩展一些专用芯片，如加密解密、现场总路线、移动通信等专用芯片。
6、嵌入式软件体系包含哪几层？概述各层的功能。(P20-21)
答：嵌入式软件体系包含四个层次：板级支持包、嵌入式实时操作系统、应用编程接口API 和嵌入式应用系统。
（1）板级支持包：它是介于嵌入式硬件和上层软件之间的一个底层软件开发包，主要目的是屏蔽下层硬件。
（2）嵌入式实时操作系统：它可以分成基本内核和扩展内核两部分。基本内核提供操作系统的核心功能，负责整个系统的任务调度、存储分配、时钟管理、中断管理，也可提供文件、GUI、网络等通用服务。而扩展内核根据应用领域的需要，为用户提供面向领域或面向具体行业的操作系统扩展功能。
（3）应用编程接口：由为编制嵌入式应用程序提供的各种编程接口库或组件组成，可以针对不同应用领域、不同安全要求分别构建，减轻应用开发者的负担。
（4）嵌入式应用系统：是最终运行在目标机上的应用软件，如嵌入式文本编辑、游戏、读\写卡系统、家电控制软件、多媒体播放软件等。
实际构建嵌入式系统时，并不一定需要RTOS和应用编程接口API。
7、描述嵌入式系统的基本开发过程。(P22-23)
答：开发一个嵌入式系统就意味着软件与硬件的同时开发，其过程包括产品定义、系统总体设计、软硬件设计、软硬件集成、产品测试、产品发布、产品维护等阶段。
（1）产品定义：确定开发任务和设计目标，并提炼出需求规格说明书，作为设计指导和验收标准。
（2）系统总体设计：描述系统如何实现需求规格说明书中定义的各类指标，包括硬件、软件和执行装置的功能划分，嵌入式微处理器、各类芯片的选择，系统软件和开发工具的选择等。
（3）软硬件设计：传统的嵌入式系统开发中，软硬件设计各自独立进行，依据是系统总体设计的软硬件划分及功能性能要求。
（4）软硬件集成与测试：在估计软硬件无单独错误的前提下，可以将它们按预先确定的接口集成起来，进行联调，发现并改进独立设计过程中的错误。
（5）产品发布：依据产品定义，对集成好的嵌入式系统进行测试，检查是否满足规格说明书中给定的各项指标要求，由此决定产品是否可以发布。
11、嵌入式软件测试有哪些难点？需要进行哪些常规测试？(P25-26)
答：其测试的难点如下：
1）、软件功能的测试依赖不需要编码的硬件功能，快速定位软硬件错误困难。
2）、健壮性测试、可用性测试很难编码实现。
3）、交叉测试平台的测试用例、测试结果上载困难，而且有可能与实际目标环境不完全一致。4）、对实时多任务的嵌入式系，难以测试线程、任务、子系统之间的交互、并发和容错能力，也难以确定时间约束是否满足。
5）、于多任务系统，特别是网络系统的不确定性，对嵌入式系统性能测试、确定性测试造成严重的瓶颈。
6）、嵌入式系统的多样性同样造成测试自动化技术难以实施。
需要的常规测试有：芯片测试、黑盒白盒测试、覆盖测试、状态测试、集成测试、可靠性测试。定期的测试微处理器、存储器以及嵌入式程序占用的存储空间；外设的测试；电源测试；耗材的测试；安全测试；通信电缆测试。
第二章
1、查阅相关资料，谈谈你对嵌入式硬件系统基本架构的认识。
嵌入式硬件系统是以嵌入式微处理器为核心，主要由嵌入式微处理器、总线、存储器、输入输出接口和外围设备组成。
嵌入式系统的硬件可分为核心微处理器、控制电路以及外设与扩展
嵌入式微处理器是各种面向用户、面向产品、面向应用的嵌入式系统的核心部件，是控制系统运行的硬件单元。特点有体积小，集成度高，对实时多任务有很强的支持能力，具有很强的功能保护功能，可扩展。
嵌入式存储系统由高速缓冲区，主存储器和辅助存储器组成。
2、试叙述冯.诺依曼体系结构和哈佛体系结构的区别。(P30-31)
答：（1）冯?诺依曼体系结构：计算机系统一般由中央处理单元（CPU）、存储器系统和输入、输出设备组成，存储器系统负责存储全部数据和指令，并可以根据所给的地址对其进行读、写操作。数据和指令存在同一存储器中的计算机称为冯?诺依曼体系结构计算机。CPU 有若干个可以存放内部使用值的内部寄存器，其中典型的寄存器是程序计数器（PC）。CPU 根据PC中的内容从存储器中取出指令，然后对指令进行译码，执行。
（2）哈佛体系结构：特点是程序存储器和数据存储器分开，程序计数器（PC）只值向程序存储器而不值向数据存储器，这样，即使数据总线被占用，CPU也可以继续从程序内存中取指令执行，直到遇到访问内存的指令才不得不停下来等待DMA结束。这样就是在CPU 的操作和外设DMA的操作之间引入了某种并行度，从而可以提高系统的效率。独立的程序存储器和数据存储器提高了数字处理的性能，让两个存储器有不同的端口，可提供较大的存储器宽度。这样，数据和程序不必再竞争同一个端口，加快了机器的运行时间。
3、试叙述RISC的优点以及与CISC相比有何特点？(P31表2.1)
答: 答:RISC并非只是简单地减少指令，而是把着眼点放在了如何使计算机的结构更加简单合理地提高运算速度上。RISC结构的特点包括优先选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令；将指令长度固定，指令格式和寻址方式种类减少；简易的译码指令格式，在单周期内完成指令等。
表2.1 CISC和RISC的对比如下：
类别CISC RISC
指令系统指令数量很多相对较少
执行时间有些指令执行时间很长，如整块的存储内容拷贝；或将多个寄存器的内容拷贝到存储器多为单周期指令
编码长度编码长度可变，1~15个字节编码长度固定，通常为4个字节
寻址方式寻址方式多样寻址方式较简单
操作可以对存储器和寄存器进行运算和操作仅load/store指令可以对存储器进行操作，其余指令只能对寄存器进行运算和操作
编译难以用优化编译器生成高效的目标代码程序采用优化编码技术，生成高效的目标代码程序
5、ARM9TDMI中T、D、M、I的含义是什么？（P34）
答：TDMI的基本含义如下：
①T------支持16位压缩指令集Thumb；
②D-----支持片上Debug ；
③M----内嵌硬件乘法器Multiplier；
④I----嵌入式ICE，支持片上断点和调试点。
6、ARM微处理器的运算模式有那几种？各种运行模式下分别有什么特点？(P36 表2.2) 答：ARM微处理器支持7种运行模式，运行模式可以通过软件控制改变，外部中断或异常处理也可以引起模式发生改变。其运行模式如下：
模式模式描述
用户（user）ARM微处理器正常的程序执行状态
快速中断（FIQ）用于高速数据传输或通道处理
外部中断（IRQ）用于通用的中断处理
管理（supervision）操作系统保护模式
数据访问中断（abort）实现虚拟存储器和存储器保护
系统（system）运行特权操作系统任务
未定义（undifined）支持硬件协处理器的软件仿真
7、ARM有哪几种异常类型？ARM的异常是如何响应和返回的？(P41表2.5)
答：ARM内核支持7种中断和异常。不同的中断处于不同的处理模式，具有不同的优先级，而且每个中断都有固定的中断入口地址。当一个中断发生时，相应的R14存储中断返回地址，SPSR存储状态寄存器CPSR的值。
异常类型微处理器模式入口地址优先级描述
复位管理0x00 1 当微处理器的复位电平有效时，产生复位异常，程序跳转到复位异常处理程序处执行
未定义指令未定义0x04 7 当ARM微处理器或协处理器遇到不能处理的指令时，产生未定义指令异常。可使用该异常机制进行软件仿真
软件中断管理0x08 6 该异常由执行SWI指令产生，可用于用户模式下的程序调用特权操作指令。可使用该异常机制实现系统功能调用
预取中止数据访问中止0x0c 5 若微处理器预读指令的地址不存在或该地址不允许当前指令访问，存储器向微处理器发出中止信号，但当预读的指令被执行时，才会产生指令预取中止异常
数据中止数据访问中止0x10 2 若微处理器数据访问指令的地址不存在，或该地址不允许当前指令访问时，产生数据中止异常
外部中断外部中断0x18 4 当ARM外部中断请求引脚有效，且CPSR中的I位为0时，产生IRQ异常。系统的外设可通过该异常请求中断服务
快速中断快速中断0x1c 3 当ARM快速中断请求引脚有效，且CPSR中的F位为0时，产生IRQ异常
8、试简述ARM指令的寻址方式。（P44-46）
答：ARM指令的寻址方式如下：
寻址方式含义
立即（数）操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数，即立即数
寄存器利用寄存器中的数值作为操作数
寄存器间接以寄存器中的值作为操作数的地址，而操作数本身存放在存储器中
变址将基址寄存器的内容与指令给出的偏移量相加，形成操作数的有效地址，用于访问基址附近的存储单元
多寄存器一条指令可以完成多个寄存器值的传送
相对以程序计算器pc的当前值为基地址，指令中的地址标号作为偏移量，将二者相加之后得到操作数的有效地址
堆栈“先进先出”顺序进行存取的存储区，使用一个称作堆栈指针（sp）的专用寄存器指示当前操作位置，堆栈指针总是指向栈顶
10、Thumb指令集和ARM指令集相比有哪些优势？(P58)
答: thumb指令包括基本的加减循环移位及跳转指令。大部分arm指令可以用一条thumb指
令来完成相同的操作，在应用程序的编写过程中，只要遵循一定调用的规则，thumb子程序和arm子程序可以相互调用。大多数thumb指令是无条件执行的，而几乎所有的arm指令都是有条件执行的；大多数thumb数据处理指令的目的寄存器与其中一个源寄存器相同
11、试叙述S3C2410X微处理器有哪些外围资源？
答：S3C2410X采用ARM920T内核和AMBA总线。其结构包括; 1、1个LCD控制器，支持SNT/TFT液晶显示屏。2、外部存储器管理（SDRAM控制器和芯片选择逻辑）。3、3个通道的UART.。4个通道的DAM，支持存储器和I/O口之间的传输。5、4个具有PWM 功能的16位定时/计数器和1个16位内部定时器，支持外部时钟源。6、8通道的10位ADC，10位分辨率。7、触摸屏接口8、IIS总线接口。9、2个USB主机接口，1个USB设备接口。
10、2个SPI接口。11、SD卡接口和MMC卡接口。12、16位看门狗定时器。13、117位通用I/O口和24位外部中断源。14、8通道10 位AD控制器。15、电源管理
12、S3C2410X存储控制器支持哪两种模式
答：S3C2410X 存储控制器支持大端、小端模式存储
13、简述S3C2410X复位后存储器映射和地址空间分配情况。
答: S3C2410X存储器为片外存储器提供控制信号，1、支持大端、小端模式（可由编程选择）。
2、地址空间：每Bank 128 MB,分为8Bank(共1GB) 。
3、Bank0-Bank6起始地址固定，Bank7起始地址可变，Bank0支持16/32位数据存储器Bank1-Bank7支持8/16/32位数据存取；其中，Bank7起始地址可。存储器的映射Bank 0的数据总线宽度只能是16位或者32位，由复位时OM[1:0]决定。Bank0作为启动ROMBank(映射地址0X00000000，因此在对ROM 进行第一次存取前就必须决定Bank0的总线宽度。
14、S3C2410X的时钟和电源管理模块包含哪几个部分？试叙述各个模块的功能。(P61-64) 答：包含以下3个部分：
1）时钟管理逻辑：产生三种时钟信号：FCLK、HCLK、PCLK。同时时钟管理逻辑还包含二个锁相环：MPLL(用于FCLK,HCLK,PCLK)、UPLL（用于USB）。
2）USB时钟控制：USB主机和USB设备接口要求48MHz时钟，S3C2410X内部包含了为USB产生48MHZ时钟的专用锁相环（UPLL）。
3）电源管理：电源管理模块可以通过软件的方式控制系统时钟，从而达到降低功耗的目的，这种机制和锁相环、控制逻辑等相关。四种模式：Normal，Slow，Idle和Power-Off模式。
17、S3C2410X有多少个I/O端口？提供多少I/O引脚？有哪些重要的端口寄存器？
S3C2410X 芯片上共有71 个多功能的输入/输出引脚,它们分为7 组I/O 端口。重要的寄存器有：端口数据寄存器，端口上拉寄存器，I/O端口控制器。
18、简述S3C2410X的通用异步收发器工作原理。(P69)
答：S3C2410X的通用异步收发器（UART）提供三路独立的异步串行I/O口，可运行在中断模式或者DMA模式，换句话说，UART可以产生中断或DMA请求进行CPU和UART 之间的数据传送。UART可以支持高达230.4Kbps的数据速率，如果由外设提供时钟，UART 还可以运行在更高的频率。每个UART通道都包含两个16Byte用于接收、发送数据的FIFOs..S3C2410X UART具有可编程的波特率、1-2位停止位、5-8位的数据宽度和奇偶效验。每个UART包含一个波特率发生器、传送单元、发送单元和控制单元。通过数据发送、数据接收、自动流控制、RS-232C接口、中断、DMA请求、波特率发生器。
第三章
1、简述嵌入式微处理器的选型原则。(P80)
答：设计人员要求根据不同的应用来有针对性地进行选型，在完成需求分析之后，主要从微处理器内核结构、系统时钟（工作频率）、内存储器的容量、外围设备等方面来综合选择。
3、NAND Flash和NOR Flash各自的特点是什么？(P85)
答：NAND的特点是：极高的单元密度，可以达到高存储密度；写入和檫除的速度也很快，但NAND需要特殊的系统接口来串行地存取数据，对NAND的管理比较复杂。
NOR的特点是：芯片内执行，即应用的程序可以不必把代码读到系统RAM中而直接在Flash 内运用；传输效率很高，在1-16MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和檫除的速度大大影响了它的性能。
4、简述在电源模块的控制下微处理器的几种工作方式。(P81 a,b,c)
答：下面是电源管理可控制微处理器的几种不同耗电的工作方式：
A、运行方式：属于正常方式，允许所有电源和时钟输出。在系统复位后就进入了运行方式。
B、空闲方式：允许用户停止cpu核时钟，但仍继续监视片内外中断请求。这时系统单元模块（中断控制器、lcd控制器、时钟和电源管理器等）及存储器仍处于运行状态。
C、睡眠方式：微处理器内核停止供电，仅电源管理器继续工作。使用唤醒信号和复位信号等才能触发微处理器工作。
5、为S3C2410X微处理器设计一个具有串口、从USB接口的最小系统？
答：由于只用S3C2410X设计一个具有串口、从USB接口的最小系统，所以只画出了S3C2410X的部分针脚，整个设计图如下
最小系统
6、如何为S3C2410X微处理器扩展SDRAM接口电路。
答：由于SDRAM的运行速度比较高，因此在进行电路神经时需要注意所以的地址总线和控制信号线长度相等、所有的数据走线等长的问题，其电路设计图如下图所示。地址总线和控制总线在输出端上可串入小电阻以使系统更稳定等，在电路时序允许的前提下，为了抑制信号反射，可以在关键信号输出端串入小阻值的电阻，通常采用22-23的电阻。
7、S3C2410X微处理器是怎样连接NAND Flash的？
答：以K9F1208为例，其存储容量为64MB，数据总线宽度为8位，工作电压为2.7-3.6仅需要3.3v电源便可完成在系统的编程与檫除操作，K9F1208的I/O口即可以接收和发送数据，也可以接收地址信息和控制命令。在CLE有效时，锁存在I/O口上的是控制命令字；在ALE有效时，锁存在I/O口上的是地址；R\E\和W\E\有效时，锁存的是数据。其电路设计图如下
第四章
1、嵌入式软件的种类和特点有哪些？
答：种类有3种：嵌入式操作系统EOS（Embedded Operating System）是一种用途广泛的系统软件，EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制、协调并发活动。嵌入式支撑软件：支撑软件是用于帮助和支持软件开发的软件，通常包括数据库和开发工具，其中以数据库最为重要。嵌入式应用软件：嵌入式应用软件是针对特定应用领域，基于某一固定的硬件平台，用来达到用户预期目标的计算机软件。
主要特点如下：
1）、是一个高层次上的抽象，涉及组成系统的元素、元素之间的交互、元素合成的模型及对模型的限制；它并不涉及具体的系统结构，也不关心具体的实现；而实际系统是这种体系结
构的一个实例。
2）、必须满足系统规格说明定义的所有需求，包括功能性和非功能性需求。在设计时必须考虑系统的动态行为。
3）、在设计体系结构时，除必须考虑系统的实时性、系统环境的局限性之外，还必须考虑系统的安全性和可靠性、系统今后的扩展性和伸缩性以及与现存系统的兼容性等。显然，这需要进行综合决策判断。
2、什么是软件体系结构？软件体系结构有哪些作用？(P98,99)
答：软件体系结构是包含系统构件、连接件和约束的集合，是反映不同人员需求的集合，也是展示由构件、连接件和约束所定义的系统在实现时如何满足不同人员需求的原理的集合。软件体系结构的作用主要体现在二个方面：一方面，体系结构是一个系统的设计计划；另一方面，体系结构是帮助管理复杂系统的抽象框架。
3、整体结构、层次结构、客户机/服务器结构各自有哪些特点？比较它们的差异。(p101--103) 答：整体结构的特点：
1）系统中每个函数有唯一定义好的接口----参数和返回值，函数间调用不受限制。
2）软件开发是设计、函数编码/调试、链接成系统的反复过程，所有函数相互可见，不存在任何的信息隐藏。
3）函数调用可以有简单的分类，如核心调用、系统调用、用户调用等，用以简化编程，当然也可以不严格划分。
4）系统有唯一的主程序入口。
层次结构的特点：
1）可以在现有抽象层的基础上增加新的抽象层，便于简化复杂问题的设计实现。
2）对每层功能、接口的改变，最多影响上下层。
3）每层的接口都是抽象的，内部实现不受限制，因此很容易支持软件的重用。
客户机/服务器结构的特点：
1）将一个软件系统划分为服务器端和客户端两部分。
2）服务器端统一存放系统中将使用的各种实现策略、算法和信息；根据客户端的请求完成相应的工作，并将结果信息发还给客户端，也就是提供所谓的服务。
3）客户端根据软件功能的实际需要，向服务器端发出请求，要求服务器端选择适当的策略和信息进行处理，接收返还的信息并体现给终端用户。
4）一个服务器端可以同时接收多个客户端的请求并完成相应的服务。
5、在前后台系统中,前台和后台的交互是如何完成的?
答：基本思想：在系统软件结构中，将运行的任务分为前台和后台两类。在后台，一组任务按轮训方式访问CPU；在前台，当有实时任务到达时首先提出中断请求，之后将任务交给后台，按照后台的运行模式工作。
7、什么是任务？什么是实时任务？(P110)
答:任务是软件设计时抽象出相互作用的程序集合或者软件实体,每个程序执行时称之为任务;一个带有实时性能约束的任务称为实时任务.
8、实时多任务系统与前后台系统有哪些差异？()
答:前后台系统也称为中断驱动系统,其软件结构的显著特点是运行的任务有前后台之分.前台处理的是中断级别的事务,而后台处理是实时任务.为了有效地支持实时多任务应用,在架构系统时有必要从系统中抽象出一个便于上层应用开发的平台,这就是实时多任务系统.
9、概述实时多任务系统的基本结构，说明各组成部分的功能。(P111)
多任务系统是基于层次结构构架的，每一层对其上层而言好像是一个虚拟机（Virtual Machine），下层为上层提供服务，上层利用下层提供的服务。层与层之间定义有良好的接口，上下层之间通过接口进行交互与通信，每层划分为一个或者多个模块。
11、多处理器的结构有哪些不同的拓扑结构？可以对应哪些具体的应用。(P114)
答：如下分类：
1）总线型：将若干结点通过一条高速总线互连起来形成网络，采用广播方式实现结点间通信。
2）星型：每个远程结点通过一条单独的传输总线与中心结点连接，即采用点到点的连接方式，使用网络呈现星型。
3）环型：将各结点连接成环形，网络中的信息流是定向的，由一个结点发出的信息，将绕环传输一周后还回原点。
4）树型：将一个多级星型网络按层次排列，便形成树型网络。树的根是中央处理器，树的叶是终端计算机。
5）阵列型：只有相邻结点互连和互通，多个结点构成一个阵列。
6）网络型：各个结点间通过点到点连接，形成不规则的形状，结点之间通常都有多条通道。
第五章
1、叙述RTOS特点。
RTOS特点有：一、时间约束性，实时系统的任务具有一定的时间约束（截止时间）。根据截止时间，实时系统的实时性分为“硬实时”和“软实时”。
二、可预测性，可预测性是指系统能够对实时任务的执行时间进行判断，确定是否能够满足任务的时限要求。三、可靠性，大多数实时系统要求有较高的可靠性。四、与外部环境的交互作用性，实时系统通常运行在一定的环境下，外部环境是实时系统不可缺少的一个组成部分。五、多任务类型，在实时系统中，不但包括周期任务、偶发任务、非周期任务，还包括非实时任务。六、约束的复杂性，任务的约束包括时间约束、资源约束、执行顺序约束和性能约束。七、具有短暂超载的特点。
2、嵌入式操作系统与通用计算机操作系统的区别是什么？
通用计算机操作系统以提高系统总体利用率为标准，比如最大化利用CPU；而嵌入式OS 关注的是如何在规定时间内完成任务，时效性和可靠性更重要。
第六章
5、嵌入式操作系统有哪两种引导模式？每个阶段的工作是什么？
答：嵌入式操作系的引导模式有（1）需要Boot Loader的引导模式：对于采用RAM高性能RAM的系统，同样出于成本因素RAM空间有一定限制，此时一般采用Boot Loade引导方式，由Loader程序把操作系统内核中的数据段在复制到RAM中，代码段在Flash中运行。（2）不需要Boot Loader的引导模式。对于时间效率要求较高的系统，通常要求系统能够快速启动，由于将Flash中的代码复制到RAM中的操作会带来一定的时间开销，因此，对于此类系统启动时无需Boot Loader，而直接在NOR Flash或ROM系列可以做主存的非易失性存储介质中运行，已达到较快的启动速度
6、什么是Boot Loader?流行的第三方Boot Loader工具有哪些？
答：Boot Loader是在操作系统内核运行之前执行的一段小程序。它将操作系统内核从外部存储介质拷贝到内存中，并跳转到内核的首条指令。流行的第三方Boot Loader工具有（1）U-boot，是遵循GPL条款的开放源码项目，（2）GRUB，是一个将引导装载程序安装到主引导记录的程序，主引导记录位于硬盘的开始扇区。（3）LILO ，是Linux自带的一个优秀的引导管理器，使用它可以方便地引导一台计算机上的多个操作系统。
8、U-boot支持的主要功能包括哪些？
答;A.系统引导方面:支持NFS挂载、RAMDISK（压缩或非压缩）形式的根文件系统、支持NFS挂载、从Flash中引导压缩或非压缩系统内核。B.基本辅助功能：强大的操作系统接口功能；可灵活设置、传递多个关键参数给操作系统，适合系统在不同开发阶段的调试要求与产品发布，尤对Linux支持最为强劲。C.支持目标板环境参数多种存储方式，如Flash、NVRAM、EEPROM。D.CRC32校验，可校验Flash中内核、RAMDISK镜像文件是否完好。
E.设备驱动：提供串口、SDRAM、Flash、以太网、LCD、NVRAM、EEPROM、键盘、USB、PCMCIA、PCE、RTC等设务的驱动支持。
F.上电自检功能；SDRAM、Flash大小自动检测；SDRAM故障检测，CPU型号。
G.特殊功能：XIP内核引导。
习题1 1. 嵌入式系统的概念的是什么？答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技 术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。（嵌入式系统是嵌入式到对象体系中的，用于执行独立功能的专用计算机系统。） 2. 嵌入式系统的特点是什么？ 答：系统内核小；专用性强；运行环境差异大；可靠性要求高；系统精简和高实时性操作系统；具有固化在非易失性存储器中的代码嵌入式系统开发和工作环境 4. 嵌入式系统的功能是什么？答：提供强大的网络服务小型化，低成本，低 功能；人性化的人机界面；完善的开发平台 5. 嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成？答：嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，由存储器I/O 单元电路，通信模块，外部设备必要的辅助接口组成的。 7. 嵌入式操作系统的主要特点是什么？答：体积小；实时性；特殊的开发调试环境。 8. 叙述嵌入式系统的分类。答：按嵌入式微处理器的位数分类可以分为4 位、 8 位、16 位、32 位和64 位等；按软件实时性需求分类可以分为非实时系统（如PDA）， 软实时系统（如消费类产品）和硬实时系统（如工业实时控制系统）按嵌入式系统的复杂程度分类可以分为小型嵌入式系统，中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。 习题2 处理器和工作状态有哪些？
答：ARM犬态：此时处理器执行32位的的字对齐的ARS旨令。 Thumb犬态：此时处理器执行16位的，半字对齐的Thumb旨令 2.叙述ARM9内部寄存器结构，并分别说明R13 R14 R15寄存器的 作用。 答：共有37个内部寄存器，被分为若干个组（BANK，这些寄存器包括31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针）6个状态寄存器。R13用作堆栈指针，R14称为子程序链接寄存器，R15用作程序计数器。处理器的工作模式有哪些？ 答：用户模式：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式：用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式：用于通用中断处理管理模式：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式：当数据或指令预期终止时进入该模式，可用于虚拟存储器及存储保护 系统模式：运行具有特权的操作系统任务 未定义指令终止模式：当未定义的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。 微处理器支持的数据类型有哪些？ 答：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位），字（32 位）
嵌入式复习思考题及答案（1） 一、简答题 1、ARM9有哪几种工作模式？其中哪几种属于特权模式？哪几种属于几种异常模式？ 答：有用户、系统、管理、中止、未定义、普通中断、快速中断。系统、管理、中止、未定义、普通中断、快速中断属于特权模式。管理、中止、未定义、普通中断、快速中断属于几种异常模式。 2、ARM9有哪2种工作状态？各自特点？实现状态切换指令的是什么？ 答：ARM状态与Thumb状态。ARM状态指令是32位；Thumb状态指令是16位。切换指令是BX。 3、简述ARM9在不同工作模式下寄存器分布情况（用图表说明）。R13、R1 4、R15的固定用途；CPRS和SPRS名称及功能。 答：R13常作为堆栈指针SP、R14作为链接寄存器LR、R15作为程序计数器PC。CPRS是当前程序状态寄存器，包含条件代码、中断禁止位、当前处理器模式以及其他状态和控制信息。SPRS是程序状态保存寄存器，异常出现时用于保存CPRS的状态。 4 5 答：响应过程:1、将引起异常指令的下一条指令的地址保存到新的异常工作模式的R14中； 2、将CPSR的内容保存到将要执行的异常中断对应的SPSR中； 3、根据异常类型CPSR中的运行模式位； 4、将相应的矢量地址赋值给PC，开始执行异常处理程序。还可设中断禁止位。 返回过程: 1、将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中； 2、将SPSR内容送回CPSR； 3、若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。 6、写出ARM9支持的寻址方式，各举一例。 答：略 7、写出指令LDRB/LDRH/LDR的区别。 答：LDRB将内存单元一个字节的数据扩展到32位装载到寄存器； LDRH将内存单元半字（两个字节）的数据扩展到32位装载到寄存器； LDR 将内存单元一个字的数据装载到寄存器。 8、写出LDM、STM指令用于数据块拷贝时对应的4种后缀以及用于堆栈操作对应的4种后缀。 解释各自的执行过程。 答：数据块拷贝后缀：IA操作后指针增；DA操作后指针减； IB操作前指针增；DB操作前指针减。 堆栈操作后缀：FD满递减；ED空递减；FA满递增；EA空递增。 9、ARM和Thumb两种状态下各自堆栈的生成方式有何不同？写出各自对应的入栈、出栈指令。答：ARM堆栈有4种生成方式满递增、满递减、空递增、空递减； 入栈指令：STM（FD\ED\FA\EA 4种后缀之一）出栈指令：LDM（FD\ED\FA\EA 4种后缀之一）Thumb堆栈采用满递减的生成方式。入栈指令：PUSH . 出栈指令：POP 10、写出条件代码NE、EQ的判断条件。 答：NE Z=0 （不相等）；EQ Z=1 （相等） 11、B、BL及BX指令有何区别？写出无嵌套的子程序调用及返回指令。 答：B是简单的转移指令，实现向目的地址的简单的跳转；
8. 什么是弱束暗场像？与中心暗场像有何不同？试用Ewald图解说明。 答：弱束暗场像是通过入射束倾斜，使偏离布拉格条件较远的一个衍射束通过物镜光阑，透射束和其他衍射束都被挡掉，利用透过物镜光阑的强度较弱的衍射束成像。 与中心暗场像不同的是，中心暗场像是在双光束的条件下用的成像条件成像，即除直射束外只有一个强的衍射束，而弱束暗场像是在双光阑条件下的g/3g的成像条件成像，采用很大的偏离参量s。中心暗场像的成像衍射束严格满足布拉格条件，衍射强度较强，而弱束暗场像利用偏离布拉格条件较远的衍射束成像，衍射束强度很弱。采用弱束暗场像，完整区域的衍射束强度极弱，而在缺陷附近的极小区域内发生较强的反射，形成高分辨率的缺陷图像。图：PPT透射电子显微技术1页 10. 透射电子显微成像中，层错、反相畴界、畴界、孪晶界、晶界等衍衬像有何异同？用什么办法及根据什么特征才能将它们区分开来？ 答：由于层错区域衍射波振幅一般与无层错区域衍射波振幅不同，则层错区和与相邻区域形成了不同的衬度，相应地出现均匀的亮线和暗线，由于层错两侧的区域晶体结构和位相相同，故所有亮线和暗线的衬度分别相同。层错衍衬像表现为平行于层错面迹线的明暗相间的等间距条纹。 孪晶界和晶界两侧的晶体由于位向不同，或者还由于点阵类型不同，一边的晶体处于双光束条件时，另一边的衍射条件不可能是完全相同的，也可能是处于无强衍射的情况，就相当于出现等厚条纹，所以他们的衍衬像都是间距不等的明暗相间的条纹，不同的是孪晶界是一条直线，而晶界不是直线。 反相畴界的衍衬像是曲折的带状条纹将晶粒分隔成许多形状不规则的小区域。 层错条纹平行线直线间距相等 反相畴界非平行线非直线间距不等 孪晶界条纹平行线直线间距不等 晶界条纹平行线非直线间距不等 11.什么是透射电子显微像中的质厚衬度、衍射衬度和相位衬度。形成衍射衬度像和相位衬度像时，物镜在聚焦方面有何不同？为什么？ 答：质厚衬度：入射电子透过非晶样品时，由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异，导致透过不同区域落在像平面上的电子数不同，对应各个区域的图像的明暗不同，形成的衬度。 衍射衬度：由于样品中的不同晶体或同一晶体中不同部位的位向差异导致产生衍射程度不同而形成各区域图像亮度的差异，形成的衬度。 相位衬度：电子束透过样品，试样中原子核和核外电子产生的库伦场导致电子波的相位发生变化，样品中不同微区对相位变化作用不同，把相应的相位的变化情况转变为相衬度，称为相位衬度。 物镜聚焦方面的不同：透射电子束和至少一个衍射束同时通过物镜光阑成像时，透射束和衍射束相互干涉形成反应晶体点阵周期的条纹成像或点阵像或结构物象，这种相位衬度图像的形成是透射束和衍射束相干的结果，而衍射衬度成像只用透射束或者衍射束成像。
材料分析方法课后练习题参考答案 2015-1-4 BY：二专业の学渣 材料科学与工程学院
3.讨论下列各组概念的关系 答案之一 (1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：λk吸收〈λkβ发射〈λkα发射 (2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 答：λkβ发射（靶）〈λk吸收(滤波片)〈λkα发射（靶）。任何材料对X射线的吸收都有一个Kα线和Kβ线。如Ni 的吸收限为0.14869 nm。也就是说它对0.14869nm波长及稍短波长的X射线有强烈的吸收。而对比0.14869稍长的X射线吸收很小。Cu靶X射线:Kα=0.15418nm Kβ=0.13922nm。 (3）X射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。 答：Z靶≤Z样品+1 或Z靶>>Z样品 X射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X射线管靶材的发射谱大大小于被照射试样的吸收谱。在进行衍射分析时，总希望试样对X射线应尽可能少被吸收，获得高的衍射强度和低的背底。 答案之二 1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：当构成物质的分子或原子受到激发而发光，产生的光谱称为发射光谱，发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱，吸收光谱则决定于物质的化学结构，与分子中的双键有关。 2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 答：可以选择λK刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间的金属薄片作为滤光片，放在X射线源和试样之间。这时滤光片对Kβ射线强烈吸收，而对Kα吸收却少。 6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？ 答：eVk=hc/λ Vk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv) λ0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm) 其中h为普郎克常数，其值等于6.626×10-34 e为电子电荷，等于1.602×10-19c 故需加的最低管电压应≥17.46(kv)，所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。 7、名词解释：相干散射、非相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应 答：⑴当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。 ⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。
第2章ARM技术与ARM体系结构 1.简述ARM处理器内核调试结构原理 答：ARM处理器一般都带有嵌入式追踪宏单元ETM（Embedded Trace Macro），它是ARM 公司自己推出的调试工具。ARM处理器都支持基于JTAG（Joint Test Action Group 联合测试行动小组）的调试方法。它利用芯片内部的Embedded ICE来控制ARM内核操作，可完成单步调试和断点调试等操作。当CPU处理单步执行完毕或到达断点处时，就可以在宿主机端查看处理器现场数据，但是它不能在CPU运行过程中对实时数据进行仿真。 ETM解决了上述问题，能够在CPU运行过程中实时扫描处理器的现场信息，并数据送往TAP（Test Access Port）控制器。上图中分为三条扫描链（图中的粗实线），分别用来监视ARM核，ETM，嵌入式ICE的状态。 1.分析ARM7TDMI-S各字母所代表的含义。 答：ARM7 T D M I – S 中 ARM是Advanced RISC Machines的缩写 7是系列号； T：支持高密度16位的Thumb指令集； D：支持JTAG片上调试； M：支持用于长乘法操作（64位结果）ARM指令，包含快速乘法器；； I：带有嵌入式追踪宏单元ETM，用来设置断点和观察点的调试硬件； S：可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。这种源代码形式又可以编译成一种易于EDA工具使用的形式。 2.ARM处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，并指出处 理器在什么情况下进入相应的模式。 答：ARM技术的设计者将ARM处理器在应用中可能产生的状态进行了分类，并针对同一类型的异常状态设定了一个固定的入口点，当异常产生时，程序会自动跳转到对应异常入口处进行异常服务。 ?1．用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下 执行。在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器不会自动切换工作模式 ?2．FIQ模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优先
嵌入式习题答案Last revision on 21 December 2020
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（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
1. X射线衍射的几何条件是d、θ、λ必须满足什么公式？写出数学表达式，并说明d、θ、λ的意义。（5分）答：. X射线衍射的几何条件是d、θ、λ必须满足布拉格公式。（1分）其数学表达式：2dsinθ=λ（1分）其中d是晶体的晶面间距。（1分）θ是布拉格角，即入射线与晶面间的交角。（1分）λ是入射X 射线的波长。（1分） 4. 二次电子是怎样产生的？其主要特点有哪些？二次电子像主要反映试样的什么特征？用什么衬度解释？该衬度的形成主要取决于什么因素？（6分） 答：二次电子是单电子激发过程中被入射电子轰击出的试样原子核外电子。（1分） 二次电子的主要特征如下： （1）二次电子的能量小于50eV，主要反映试样表面10nm层内的状态，成像分辨率高。（1分） （2）二次电子发射系数δ与入射束的能量有关，在入射束能量大于一定值后，随着入射束能量的增加，二次电子的发射系数减小。（1分） （3）二次电子发射系数δ和试样表面倾角θ有关：δ(θ)=δ0/cosθ（1分） （4）二次电子在试样上方的角分布，在电子束垂直试样表面入射时，服从余弦定律。（1分） 二此电子像主要反映试样表面的形貌特征，用形貌衬度来解释，形貌衬度的形成主要取决于试样表面相对于入射电子束的倾角。（1分） 2. 布拉格角和衍射角： 布拉格角：入射线与晶面间的交角，（1.5 分） 衍射角：入射线与衍射线的交角。（1.5 分） 3. 静电透镜和磁透镜： 静电透镜：产生旋转对称等电位面的电极装置即为静电透镜，（1.5 分） 磁透镜：产生旋转对称磁场的线圈装置称为磁透镜。（1.5 分） 4. 原子核对电子的弹性散射和非弹性散射： 弹性散射：电子散射后只改变方向而不损失能量，（1.5 分） 非弹性散射：电子散射后既改变方向也损失能量。（1.5 分） 二、填空（每空1 分，共20 分） 1. X 射线衍射方法有劳厄法、转晶法、粉晶法和衍射仪法。 2.扫描仪的工作方式有连续扫描和步进扫描两种。 3. 在X 射线衍射物相分析中，粉末衍射卡组是由粉末衍射标准联合 委员会编制，称为JCPDS 卡片，又称为PDF 卡片。 4. 电磁透镜的像差有球差、色差、轴上像散和畸变。 5.透射电子显微镜的结构分为光学成像系统、真空系统和电气系统。 1. X射线管中，焦点形状可分为点焦点和线焦点，适合于衍射仪工作的是线焦点。 2. 在X 射线物象分析中，定性分析用的卡片是由粉末衍射标准联合委员会编制，称为JCPDS 卡片，又称为PDF(或ASTM) 卡片。 3. X射线衍射方法有劳厄法、转晶法、粉晶法和衍射仪法。 4. 电磁透镜的像差有球差、色差、轴上像散和畸变。 5. 电子探针是一种显微分析和成分分析相结合的微区分析。 二、选择题（多选、每题4 分） 1. X射线是（ A D ） A. 电磁波； B. 声波； C. 超声波； D. 波长为0.01~1000?。 2. 方程2dSinθ=λ叫（ A D ） A. 布拉格方程； B. 劳厄方程； C. 其中θ称为衍射角； D. θ称为布拉格角。
材料分析测试技术部分课后答案 太原理工大学材料物理0901 除夕月 1-1 计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X-射线的振动频率和能量。 ν=c/λ=3*108/(0.071*10-9)=4.23*1018S-1 E=hν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15 J ν=c/λ=3*108/(0. 154*10-9)=1.95*1018S-1 E=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15 J 1-2 计算当管电压为50kV时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能. E=eV=1.602*10-19*50*103=8.01*10-15 J λ=1.24/50=0.0248 nm E=8.01*10-15 J(全部转化为光子的能量) V=(2eV/m)1/2=(2*8.01*10-15/9.1*10-31)1/2=1.32*108m/s 1-3分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射； （2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射；
（3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。 答：根据经典原子模型，原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上，在稳定状态下，每个壳层有一定数量的电子，他们有一定的能量。最内层能量最低，向外能量依次增加。 根据能量关系，M、K层之间的能量差大于L、K成之间的能量差，K、L层之间的能量差大于M、L层能量差。由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差，所以K?的能量大于Ka 的能量，Ka能量大于La的能量。 因此在不考虑能量损失的情况下： CuKa能激发CuKa荧光辐射；（能量相同） CuK?能激发CuKa荧光辐射；（K?>Ka） CuKa能激发CuLa荧光辐射；（Ka>la） 1-4 以铅为吸收体，利用MoKα、RhKα、AgKαX射线画图，用图解法证明式（1-16）的正确性。（铅对于上述Ⅹ射线的质量吸收系数分别为122.8，84.13，66.14 cm2／g）。再由曲线求出铅对应于管电压为30 kv条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。 解：查表得 以铅为吸收体即Z=82 Kαλ3 λ3Z3 μm Mo 0.714 0.364 200698 122.8 Rh 0.615 0.233 128469 84.13 Ag 0.567 0.182 100349 66.14 画以μm为纵坐标，以λ3Z3为横坐标曲线得K≈8.49×10-4，可见下图 铅发射最短波长λ0＝1.24×103/V＝0.0413nm λ3Z3＝38.844×103 μm = 33 cm3/g 1-5. 计算空气对CrKα的质量吸收系数和线吸收系数（假设空气中只有质量分数80％的氮和质量分数20％的氧，空气的密度为1.29×10-3g／cm3）。 解：μm=0.8×27.7＋0.2×40.1=22.16+8.02=30.18（cm2/g） μ=μm×ρ=30.18×1.29×10-3=3.89×10-2 cm-1 1-6. 为使CuKα线的强度衰减1／2，需要多厚的Ni滤波片？（Ni的密度为8.90g／cm3）。1-7. CuKα1和CuKα2的强度比在入射时为2：1，利用算得的Ni滤波片之后其比值会有什么变化？ 解：设滤波片的厚度为t 根据公式I/ I0=e-Umρt；查表得铁对CuKα的μm＝49.3（cm2/g）,有：1/2=exp(-μmρt) 即t=-(ln0.5)/ μmρ=0.00158cm 根据公式：μm=Kλ3Z3，CuKα1和CuKα2的波长分别为：0.154051和0.154433nm ，所以μm=K
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
9.3.1 a) void closestMatchPC() { EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION; char manf[], SQLSTATE[6]; int targetPrice, float tempSpeed, speedOfClosest; char tempModel[4], modelOfClosest[4]; int tempPrice, priceOfClosest; EXEC SQL END DECLARE SECTION; EXEC SQL DECLARE pcCursor CURSOR FOR SELECT model, price, speed FROM PC; EXEC SQL OPEN pcCursor; EXEC SQL FETCH FROM pcCursor INTO :modelOfClosest, :priceOfClosest, :speedOfClosest; if(NOT_FOUND) /* print message and exit */ ; while(1) { EXEC SQL FETCH pcCursor INTO :tempModel, :tempPrice, :tempSpeed; if (NOT_FOUND) break; if(|tempPrice-targetPrice|<|priceOfClosest-targetPrice|) { modelOfClosest = tempModel; priceOfClosest = tempPrice; speedOfClosest = tempSpeed; } } EXEC SQL SELECT maker INTO :manf FROM Product WHERE model = :modelOfClosest; printf("manf=%s, model=%d, speed=%d\n", manf, modelOfClosest, speedOfClosest); EXEC SQL CLOSE CURSOR pcCursor; }
第十四章 1、波谱仪和能谱仪各有什么优缺点 优点:1）能谱仪探测X射线的效率高。 2）在同一时间对分析点内所有元素X射线光子的能量进行测定和计数，在几分钟内可得到定性分析结果，而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。 3）结构简单，稳定性和重现性都很好 4）不必聚焦，对样品表面无特殊要求，适于粗糙表面分析。 缺点：1）分辨率低。 2）能谱仪只能分析原子序数大于11的元素；而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素。 3）能谱仪的Si(Li)探头必须保持在低温态，因此必须时时用液氮冷却。 分析钢中碳化物成分可用能谱仪；分析基体中碳含量可用波谱仪。 2、举例说明电子探针的三种工作方式（点、线、面）在显微成分分析中的应用。 答：(1)、定点分析：将电子束固定在要分析的微区上用波谱仪分析时，改变分光晶体和探测器的位置，即可得到分析点的X射线谱线；
用能谱仪分析时，几分钟内即可直接从荧光屏（或计算机）上得到微区内全部元素的谱线。 (2)、线分析：将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置把电子束沿着指定的方向作直线轨迹扫描，便可得到这一元素沿直线的浓度分布情况。改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。 (3)、面分析：电子束在样品表面作光栅扫描，将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置，此时，在荧光屏上得到该元素的面分布图像。改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。也是用X射线调制图像的方法。 3、要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，选用什么仪器用怎样的操作方式进行具体分析 答：（1）若观察断口形貌，用扫描电子显微镜来观察：而要分析夹杂物的化学成分，得选用能谱仪来分析其化学成分。 (2)A、用扫描电镜的断口分析观察其断口形貌：
一、名词解释（30分，每题3分） 1）短波限: 连续X 射线谱的X 射线波长从一最小值向长波方向伸展，该波长最小值称为短波限。P7。 2）质量吸收系数 指X 射线通过单位面积上单位质量物质后强度的相对衰减量，这样就摆脱了密度的影响，成为反映物质本身对X 射线吸收性质的物质量。P12。 3）吸收限 吸收限是指对一定的吸收体，X 射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。P12。 4）X 射线标识谱 当加于X 射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值k U 时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为X 射线标识谱。P9。 5）连续X 射线谱线 强度随波长连续变化的X 射线谱线称连续X 射线谱线。P7。 6）相干散射 当入射线与原子内受核束缚较紧的电子相遇，光量子不足以使原子电离，但电子可在X 射线交变电场作用下发生受迫振动，这样的电子就成为一个电磁波的发射源，向周围辐射与入射X 射线波长相同的辐射，因为各电子所散射的射线波长相同，有可能相互干涉，故称相干散射。P14。 7）闪烁计数器 闪烁计数器利用X 射线激发磷光体发射可见荧光，并通过光电管进行测量。P54。 8）标准投影图 对具有一定点阵结构的单晶体，选择某一个低指数的重要晶面作为投影面，将各晶面向此面所做的极射赤面投影图称为标准投影图。P99。 9）结构因数 在X 射线衍射工作中可测量到的衍射强度HKL I 与结构振幅2 HKL F 的平方成正比，结构振幅
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？
a r m嵌入式系统课后习题 部分答案 The pony was revised in January 2021
一填空题嵌入式系统从大的方面分为（嵌入式系统硬件平台）和（嵌入式软件）两大部分。 驱动层程序一般包括（硬件抽象层HAL）、（板级支持包BSP）和（设备驱动程序）。 嵌入式系统核心是嵌入式处理器，可分为（嵌入式微处理器）、（嵌入式微控制器）、嵌入式DSP处理器和（嵌入式片上系统SoC）4大类。处理器分为（ARM）和（Thumb）两种操作状态。 状态下，SP寄存器指的是（R13）、LR寄存器指的是（R14）、PC寄存器指的是（R15）. 处理器支持的数据类型中，字节为（8）位、半字为（16）位、字为（32）位。 (-S)指令集包括（ARM）指令集和（Thumb）指令集。 指令用于从（存储器）中将一个32位的字数据传送到（目的寄存器）中。 指出下面各条指令的寻址方式。 SUB R0，R1，R2 ；寻址方式：（寄存器寻址）。
SUBS R0，R0，#1 ；寻址方式：（立即寻址）。 MOV R0，R2，LSL#3 ；寻址方式：（寄存器移位寻址）。 SWP R1，R1，[R2] ；寻址方式：（寄存器间接寻址）。 LDR R2，[R3，#0x0C] ；寻址方式：（基址寻址）。 汇编语言源程序中语句一般有（指令）、（伪指令）、（伪操作）和宏指令组成。 对Flash存储器的编程可通过（JTAG仿真/调试器）、（ ISP ）和（IAP）3重方法来实现。 异常向量表可以来自4个不同的存储器区域，分别是（片内Flash ）、（片内SRAM ）、（ Boot Block ）和片外存储器。 系列的定时器主要用于3个方面：（对内部事件进行计数的间隔定时器）、（通过捕获输入实现脉宽解调器）、（自由运行的定时器）。二选择题 可以表示微控制器的缩略词是（ B ） A. MPU B. MCU C. WDT 类存储器包括（ ABD ）
第一章 一、选择题 1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（） A.X射线透射学； B.X射线衍射学； C.X射线光谱学； D.其它 2. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（） A.Kα； B. Kβ； C. Kγ； D. Lα。 3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（） A．Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。 4. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（） A.短波限λ0； B. 激发限λk； C. 吸收限； D. 特征X射线 5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（）（多选题） A.光电子； B. 二次荧光； C. 俄歇电子； D. （A+C） 二、正误题 1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。（） 2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。（） 3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。（） 4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。（） 5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。（） 三、填空题
1. 当X 射线管电压超过临界电压就可以产生 X 射线和 X 射线。 2. X 射线与物质相互作用可以产生 、 、 、 、 、 、 、 。 3. 经过厚度为H 的物质后，X 射线的强度为 。 4. X 射线的本质既是 也是 ，具有 性。 5. 短波长的X 射线称 ，常用于 ；长波长的X 射线称 ，常用于 。 习题 1. X 射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？ 2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuK αX 射线激发CuK α荧光辐射； （2）用CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射； （3）用CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。 3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效 应”、“发射谱”、“吸收谱”？ 4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理 量描述它？ 5. 产生X 射线需具备什么条件？ 6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？ 7. 计算当管电压为50 kv 时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短 波限和光子的最大动能。 8. 特征X 射线与荧光X 射线的产生机理有何异同？某物质的K 系荧光X 射线波长是否等 于它的K 系特征X 射线波长？ 9. 连续谱是怎样产生的？其短波限 V eV hc 3 10 24.1?==λ 与某物质的吸收限 k k k V eV hc 3 10 24.1?==λ 有何不同（V 和V K 以kv 为单位）？ 10. Ⅹ射线与物质有哪些相互作用？规律如何？对x 射线分析有何影响？反冲电子、光
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。 （1）新的微处理器层出不穷，精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软硬件成本。（2）Linux、Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系统迅速发展。（3）嵌入式系统的开发成了一项系统工程，开发厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还要提供强大的硬件开发工具和软件支持包。
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。 4、何谓系统规划？为何要做系统规划 系统规划就是拟定一个开发进程，使项目在合理的进程范围中逐渐建构完成。其目地是让客户可以进一步地掌握系统开发的进程，并确定检查点，以让双方确定项目是否如预期中的进度完成。 5、为什么在项目结束前需要进行项目讨论？ 项目的讨论一个项目进行的反馈机制。通过这一个程序，项目团队的经验才可以被记录 下来，也就是说，这是一个撰写项目历史的过程。 第三章 1、ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？ 64 位乘法指令（带M 后缀的）、支持片上调试（带D 后缀的）、高密度16 位的Thumb 指令机扩展（带T 后缀的）和EmbededICE 观察点硬件（带I 后缀的） 2、ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？ 三级流水线（取指译码执行）；使用了冯·诺依曼（V on Neumann ）结构，指令和数据共用一条 32 位总线。 3、ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？ 处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态，处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。 4、分别列举ARM的处理器模式和状态。 状态： ARM 状态32 位，这种状态下执行的是字方式的ARM 指令