第1章嵌入式系统概述 1．填空题 （1）嵌入式系统硬件平台嵌入式软件 （2）硬件抽象层HAL 板级支持包BSP 设备驱动程序 （3）嵌入式微处理器嵌入式微控制器嵌入式片上系统SoC 2．选择题 （1）B （2）A B D （3）D 3．简答题 （1）什么是嵌入式系统？列举几个熟悉的嵌入式系统的产品。 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。常见的有汽车、手机、MP3等等。 （2）嵌入式系统由哪几部分组成？ 嵌入式系统从大的方面分嵌入式系统硬件平台和嵌入式软件两大部分，其中软件部分又具体分为若干层次。对于包含有操作系统的嵌入式系统来讲，嵌入式系统软件结构包含4个层次：设备驱动层、实时操作系统RTOS层、应用程序接口API层、应用程序层。 （3）简述嵌入式系统的特点。 系统内核小；专用性强；系统精简；软件固化；嵌入式软件开发要想走向标准化，就必 须使用多任务的操作系统；嵌入式系统开发需要开发工具和环境。
第2章ARM体系结构 1．填空题 （1）Cortex-R4处理器Cortex-A8处理器 （2）ARM Thumb （3）R13 R14 R15 （4）8 16 32 2．选择题 （1）A C D （2）A （3）B C D 3．简答题 （1）简述ARM可以工作的几种模式。 ARM体系结构支持7种处理器模式：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。 （2）ARM7内部有多少个寄存器？ 在ARM7TDMI处理器内部有37个用户可见的32位寄存器，其中31个通用寄存器，6个状态寄存器。 （3）描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中断？ 在一个特权模式下，都可通过置位CPSR中的I位来禁止IRQ。 在一个特权模式中，可通过置位CPSR中的F标志来禁止FIQ异常。 （4）请描述ARM7TDMI进入异常或退出异常时内核有何操作？ 当异常发生时，ARM处理器尽可能完成当前指令（除了复位异常）后，再去处理异常，并执行如下动作： ①进入与特定的异常相应的操作模式； ②将引起异常指令的下一条指令的地址保存到新模式的R14中； ③将CPSR的原值保存到新模式的SPSR中； ④通过设置CPSR的第7位来禁止IRQ；如果异常为快中断，则要设置CPSR的第6位禁止快中断； ⑤给PC强制赋向量地址值。 退出异常时： ①将LR中的值减去偏移量后移入PC，偏移量根据异常的类型而有所不同； ②将SPSR的值复制回CPSR； ③清零在入口置位的中断禁止标志。
《嵌入式系统及应用》课程实验 一、实验课程的性质、目的和任务 性质：《嵌入式系统及应用》课程是自动化专业的专业基础课程，本实验课是该课程教学大纲中规定必修的实验教学内容。 目的和任务：通过实验环节来巩固和加深学生对嵌入式系统的理解，使学生掌握MCS51单片机和ARM的基本原理和应用技术。通过熟悉MCS51开发环境和ARM集成开发环境，使学生掌握嵌入式系统开发的一般规律和方法。在集成开发环境下，进行系统功能程序的编写和调试的训练，掌握嵌入式系统软硬件调试的一般方法和系统设计的能力。 二、实验内容、学时分配及基本要求
三、考核及实验报告 （一）考核 本课程实验为非独立设课，实验成绩占课程总成绩的15%，综合评定实验成绩。（二）实验报告 实验报告应包括： 实验名称 实验目的 实验内容与要求 设计思路（如：分析、程序流程图等） 实验步骤 实验代码（含必要注释） 实验结果分析 实验小结（本题调试过程中遇到的问题和解决方法、注意事项、心得体会等）注：综合型实验需写出系统功能、设计过程 实验报告的要求： 实验报告以文本形式递交，实验报告要书写规范、文字简练、语句通顺、图表清晰。 四、主要仪器设备 硬件：微型计算机；嵌入式系统开发平台。 软件：Keil C51；ADT 五、教材及参考书 教材
[1] 高锋．单片微型计算机原理与接口技术（第二版）．北京：科学出版社，2007 [2] 自编．嵌入式系统及应用 参考书 [1] 王田苗．嵌入式系统设计与实例开发．北京：清华大学出版社，2003 [2] 陈赜．ARM9 嵌入式技术及Linux高级实践教程．北京：北京航空航天大学出版社，2005 [3] 李忠民等．ARM嵌入式VxWorks实践教程．北京：北京航空航天大学出版社，2006
1.什么是嵌入式系统？嵌入式系统的三个基本要素是什么？ 2./*/在IC行业中，已完成并经过验证的IC电路具有固定的不可再分解的功能特性，人 们称之为“核”，它们属于知识产权保护的范畴，所以也成为知识产权核或 IP 核。 3.什么是片上系统（SoC）？片上系统的特点是什么？ 4.设指令由取指、分析、执行3个子部件完成（ARM7体系结构采用3级流水线，分别是 取指、分析、执行），每个子部件的工作周期为△t，采用常规标量单流水线处理机。若连续执行10条指令，则共需要多少时间？ 5./*/某人使用电子书阅读一部长篇小说，其电子文本的格式为.txt，文件的实际大小为 236KB，该小说包含的汉字大约有多少万字？ 6./*/Internet有许多不同结构的局域网核广域网互相连接在一起，它们能相互通信并协 调地进行工作的基础是因为都采用了 TCP/IP 协议。 7. RISC的特点有哪些？ 8./*/与通用计算机（如PC）相比，嵌入式系统具有许多不同之处。下面不属于嵌入式系 统特点的是。 A. 嵌入式系统与具体应用紧密结合，具有很强的专业性 B．嵌入式系统大多数面向控制应用，可靠性十分重要 C. 应用于过程控制、数据采集、通信传输等领域的嵌入式系统对实时性有要求 D．大多数嵌入式系统的软件用户可以方便地进行修改、升级和扩充 9./*/与其他内核相比，关于ARM内核的主要特点，以下说法不正确的是 D 。 A．功耗低，代码密度大，编译器选择好 B. 成本低，软件可移植性好，供货源多C．功能强大，低功耗设计，RISC结构 D. 全部都是RISC、哈佛结构 10.ARM7TDMI的T、D、M、I分别表示什么含义？ 11./*/对于CPSR寄存器，选择用户模式且使用快速中断FIQ，禁止IRQ中断，Thumb状态， 则CPSR的值为 0x000000B0 . 12.ARM7处理器的字是多少位的？ARM7处理器的存储空间的大小是多少？ 13./*/已知内存0x50008000中的内容为0x6A，0x50008001中的内容为0x51,0x50008002 中的内容为0x18,0x50008003中的内容为0x96，则ARM在小端模式下这一个字的数据为0x9618516A. 14./*/若指令执行前R2的值为0xFF998877，则指令AND R1, R2, #0x101执行后，R1的 值为 . 15./*/已知R0=0x10，则执行指令ORR R0, R0,#1后，R1= . 16./*/已知C=1，R1=100，R2=90，则执行指令ADC R0, R1, R2后，R0= . 17./*/在指令LDR R0, [R1,#4]! 执行后，R1中的值为R1+4. 18.在32位总线系统中，若时钟频率为500MHz，传送一个32位字需要5个时钟周期，则 该总线系统的数据传送速率是多少？ 19./*一副1024×768的彩色图像，其数据量在2.25M左右，若图像数据没有经过压缩处理， 则图像中每个像素是使用多少位二进制位表示的？ 答：设每个像素使用m位二进制位表示，则 1024×768×m/ 8 = 2.25×1024×1024. 解得m=24. 20.ARM7TDMI处理器的有多少个寄存器？其中通用寄存器有多少个？状态寄存器有多少 个？R13、R14、R15的别名和功能特点，CPSR的各个位的含义，SPSR的功能等。21.ARM7的寄存器都是多少位的？这些寄存器不能被同时看到，哪些因素决定这些寄存器 对编程者可见？ 22.在ARM处理器中，哪一个寄存器包括全局的中断禁止位？控制中断禁止位就可以打开
《嵌入式系统设计与应用》课程设计 题目嵌入式系统的实践教学探讨 1．嵌入式系统设计与应用课程的内容概述 1.1 内容概述 本课程适用于计算机类专业，是一门重要的专业课程。它的任务是掌握嵌入式系统的基本概念；掌握嵌入式处理器 ARM 体系结构，包括ARM总体结构、存储器组织、系统控制模块和I/O外围控制模块；掌握ARM指令集和Thumb指令集；掌握ARM汇编语言和C语言编程方法；了解基于ARM 的开发调试方法。它的目的是了解和掌握嵌入式处理器的原理及其应用方法。 1）介绍嵌入式系统开发的基础知识，从嵌入式计算机的历史由来、嵌入式系统的定义、嵌入式系统的基本特点、嵌入式系统的分类及应 用、嵌入式系统软硬件各部分组成、嵌入式系统的开发流程、嵌入 式技术的发展趋势等方面进行了介绍，涉及到嵌入式系统开发的基 本内容，使学生系统地建立起的嵌入式系统整体概念。 2）对ARM技术进行全面论述，使学生对ARM技术有个全面的了解和掌握，建立起以ARM技术为基础的嵌入式系统应用和以ARM核为基础 的嵌入式芯片设计的技术基础。 3）ARM指令系统特点，ARM 指令系统，Thumb 指令系统，ARM 宏汇编，ARM 汇编语言程序设计，嵌入式 C 语言程序设计。 1.2实践教学探讨 在IEEE 计算机协会2004年6月发布的Computing Curricula Computer Engineering Report， Ironman Draf t 报告中把嵌入式系统课程列为计算机工程学科的领域之一，把软硬件协同设计列为高层次的选修课程。美国科罗拉多州立大学“嵌入式系统认证”课程目录包括实时嵌入式系统导论、嵌入式系统设计和嵌入式系统工程训练课程。美国华盛顿大学嵌入式系统课程名称是嵌入式系统
arm 嵌入式系统基础教程课后答案【篇一：arm 嵌入式系统基础教程习题答案周立功】 /p> 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
嵌入式系统设计与应用 本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 课程名称：课程名称：嵌入式系统设计与应用 总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12 36学时12学时总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12学时教材：嵌入式系统设计教程》教材：《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书：参考书：1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石．ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石．《ARM嵌入式系统教程》．机械工业出版2008年社．2008年9月 1 课程内容 绪论：绪论： 1）学习嵌入式系统的意义2）高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计（实验课）3）嵌入式系统设计（实验课）内容安排 第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介 第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计 概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统
中山大学软件学院 软件工程专业本科生课程教学大纲 Course Profile for Undergraduates of Software Engineering 最近更新/ Revision : 2009.06.11
课程教学大纲模板之填写说明： 1、软件学院的培养目标之一是“国际化”，同时为便于我院与国外高校的合作交流，课程描述的每 一项目均需提供英文描述，关键项目和易产生歧义的项目同时采用中、英文撰写。建议各位撰写人先参考几个国外高校的课程网站，以免英文专业术语出现太大偏差。 2、不同于其他非工科专业的课程描述，软件工程专业课程描述须给出每门课程实践环节的详细教 学规格说明，譬如：课后作业（Written Assignments）与实验项目（Programming Assignments 或Projects）的安排; 实验课的时间、地点和授课方式；以及TA课外辅导实验的安排等。独立设有实验课的课程，理论课与实验课合并为同一课程撰写单份课程描述。所有课程的课程描述必须足够细致，使得学院可据此估算每门课程的教师与TA合计教学成本（含理论课与实验课）。 3、“课程编号”均采用“SE-”为前缀，后接3位阿拉伯数字（其中前1位表示开课年级，后2 位表示序列号）。课程描述撰写人首先起草课程编号，学院将最后统一编号。 4、“课程描述”中至少应给出课程简介、教学目标、主要知识点这三部分内容。 5、“教材”通常指定1本，特殊情况允许2本，但不宜再多；“教学参考书”通常不超过5本，指 定太多相当于没有指定。凡英文原版教材，请务必列出国内引进影印版的相关信息（未引进影印版的教材其可用性会有问题，不建议采用！）以及中译版的相关信息；每一教材信息请在出版社前注明出版社所在的城市，并且务必注明ISBN编号（10位ISBN采用1-3-5-1分隔，13位ISBN采用3-1-3-5-1分隔）。 6、“理论教学内容”请注明每一知识点的教学用时，并且注意合计学时应与总学时栏目中的理论 环节学时数保持一致。 7、为更好地建立各门课程与初、中、高三级“软件工程实训”之间的关联，请务必填写实验教学 内容中的“实战技能培养”栏目。所谓实战技能，主要指学生对各种软件开发方法、技术和工具的理解与运用，这些技能通常未被教学计划中的课程所覆盖，但在课程的实践环节得到讲授和训练。例如：设计模式（Design Pattern）、面向方面程序设计（AOP）、结对编程（Pair Programming）、测试驱动编程（Test-Driven Programming）、自动回归测试（Regression Testing）、单元测试工具JUnit、版本控制工具CVS、或其他开源软件工具等。 8、在总评成绩计算中，若期中考试（Midterm Examination）或期末考试（Final Examination）是 开卷考试，请在考试后面用括号注明“(Open Book)”；对于数学基础课程或理论性较强的专业骨干课程，强烈建议安排期中考试，并将考试时间列在“理论教学内容”中。 9、凡无内容的栏目请不要留空，注明“无”或“None”。 10、初、中、高三级“软件工程实训”课程的教学大纲采用类似、但不同的模板。 11、各位撰写人在起草所负责课程描述之前，请先参考以下4门课程的课程描述：线性代数、C语 言程序设计、操作系统、编译原理。
本科课程简介 嵌入式系统 课程代码：开课学院：电气工程学院 开课学期：第一学期授课对象：大四本科生 学分： 1.5 课程负责人：曹玉胜 课程简介： 本课程是电气工程专业本科生高年级选修课。课程教学所要达到的目的是：使学生掌握嵌入式系统体系结构和开发过程；嵌入式处理器结构（ARM架构为主），嵌入式系统的存储器及各种I/O接口；嵌入式操作系统；嵌入式网络与安全以及嵌入式系统的综合开发应用。通过操作ARM实验平台，使学生对嵌入式系统软硬件设计有一个全面的概念和动手能力的训练。 课程的要求学生必须同时掌握硬件与软件方面的基本知识与技能.在硬件方面,要求学生了解嵌入式系统的基本原理及相关微处理器,存储器,周边设备,接口的基本知识.在软件方面,要求学生熟悉嵌入式操作系统,了解嵌入式系统开发的一般过程,掌握实时操作系统(RTOS)的基本功能和设计方法,了解和熟悉一些常用的嵌入式系统的开发工具和开发方法,熟悉嵌入式系统的典型应用及产品设计开发的步骤等.此外也可使学生具备软件与硬件综合测试与调试技能。 主要教学内容： 第一章嵌入式系统绪论 1 嵌入式系统的定义 2 嵌入式系统的产生与发展 3 嵌入式系统的特点 4 嵌入式系统的组成 5 嵌入式系统在各个领域的应用 6 嵌入式系统未来的发展趋势 第二章嵌入式系统的基本知识 1 嵌入式系统的开发流程 2 嵌入式系统的开发环境 3 嵌入式系统的开发工具 4 嵌入式应用程序的一般开发方法 第三章嵌入式处理器 1 嵌入式处理器的组成、分类（微处理器，微控制器，SOC）和特点 2 ARM嵌入式处理器的模式架构、异常处理、寻址方式和指令体系 3 ARM基本指令和伪指令的编程方法、ARM汇编应用程序的基本设计 第四章嵌入式系统的存储器 1 存储器的分类、结构、组织、性能指标和工作时序 2 只读存储器ROM 3 随机存储器RAM
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）
《嵌入式系统A》课程教学大纲 大纲执笔人:何青大纲审核人： 课程编号：08100D07３5 英文名称：Embeddｅd Ｓyｓｔem Ａ 学分: 3 总学时：48。其中,讲授38学时,实验10 学时。 适用专业:自动化专业 先修课程:微机原理与接口技术、单片机原理与接口技术、Ｃ程序设计语言。 一、课程性质与教学目的 嵌入式系统是自动化专业的专业必修课。随着后PC时代的到来，以高速度、高可靠、低功耗为特征的嵌入式系统的应用日益广泛和深入,嵌入式系统设计在自动化专业课程体系中的地位愈发重要。嵌入式系统是继IＴ网络技术和单片机技术之后，又一个新的技术发展方向。本课程将向学生系统介绍嵌入式系统设计知识。通过本课程的学习，学生可以系统地掌握嵌入式系统的概念和和基本原理、ARM体系结构特点、嵌入式系统设计的一般原理及方法、以及嵌入式操作系统的基本原理及应用等,掌握这一新的实用设计技术,为学生走向工作岗位提供有力的技术能力保障。 目前嵌入式系统技术已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域。如手机、PＤＡ、MP3、手持设备、智能电话、机顶盒等,可以说嵌入式系统无处不在。本课程讲述当前主流的嵌入式处理器—32位ARM微处理器和实时操作系统μC/OＳ,介绍嵌入式系统的基本原理和应用及设计方法。通过本课程的学习,着重培养学生的实际动手能力,使学生掌握ARM的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用及开发技术等。使学生在工作中具有利用嵌入式系统开发产品和解决实际问题的基本能力。 二、基本要求 1、掌握嵌入式系统技术的基本原理。 2、了解并掌握AＲM的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用
第1xx 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。 1 / 16 (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: 14。 (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。 2.存储器格式 答：无论是大端格式还是小端格式，R2的值与R1一致；地址0x4000
参考答案 第一章 一、填空题。 1、嵌入式系统主要融合了计算机软硬件技术、通信技术和微电子技术，它是将计算机直接嵌入到应用系统中，利用计算机的高速处理能力以实现某些特定的功能。 2、目前国内对嵌入式系统普遍认同的定义是：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、功耗严格要求的专用计算机系统。 3、嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成，其中嵌入式计算机主要由四个部分组成，它们分别是：硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层。 4、嵌入式处理器目前主要有ARM、MIPS、Power PC、68K等，其中arm处理器有三大特点：体积小、低功耗、的成本和高性能，16/32位双指令集，全球合作伙伴众多。 5、常见的嵌入式操作系统有：Linux、Vxworks、WinCE、Palm、uc/OS-II和eCOS。 6、嵌入式系统开发的一般流程主要包括系统需求分析、体系结构设计、软硬件及机械系统设计、系统集成、系统测试，最后得到最终产品。 二、选择题 1、嵌入式系统中硬件层主要包含了嵌入式系统重要的硬件设备：、存储器（SDRAM、ROM等）、设备I/O接口等。（A） A、嵌入式处理器 B、嵌入式控制器 C、单片机 D、集成芯片 2、20世纪90年代以后，随着系统应用对实时性要求的提高，系统软件规模不断上升，实时核逐渐发展为，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。（D） A、分时多任务操作系统 B、多任务操作系统 C、实时操作系统 D、实时多任务操作系统 3、由于其高可靠性，在美国的火星表面登陆的火星探测器上也使用的嵌入式操作系统是。（B） A、Palm B、VxWorks C、Linux D、WinCE [在此处键入]
课程名称：_嵌入式系统开发_ 考试形式：闭卷考试日期： 2012年月日考试时长：120分钟课程成绩构成：平时 5 %，期中 10 %，实验 25 %，期末 60 % 本试卷试题由__5 _部分构成，共__9___页。 一、判断题（共15分，共 15题，每题1分，正确用“T”表示，错误用“F”表示） 1．优先级位图法是通过牺牲空间赢得时间。（） 2．EDF调度策略可用于调度周期性任务（） 3．在嵌入式操作系统中一般不使用虚拟存储技术，避免页面置换的开销所引起的不确定性。（）4．自陷、异常和中断基本上具有相同的中断服务程序结构。（） 5. 嵌入式多任务系统中，任务间的耦合程度越高，它们之间的通信越少。（） 6．存储器映射编址是指I/O端口的地址与内存地址统一编址，即I/O单元与内存单元在同一地址空间。其优点是可采用丰富的内存操作指令访问I/O单元、无需单独的I/O地址译码电路、无需专用的I/O指令。（） 7．嵌入式系统中，优先级抢占调度可以在任意位置、任意时刻发生。（） 8．当二值信号量用于任务之间同步时，其初始值为1。（） 9．如果一个实时调度算法使得任务充分利用了CPU，则CPU的利用率为100%。（）10．RISC处理器常用高效流水线技术提高处理器的并行性。（） 11．弱实时对系统响应时间有要求，但是如果系统响应时间不能满足，不会导致系统出现致命的错误或崩溃。（） 12．循环轮询系统适合于慢速和非常快速的简单系统。（） 13．单处理器多任务系统无需嵌入式操作系统的支持。（） 14．任务控制块的内容在任务创建时进行初始化，在系统运行过程中不会发生变化。（）15．支持实时特性的DARTS设计方法也采用了面向对象技术。（）
《嵌入式系统原理与应用》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：230449 课程名称：嵌入式系统原理与应用 英文名称：Principle and Application of Embedded System 课程类别：专业课 学时：72（其中实验32学时） 学分：3.5 适用对象: 计算机科学与技术业 考核方式：考试（平时成绩占总评成绩的30%，期末考试成绩占70%） 先修课程：计算机组成原理、操作系统、编译原理 二、课程简介 嵌入式系统原理与应用是计算机科学技术专业的一门专业课，讲述嵌入式系统的基本理论、原理。本课程是一门既与硬件关系紧密，又与嵌入式操作系统、嵌入式软件关系十分紧密课程。它围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统，讲述嵌入式系统的概念，软、硬件组成，开发过程以及嵌入式应用程序开发设计方法。本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。The principle of embedded system is an important course of computer science and technology, which introduce the principles and the theory of embedded system.T his curriculum is tied closely with not only hardware but also embedded operating system and embedded software. It introduce the conception of embedded system, components of software and hardware, developing progresses and designing methods of embedded programming which based on the 32bit arm processor and operating system of opened linux.The knowledge of this course would be solid foundation for the student who would be engaged in researching or developing about embedded system. 三、课程性质与教学目的 嵌入式系统原理与应用课程的性质：该课程是计算机科学与技术专业的专业课。 嵌入式系统原理与应用课程的教学目的：通过对基于ARM嵌入式芯片的系统的基本组织结构与工作原理的学习，使学生对计算机系统的硬件部分有一个全面的了解，对嵌入式软件的开发过程有一个清楚的认识，通过对嵌入式操作系统的工作原理的学习，使学生对嵌入式操作系统有一个清晰的认识，提高学生在嵌入式软件设计设计能力及解决实际问题的动手能力，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。 四、教学内容及要求 第一章嵌入式系统导论 （一）目的与要求
《嵌入式系统》课程教学大纲 学分：3 学时：64 适用专业：电子信息、通信技术 前导课程：电路分析基础、模拟电路、数字电路、高频电路、单片机原理、C语言 后续课程： 一、课程的性质和任务 本课程围绕目前流行的32位ARM处理器和嵌入操作系统，讲述嵌入式系统的概念、软硬件组成、开发过程以及嵌入式应用程序和驱动程序的开发设计方法。《嵌入式系统》是培养学生具有嵌入式系统的应用知识、嵌入式系统的初步分析能力和具有使用RTOS （实时操作系统）构成嵌入式系统的应用能力等方面的学科，是电子信息与计算机类或相关工科专业的一门专业课。 二、课程的教学基本要求 本课程是一门综合性、实践性、应用性很强的专业课。课程教学所要达到的目的是：使学生掌握嵌入式系统体系结构，嵌入式处理器结构（ARM架构为主），异常处理、系统控制过程、存储处理、ARM内部资源、各种I/O接口；嵌入式系统开发应用方法；实时多任务操作系统。本课程将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。 三、教学内容和要求 （一）理论教学内容和要求 第一章：嵌入式系统的概况 1、讲授内容： 主要讲解嵌入式系统的定义、嵌入式系统的分类、嵌入式系统的组成及嵌入式 系统的应用领域和发展趋势。 2、基本要求： 使学生明确学习本课程的目的。 第二章：嵌入式系统的硬件基本知识 1、讲授内容： 1、ARM体系的硬件架构 2、冯.诺依曼体系结构和哈佛体系结构
3、RISC体系结构 4、流水线技术 2、基本要求： 了解嵌入式系统的硬件基础。 第三章：嵌入式操作系统 1、讲授内容： 1、嵌入式操作系统的分类 2、嵌入式操作系统的特点 3、实时操作系统 4、目前市场上流行的嵌入式操作系统 2、基本要求： 掌握嵌入式操作系统的分类和特点，明确实时操作系统的内核特点 第四章：ARM架构的嵌入式微处理器 1、讲授内容： 目前基于ARM架构的嵌入式微处理器：I44B0，2410，LPC2000的架构及特点。 2、基本要求： 要求掌握不同处理的的特点及使用场合。 第五章：ARM微处理器的指令系统 1、讲授内容： 1.通用寄存器和程序计数器 2. ARM程序状态寄存器 2、基本要求： 了解R0—R15寄存器的用途 第六章：常用的ARM处理器：LPC2106、LPC2000系列 1、讲授内容： 1、了解LPC2210的引脚描述 2、了解LPC2210的地址安排 3. 了解GPIO寄存器的描述与用途。 2、基本要求： 了解LPC2210的地址安排。 第七章：ARM的指令集概述 ARM的指令分类介绍 1、讲授内容： 1．ARM处理器寻址方式
嵌入式系统课程设计报告 课程名称：嵌入式系统课程设计 项目名称：基于ARM实现MP3音乐盒 专业：电子科学与技术
一、设计容 基本功能：预存四首歌曲，实现循环播放； 每个按键对应一首歌曲。 拓展功能：通过按键简单演奏音乐，类似钢琴； 实现两个模式的切换，切歌模式和音量加减模式。 二、设计思路 基础功能： 将音频数据存储在SD卡中，使用FATFS文件系统进行数据的读写，通过SPI2总线将数据传到核。核再将数据通过SPI1总线传送到音频解码模块VS1053，输入的数据（即比特流数据）被解码后送到DAC发出声音。 将音乐存储在SD卡，通过文件的地址来判别将要播放哪一首音乐，通过地址的递增和循环来实现音乐的自动循环播放。按键对曲目的控制，可通过键盘扫描函数，判断哪一个键被按下，使键盘扫描函数返回不同的返回值，实现对文件地址的控制。将此返回值设置为全局变量，可实现在音乐播放中曲目的切换。 另外，我们还利用解码模块实现对音量的控制，使用按键控制音量的提高或降低。使用SPI1总线将TFT显示屏连接到核，显示按键功能、当前曲目、当前模式等信息。 由于开发板只有5个按键，按键数量有限，需要对按键实现曲目切换和音量功能的复用。我们小组设置了两种模式，切歌模式和音量模式，并定义左键为模式切换键，实现不同模式的选择和按键的复用。 拓展功能： 基本思路是通过定时器中断来产生一定频率的50%空占比的脉宽调制波，用此脉宽调制波激励扬声器，从而使扬声器发出一定频率的声音。 所以只要将不同按键的中断子程序设置为对定时器进行不同数据的配置，即可实现不同按键与不同扬声器发生频率的对应。 然后使一个按键的按下与松开均进入中断，且分别实现开启（扬声器发声）与关闭（扬声器不发声）定时器的功能，从而使课题的附加功能表现地更自然。 三、硬件配置 基础功能： （1）SD卡：存储音频数据
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
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？
嵌入式系统及应用习题 第一章操作系统概述 1.什么是嵌入式系统？ 2.简述嵌入式系统的发展过程。 3.嵌入式系统有哪些特点？ 4.嵌入式系统的应用领域有哪些？ 5.举出几个嵌入式系统应用的例子，通过查资料和独立思考，说明这些嵌入式系统产品主要由哪几部分组成，每个组成部分完成什么功能。（提示：数码相机、办公类产品、工业控制类产品的例子等。） 6.通过查阅资料，你认为嵌入式系统的发展趋势如何？ 第二章嵌入式系统基础知识 1.从硬件系统来看，嵌入式系统由哪些部分组成？ 2.从软件系统来看，嵌入式系统由哪几部分组成？ 3.嵌入式处理器的按体系结构分哪几类？ 4.半导体存储器分为哪几种？说明它们的特点及用途。 5. 嵌入式软件体系结构有哪几种类型，优缺点如何？ 6. 嵌入式系统产品开发一般包括哪几个阶段？每一个阶段的主要工作有哪些？ 7.嵌入式系统主要由软件和硬件两大部分组成，其中有的功能可以用软件实现，又可以用硬件实现，那么软件和硬件的划分一般有哪些原则？举出几个同一个功能既可以用软件实现，又可以用硬件实现的例子。 大作业1： 选择一个嵌入式系统产品（如手机、PDA、工业控制产品、智能家用电器等），利用本章学过的知识，假设你是系统的总设计师，那么你认为应该如何运作这个产品的开发，直到把产品从实验室推向市场。 提示：题目较大，嵌入式系统开发包括需求分析、设计、实现、测试等方面。在实现方面，不必把产品开发出来（即不必设计电路图，不必编写程序代码，只需概括地写出软件硬件需要完成的工作即可）。 第三章嵌入式系统平台构建 1.嵌入式系统的硬件有哪几个组成部件？ 2.通用处理器与嵌入式处理器有哪些相同和不同的地方？ 3.常用的嵌入式处理器、控制器、数字信号处理器有哪些？各自有什么特点，通常适用于哪些方面的应用？除了书上介绍的嵌入式处理器之外，你还能提供哪些嵌入式处理器（型号和制造商）？ 4.设计嵌入式系统时，.选择嵌入式处理器需要考虑哪些因素？ 5.嵌入式操作系统有哪些特点，怎样选择嵌入式操作系统？ 6. 举例说明ARM处理器和ucos操作系统的应用。 7. 说明S3C44B0X存储空间的分配。 第四章 ARM嵌入式微处理器体系结构 1. ARM处理器的特点有哪些？ 2. 简述ARM处理器的工作状态。 3. 简述ARM处理器的7种运行模式。