嵌入式系统设计大学教程习题与解答
第1章嵌入式系统设计基本概念（绪论）
1、嵌入式系统的定义是什么？你是如何理解嵌入式系统的? （P3）
答：嵌入式系统一般定义为以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。一个嵌入式系统就是一个硬件和软件的集合体，它包括硬件和软件两部分。其中硬件包括嵌入式处理器/控制器/数字信号处理器（DSP）、存储器及外设器件、输入输出（I/O）端口、图形控制器等；软件部分包括操作系统软件（嵌入式操作系统）和应用程序（应用软件），由于应用领域不同，应用程序千差万别。
2、列出并说明嵌入式系统不同于其他计算机系统的主要特征。（P3~P4）
答：主要特征有：
?系统内核小：由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较传统的操作系统要小得多。
?专用性强：嵌入式系统通常是面向特定任务的，个性化很强，其中软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行软件系统的移植。
?运行环境差异大：嵌入式系统使用范围极为广泛，其运行环境差异很大。
?可靠性要求高：嵌入式系统往往要长期在无人值守的环境下运行，甚至是常年运行，因此对可靠性的要求特别高。
?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：为了系统的初始化，几乎所有系统都要在非易失性存储器中存放部分代码（启动代码）。为了提高执行速度和系统可靠性，大多数嵌入式系统常常把所有代码（或者其压缩代码）固化，存放在存储器芯片或处理器的内部存储器件中，而不使用外部存储介质。
?嵌入式系统开发工作和环境：嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。
3、简述嵌入式系统的体系结构。（P5）
答：嵌入式系统自底向上包含四个部分：硬件平台、嵌入式实时操作系统（RTOS）、硬件抽象层（HAL）和嵌入式实时应用程序。硬件抽象层位于操作系统和硬件之间，包含了系统中与硬件相关的大部分功能。屏蔽了底层硬件的多样性，操作系统不再直接面对具体的硬件环境，而是面向由这个中间层次所代表的、逻辑上的硬件环境。
4、嵌入式系统是怎样分类的？（P8）
答：根据不同的分类标准，嵌入式系统有不同的分类方法。按嵌入式微处理器的位数分类：嵌入式系统可分为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：嵌入式系统可分为小型嵌入式系统、中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。
5、什么是实时操作系统，其主要功能是什么？（P8）
答：实时多任务操作系统（Real Time multi-tasking Operation System，RTOS）简称实时操作系统，主要用来完成嵌入式实时应用的任务调度和控制等核心功能。这些功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的，也就是RTOS的系统调用，或者叫做RTOS的API。
6、在日常生活中，你接触过哪些嵌入式产品？他们都有些什么功能？（P9~P10）
答：[略]
第2章嵌入式系统设计基本概念
1、嵌入式系统的硬件由哪几个部分组成？（P12~13）
答：嵌入式系统的硬件系统是由嵌入式处理器、存储器、I/O接口电路、通信模块以及其他外部设备组成的。其核心是嵌入式处理器。
存储器是构成嵌入式系统硬件的重要组成部分。
嵌入式处理器工作时，必须有附属电路支持，如时钟电路、复位电路、调试电路、监视定时器、中断控制电路等，这些电路并不完成数据的输入/输出功能，而是为嵌入式处理器的工作提供必要的条件。嵌入式处理器与通用处理器的最大区别在于嵌入式处理器集成了大量的不同功能的I/O模块。用户在开发嵌入式系统时，可以根据系统需求选择合适的嵌入式处理器，而无需再另外配备I/O电路。
此外，嵌入式系统通常还包括人机交互界面，用于系统与用户的交互。人机界面常常使用键盘、液晶屏、触摸屏等部件，以方便与用户的交互操作。
2、通用处理器与嵌入式处理器有哪些相同和不同的地方？（P13）
答：嵌入式微处理器一般具备四个特点：
?对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度；
?具有功能很强的存储区保护功能，这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；
?可扩展的处理器结构，以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器；
?嵌入式处理器的功耗必须很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，功耗只能为mW甚至μW级。
嵌入式处理器与通用处理器的最大区别在于嵌入式处理器集成了大量的不同功能的I/O模块。用户在开发嵌入式系统时，可以根据系统需求选择合适的嵌入式处理器，而无需再另外配备I/O电路。
3、常用的嵌入式处理器通常分成哪几大类？（P13）
答：嵌入式系统中的处理器通常分为三大类，即微处理器（Micro-Processor Unit，MPU）、微控制器（Micro-Controller Unit，MCU）和数字信号处理器（DSP）。微处理器是指功能较强大的CPU，它不是为任何特定的计算目标而设计的。因此这种芯片通常用于个人计算机与服务器。微控制器是针对嵌入式系统而设计的，它将CPU、存储器以及其他外设都集成在同一片电路板上。数字信号处理器（DSP）中的CPU是针对快速离散时间信号处理计算的。因此，DSP非常适用于音频及视频通信。现代的芯片生产工艺已经允许将重要处理器的内核和各种外围的芯片器件整合在一起，以进一步降低功耗，达到专用的需求，这时，便出现了片上系统SoC（System On Chip）。
4、什么是嵌入式外围设备？简要说明嵌入式外围设备是如何分类的。（P22~23）
答：
5、嵌入式操作系统的发展经历了哪几个阶段？（P28）
答：嵌入式操作系统伴随着嵌入式系统的发展，大致经历了四个阶段：
第一阶段：无操作系统的嵌入算法阶段，以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。
第二阶段：以嵌人式CPU为基础、简单操作系统为核心的嵌入式系统。由于CPU种类繁多，因此通用性比较差；系统开销小，效率高；具有一定的兼容性和扩展性；系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。
第三阶段：通用的嵌入式实时操作系统阶段。以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统，能运行于各种类型的微处理器上，兼容性好；内核精小、效率高，具有高度的模块化和扩展性；具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能；具有大量的应用程序接口（APl）；嵌入式应用软件丰富。
第四阶段：以基于Internet为标志的嵌入式系统。这是一个正在迅速发展的阶段。嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。
6、现阶段常用的操作系统有哪些？通过调研，指出几种常用的嵌入式操作系统的特点是什么？常用在什么场合？（P28~29）
答：常用的嵌入式RTOS分三大类：商用系统、专用系统和开放系统。商品化的嵌入式实时操作系统，主要有WindRiver的Vxworks和pSOS+，3Com的Palm OS以及Microsoft的Windows CE等。专用操作系统功能相对较弱，但针对性强，其安全可靠性大都超过普通商用系统，如应用于手机的嵌入式操作系统SymbianOS。开放系统的典型代表是嵌入式Linux和mC/OS-Ⅱ。
7、嵌入式操作系统的主要任务有哪些？（P28）
答：嵌入式操作系统通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等。
嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点，如能够有效管理越来越复杂的系统资源；能够把硬件虚拟化，使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来；能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。
8、嵌入式系统的基本设计过程包括哪几个阶段？每一个阶段的主要工作有哪些？（P33）
答：以自顶向下的角度来看，系统设计包括五个阶段，从系统需求分析开始；第二步是规格说明，在这一步，我们对需设计的系统功能进行更细致地描述，这些描述并不涉及系统的组成；第三步是系统结构设计，在这一阶段以大的构件为单位设计系统内部详细构造，明确软、硬件功能的划分；第四步是构件设计，它包括系统程序模块设计、专用硬件芯片选择及硬件电路设计；第五步是系统集成，在完成了所有构件设计的基础上进行系统集成，构造出所需的完整系统。
9、需求分析阶段细分为哪几个步骤？每个步骤完成什么工作？（P34~35）
答：需求分析阶段可细分为四个阶段：
1、需求与规格说明：通过与客户进行交流，了解用户的意图，明确客户需求，整理成正式的规格说明，这些规格说明里包含了进行系统体系结构设计所需要的足够信息。
2、确认需求：确认这一系列的需求不仅需要理解什么是用户需要的，而且需要理解他们是如何表达这些需求的。
3、简单的需求表格：将复杂而费时的工作用相对少量的格式清晰、简单的需求表格来表示，在考虑系统基本特征时可以将这个表格作为检查表。
4、需求的内部一致性：在写完需求分析以后，应该对它们的内部一致性进行检查。
10、试通过各种渠道调查目前市场上主要有哪些嵌入式系统开发平台，它们各自有什么特点。
答：[略]
第3章ARM体系结构及基于ARM9处理器的嵌入式系统硬件平台OMAP5912
1、试比较RISC和CISC体系结构的异同，为什么ARM内核要采用RISC体系结构？（P47）
答：ARM体系结构总的设计思路是在不牺牲性能的同时尽可能简化处理器。同时从体系结构的层面上支持灵活的处理器扩展。这种简化和开放的思路使ARM处理器采用了很简单的结构——精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer，RISC）体系结构来进行实现。
传统的复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computer，CISC）结构有其固有的缺点，即随着计算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集，为支持这些新增的指令，计算机的体系结构会越来越复杂，然而，在
CISC指令集的各种指令中，其使用频率却相差悬殊，大约有20％的指令会被反复使用，占整个程序代码的80％。而余下的80％的指令却不经常使用，在程序设计中只占20％，显然，这种结构是不太合理的。
基于以上的不合理性，1979年美国加州大学伯克利分校提出了RISC的概念。
RISC并非只是简单地去减少指令。RISC是一种设计思想，其目标是设计出一套能在高时钟频率下单周期执行、简单而有效的指令集。RISC的设计重点在于降低由硬件执行的指令的复杂度，因为软件比硬件容易提供更大的灵活性和更高的智能。因此，RICS设计对编译器有更高的要求；相反，传统的CISC则更侧重于硬件执行指令的功能性，使CISC指令变得更复杂。
2、简述ARM的设计思想及其与单纯的RISC定义的不同。（P48~49）
答：ARM内核并不是一个纯粹的RISC体系结构，这是为了使它能够更好地适应其主要应用领域——嵌入式系统。为了使ARM指令集能够更好地满足嵌入式应用的需要，ARM指令集和单纯的RISC定义有以下几个方面的不同：
?一些特定的指令周期数可变——并不是所有的ARM指令都是单周期的。例如：多寄存器装载/存储的Load/Store指令的执行周期就是不确定的，必须根据被传送的寄存器个数来定。如果是访问连续的存储器地址，就可以改善性能，因为连续的内存访问通常比随机访问要快；同时，代码密度也得到了提高，因为在函数的起始和结尾，多个寄存器的传输是很常用的操作。
?内嵌桶形移位器产生了更为复杂的指令——内嵌桶形移位器是一个硬件部件，在一个输入寄存器被一条指令使用之前，内嵌桶形移位器可以处理该寄存器中的数据。它扩展了许多指令的功能，以此改善了内核性能，提高了代码密度。
?Thumb 16位指令集——ARM内核增加了一套称之为Thumb指令的16位指令集，使得内核既能够执行16位指令，也能够执行32位指令，从而增强了ARM内核的功能。16位指令与32位的定长指令相比较，代码密度可以提高约30%。
?条件执行——只有当某个特定条件满足时指令才会被执行。这个特性可以减少分支指令的数目，从而改善性能，提高代码密度。
3、ARM体系结构发展过程中，主要有哪些变种，对各变种做简要介绍。（P49~50）
答：我们将在ARM体系中增加的某些特定功能称为ARM体系的某种变种（variant），下面介绍ARM体系的一些变种形式。
（1）Thumb指令集（T变种）
Thumb指令集是将ARM指令集的一个子集重新编码而形成的一个指令集。ARM指令长度为32位，Thumb 指令长度为16位。这样，使用Thumb指令集可以得到密度更高的代码，这对于需要严格控制产品成本的设计非常有意义。
（2）长乘法指令（M变种）
M变种增加了两条用于进行长乘法操作的ARM指令：其中一条指令用于实现32位整数乘以32位整数，生成64位整数的长乘法操作，另一条指令用于实现32位整数乘以32位整数，然后再加上32位整数，生成64位整数的长乘加操作。
（3）增强型DSP指令（E变种）
E变种包含了一些附加的指令，这些指令用于增强处理器对一些典型DSP算法的处理性能，主要包括：几条新的实现16位数据乘法和乘加操作的指令，实现饱和的带符号数的加减法操作的指令。
（4）Java加速器Jazelle（J变种）
ARM的Jazelle技术将Java的优势和先进的32位RISC芯片完美地结合在一起。Jazelle技术提供了Java加速功能，可以得到比普通Java虚拟机高得多的性能。与普通的Java虚拟机相比，Jazelle使Java代码运行速度提高了3倍，而功耗降低了80%。
Jazelle技术使得程序员可以在一个单独的处理器上同时运行Java应用程序、已经建立好的操作系统、中间件以及其他应用程序。与使用协处理器和双处理器相比，使用单独的处理器可以在提供高性能的同时，保证低功耗和低成本。
（5）ARM媒体功能扩展（SIMD变种）
SIMD变种的主要特点是：可以同时进行两个16位操作数或者4个8位操作数的运算，提供了小数算术运算，用户可以定义饱和运算的模式，两套16位操作数的乘加/乘减运算，32位乘以32位的小数MAC，同时8位/16位选择操作。
4、ARM体系结构版本的命名规则有哪些？简单说明ARM7TDMI的含义。（P50）
答：ARM产品通常以ARM[x][y][z][T][D][M][I][E][J][F][-S]形式出现。ARM体系结构的命令规则中这些后缀的具体含义见表3-2。ARM7TDMI的含义即ARM7内核，增加了Thumb指令集（T变种）、JTAG调试器、长乘法指令（M变种）和嵌入式跟踪宏单元的功能。
5、列举目前常用的ARM微处理器的型号及功能特点。（P51~53）
答：ARM微处理器目前包括下面几个系列，以及其它厂商基于ARM体系结构的处理器，除了具有ARM体系结构的共同特点以外，每一个系列的ARM微处理器都有各自的特点和应用领域。
?ARM7系列
?ARM9系列
?ARM9E系列
?ARM10E系列
?ARM11系列
?SecurCore系列
?Inter的Xscale
?Inter的StrongARM
其中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10E为4个通用处理器系列，每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。
6、比较ARM9与ARM7处理器的性能特点，试说明它们有何异同。（P55~56）
答：ARM7提供了非常好的性能－功耗比，它包含了Thumb指令集快速乘法指令和ICE调试技术的内核。ARM9处理器通过全新的设计，采用了更多的晶体管，能够达到两倍以上于ARM7处理器的处理能力。ARM7内核是0.9MIPS/MHz的三级流水线和冯·诺伊曼结构，而ARM9内核是5级流水线，提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。
从ARM7到ARM9的性能提升还来源于存储器读写指令——load和store，以及互锁技术的应用。
7、简单介绍OMAP5912微处理器的特点和功能。（P59~60）
答：OMAP5912处理器是OMAP1510系列的一个分支，是由TI应用最为广泛的TMS320C55X DSP内核与低功耗、高性能的ARM926EJ-S微处理器组成的双核应用处理器，这两个内核通过一种专用的处理器内部通信机制相连接。OMAP5912的结构如图3-10所示。C55x系列可提供对低功耗应用的实时多媒体处理的支持；ARM926可满足控制和接口方面的处理需要。基于双核结构，OMAP5912具有极强的运算能力和极低的功耗，一方面，产品性能高、省电；另一方面，同其它OMAP处理器一样，采用开放式、易于开发的软件设施，支持广泛的操作系统，如Linux、Windows、WinCE、Nucleus、Palm OS、VxWorks等。可以通过API及用户熟悉且易于使用的工具优化其应用程序。
OMAP5912处理器的目标应用是：
?需要密集信号处理的设备
?通讯终端
?WAN 802.11X
?BlueTooth
?GSM，GPRS，EDGE
?CDMA
?视频和图像处理（MPEG4，JPEG，Windows Media Video，etc.）
?高级语言处理应用（text-to-speech，speech recognition）
?音频处理（MPEG-1 Audio Layer3 [MP3]，AMR，WMA，AAC，及其它GSM Speech Codecs）
?图形和视频加速
?数据处理
8、常用的OMAP5912开发工具有哪些？（P60~61）
答：常用的OMAP5912开发工具有：
（1）OMAP5912 Starter Kit （OSK）
Omap5912基本板，提供了完成设计与测试过程所需的所有软件，这包括一系列主板专用库、芯片专用库以及一套针对OMAP5912 Linux内核的Linux开发工具。
（2）MU-Q-VGA LCD Module for OMAP5912
OSK的LCD扩充套件，提供了LCD触摸屏。
（3）Accelerator Program for OMAP5912
针对omap5912OSK的Linux和WinCE 4.2 BSP和驱动程序软件包，方便易用，支持很多设备和扩展模块，如LCD、USB Client & Host、键盘、触摸屏、以太网、串口等设备。
（4）RAPID DEVELOPMENT KIT （RDK）
omap5912 OSK无线模块扩充套件。
（5）Portable Data Terminal Reference Design
基于omap5912的便携式数据终端（PDT）参考设计，一个完整的多媒体智能手机设计案例。相关应用包括导航、游戏、学习辅助、通话、娱乐等等。
……
第4章ARM微处理器的编程模型与指令系统
1、ARM微处理器有哪几种运行模式？其中哪些是特权模式，哪些又是异常模式？（P64）
答：ARM微处理器支持7种运行模式，分别为：用户模式；快速中断模式；外部中断模式；管理模式；数据访问终止模式；系统模式；未定义指令中止模式。除用户模式以外，其余的所有6种模式称之为非用户模式，或特权模式（Privileged Modes）；而除去用户模式和系统模式以外的5种又称为异常模式（Exception Modes），常用于处理中断或异常。
2、ARM体系结构的存储器格式有哪几种？（P64~65）
答：ARM体系结构可以用两种方法存储字数据，称之为大端格式（big-endian）和小端格式（little-endian）。大端格式：字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中；小端格式：低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。
3、ARM状态下和Thumb状态下寄存器的组织有何不同？（P69~70）
答：Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集，程序可以直接访问8个通用寄存器（R7～R0）、程序计数器（PC）、堆栈指针（SP）、连接寄存器（LR）和CPSR。同时，在每一种特权模式下都有一组SP、LR和SPSR。在Thumb状态下，高位寄存器R8～R15并不是标准寄存器集的一部分，但可使用汇编语言程序受限制的访问这些寄存器，将其用作快速的暂存器。
4、简述CPSR各状态位的作用，并说明如何对其进行操作，以改变各状态位。（P67~68）
答：CPSR可在任何运行模式下被访问，它包含条件码标志位、中断禁止位、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。
条件码标志位：
?N（Negative）当用两个补码表示的带符号数进行运算时，N=1表示运算的结果为负数；N=0 表示运算
的结果为正数或零；
?Z（Zero）Z=1 表示运算的结果为零；Z=0表示运算的结果为非零；
?C（Carry）可以有4种方法设置C的值：①加法运算（包括比较指令CMN）：当运算结果产生了进位时（无符号数溢出），C=1，否则C=0。②减法运算（包括比较指令CMP）：当运算时产生了借位（无符号数溢出），C=0，否则C=1。③对于包含移位操作的非加/减运算指令，C为移出值的最后一位。
④对于其他的非加/减运算指令，C的值通常不改变。
?V（OVerflow）可以有2种方法设置V的值：①对于加/减法运算指令，当操作数和运算结果为二进制的补码表示的带符号数时，V=1表示符号位溢出。②对于其他的非加/减运算指令，V的值通常不改变。
CPSR的低8位（包括I、F、T和M[4：0]）称为控制位，当发生异常时这些位可以被改变。如果处理器运行特权模式，这些位也可以由程序修改。
状态寄存器（PSR）中的其余位为保留位，当改变PSR中的条件码标志位或者控制位时，保留位不要被改变，在程序中也不要使用保留位来存储数据。保留位将用于ARM版本的扩展。
5、ARM体系结构所支持的异常类型有哪些？具体描述各类异常，在应用程序中应该如何处理？（P70~71）
答：ARM体系结构所支持的异常类型有复位、未定义指令、软件中断、指令预取中止、数据中止、外部中断请求、快速中断请求。具体地：
?当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；
?当ARM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；
?若处理器预取指令的地址不存在，或该地址不允许当前指令访问，存储器会向处理器发出中止信号，但当预取的指令被执行时，才会产生指令预取中止异常；
?若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；
?当处理器的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；
?当处理器的快速中断请求引脚有效，且CPSR中的F位为0时，产生FIQ异常。
6、ARM指令有哪几种寻址方式？试分别叙述其各自的特点并举例说明。（P77）
答：ARM指令系统支持的基本寻址方式有7种：立即数寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址变址寻址、多寄存器寻址、堆栈寻址、相对寻址。他们的特点分别是：
?立即数寻址：操作数本身就在指令中给出。如：ADD R0，R0，#0x3f
?寄存器寻址：指令中地址码给出的是寄存器编号。如：ADD R0，R1，R2
?寄存器间接寻址：寄存器中的值作为操作数的地址，操作数本身存放在存储器中。如：ADD R0，R1，[R2]
?基址变址寻址：将寄存器的内容与指令中给出的地址偏移量相加，从而得到一个操作数的有效地址，用于访问基址附近的存储器单元。如：LDR R0，[R1，#4]
?多寄存器寻址：块拷贝寻址。如：LDMIA R0，{R1，R2，R3，R4}
?堆栈寻址：用堆栈作为地址。如：STMFD SP！{R1-R7，LR}
?相对寻址：以程序计数器PC的当前值为基地址，指令中的地址标号作为偏移量，将两者相加之后得到操作数的有效地址。如：BL NEXT
7、简述ARM指令集的分类。（P81）
答：ARM指令集总体分为六大类：数据处理指令、程序状态寄存器访问指令、Load/Store指令、跳转指令（转移指令）、异常中断指令、协处理器指令。
8、假设R0的内容为0x8000，寄存器R1、R2内容分别为0x01和0x10，存储器内容为空。执行下述指令后，说
嵌入式系统设计大作业 学号：14020520009 姓名：罗翔 1、叙述JTAG接口在嵌入式开发中的作用。 答： （1）用于烧写FLASH 烧写FLASH的软件有很多种包括jatg.exe fluted flashpgm等等，但是所有这些软件都是通过jtag接口来烧写flash的，由于pc机上是没有jtag接口的，所以利用并口来传递信息给目标板的jtag接口。所以就需要并口转jtag接口的电路。 （2）用于调试程序 同时应该注意到jtag接口还可以用来调试程序。而调试程序（如ARM开发组件中的AXD）为了通过jtag接口去调试目标板上的程序，同样是使用pc的并口转jtag接口来实现与目标板的通信。这样，并口转jtag接口的电路就有了两种作用。 （3）仿真器 根据（1）和（2）的总结，并口转jtag接口的电路是两种应用的关键，而这种电路在嵌入式开发中就叫仿真器。并口转jtag接口的电路有很多种，有简单有复杂的，常见的仿真器有Wigger，EasyJTAG，Multi-ICE等。这些所谓的仿真器的内部电路都是并口转jtag接口，区别只是电路不同或使用的技术不同而已。 2、叙述嵌入式平台的搭建过程，以linux为例。 答： 1) 一:建立宿主机开发环境 建立交叉编译的环境即在宿主机上安装与开发板相应的编译器及库函数，以便能够在宿主机上应用开发工具编译在目标板上运行的Linux引导程序，内核，文件系统和应用程序 交叉编译：在特殊的环境下，把嵌入式程序代码编译成不同的CPU所对应的机器代码。
开发时使用宿主机上的交叉编译，汇编及链接工具形成可执行的二进制代码（该代码只能在开发板上执行），然后下载到开发板上运行 2) 下载和安装arm-Linux-gcc编译工具链下载最新的arm-Linux-gcc并解压至当前目录下 在系统配置文件profile中设置环境变量方法：直接在profile文件中加入搜索路径立即使新的环境变量生效：运行source命令，检查是否将路径加入到path，测试是否安装成功， 编译程序，测试交叉工具链 3) 配置超级终端minicom minicom是宿主机与目标板进行通信的终端：在宿主机Linux终端中输入：minicom-s或输入minicom然后按ctrl+A+O对超级终端minicom进行配置，再选择串口并配置串口，最后保存即可 4) 建立数据共享服务：NFS服务是Linux系统中经常使用的数据文件共享服务 5) 编译嵌入式系统内核：内核配置，建立依存关系，建立内核 6) 制作文件系统 3、给出现今有哪些用于嵌入式开发的芯片名称，他们分别是哪些公司的产品？ 体系结构是什么？ S3C2410X基于ARM的Sumsang; XscalePXA255/PXA270基于ARM的Intel； 摩托罗拉MC基于68k； Power 601基于Power PC； MIPS32Kc基于MIPS 4、现今较流行的嵌入式操作系统有哪些？ 答： (1) VxWorks (2)wince (3)linux (4)android
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
嵌入式系统开发课程-多路数据采集系统设计 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
多路数据采集系统设计
1题目要求 所设计的数据采集系统，共有16路信号输入，每路信号都是0~10mV，每秒钟采集一遍，将其数据传给上位PC计算机，本采集地址为50H。要求多路模拟开关用4067，A/D转换用ADC0809，运算放大器用OP07，单片机用89C51，芯片用 MAX232。 设计其电路原理图，用C51语言编制工作程序。 2总体方案设计 根据题目要求，传感器首先采集16路信号，然后被多路模拟开关4067选通某一路信号，接着通过信号调理电路，由A/D转换器进行模/数转换后发送给单片机，之后通过MAX232由RS232串口进行通讯，最终将数据传递到上位PC计算机。因此，数据采集系统主要包括以下几个主要环节： 2.1信号选通环节 由于题目要求采集的信号路数达到了16路，每一路信号的流通路线均相同。如果为每路信号都设置相应的放大、A/D转换单元，成本将大幅度提升。因此可以接入一个多路模拟开关4076，轮流选通每一路信号，实现多路信号共用一个运算放大器和A/D转换单元，即降低了成本，又简化了电路。 4067为16路模拟开关，其内部包括一个16选1的译码器和被译码输出所控制的16个双向模拟开关。当禁止端INH置0时，在I/N0－I/N15中被选中的某个输入端与输出公共端X接通，外部地址输入端A、B、C、D决定了被选通端；当INH置1时，所有模拟开关均处于断路状态。 2.2信号调理电路 为了方便信号的进一步传输和处理，一般均要在传感器的输出端接入信号调理电路，对传感器输出的信号进行变换、隔离、放大、滤波等处理。此处的信号波动范围只有0～10mV，属于微弱信号，需要进行放大处理。按照题目要求，本文设计的系统选用运算放大器OP07。OP07是一种高精的度单片运算放大器，其输入失调电压和漂移值均很低，适合用作前级放大器。 2.3A/D转换器 由于单片机只能处理数字信号，所以需要接入A/D转换器将模拟信号转换成数字信号。本文采用题目提供的ADC0809，它可以和单片机直接通讯。ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 此处采用中断的方式使数据在单片机与ADC0809之间进行交换，端口地址为 FF50H；P0口和WR信号共同生成单片机的启动转换信号；为了在启动转换的同时选通通道，将通道地址锁存信号ALE与START相连；把P0口和RD同时处在有效位的组
一、单项选择题 1、在CPU和物理内存之间进行地址转换时，（B ）将地址从虚拟（逻辑）地址空间映射到物理地址空间。 A．TCB B．MMU C．CACHE D．DMA 2、进程有三种状态：（C ）。 A．准备态、执行态和退出态B．精确态、模糊态和随机态 C．运行态、就绪态和等待态D．手工态、自动态和自由态 3、以下叙述中正确的是（C ）。 A．宿主机与目标机之间只需要建立逻辑连接即可 B．在嵌入式系统中，调试器与被调试程序一般位于同一台机器上 C．在嵌入式系统开发中，通常采用的是交叉编译器 D．宿主机与目标机之间的通信方式只有串口和并口两种 4、中断向量是指（C ）。 A．中断断点的地址B．中断向量表起始地址 C．中断处理程序入口地址D．中断返回地址 5、在微型计算机中，采用中断方式的优点之一是（C ）。 A．简单且容易实现B．CPU可以不工作 C．可实时响应突发事件D．传送速度最快 6、在ARM处理器中，（A ）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或者关闭中断。 A．CPSR B．SPSR C．PC D．IR 7、嵌入式系统的三要素下面哪一个不是：（B ）。 A、嵌入 B、存储器 C、专用 D、计算机 8、若R1=2000H，(2000H)=0x28，(2008H)=0x87，则执行指令LDR R0，[R1，＃8]！后R0的值为（）。 A、0x2000 B、0x28 C、0x2008 D、0x87 9、μCOS-II操作系统属于（B ）。 A、顺序执行系统 B、占先式实时操作系统 C、非占先式实时操作系统 D、分时操作系统 10、ARM寄存器组有（ C ）个状态寄存器。 A、7 B、32 C、6 D、37 11、C++源程序文件的默认扩展名为（A ）。 A、cpp B、exe C、obj D、lik 12、与十进制数254等值的二进制数是（A ）。 A、B、 C、D、
大作业设计报告书 题目：嵌入式系统原理与开发 院（系）：物联网工程学院 专业: 班级： 姓名： 指导老师： 设计时间： 10-11 学年 2 学期 20XX年5月
目录 1．目的和要求 (3) 2．题目内容 (3) 3．设计原理 (4) 4．设计步骤 (5) 4.1 交通指示灯设计 (5) 4.2 S3C44B0X I/O 控制寄存器 (6) 4.3 红绿灯过渡代码： (8) 4.4 电源电路设计 (10) 4.5 系统复位电路设计 (11) 4.6 系统时钟电路设计 (11) 4.7 JTAG 接口电路设计 (12) 4.8串口电路设计 (12) 5．引脚分类图 (13) 6．参考文献 (13)
1．目的和要求 ARM技术是目前嵌入式应用产业中应用十分广泛的先进技术，课程开设的目的在于使学生在了解嵌入式系统基础理论的前提下能够掌握ARM处理器的汇编语言和c语言的程序设计方法，掌握S3C44B0X芯片的基本硬件结构特点和接口设计方法，同时熟悉ARM开发环境，学习ARM的硬件设计和软件编程的基本方法，为今后从事相关的应用与研究打下基础。通过大作业要达到如下目的： 一、掌握ARM的开发工具使用和软件设计方法。 二、掌握ARM处理器S3C44B0X的原理和GPIO接口设计原理。 三、掌握C语言与的ARM汇编语言的混合编程方法； 四、培养学生选用参考，查阅手册及文献资料的能力。培养独立思考，深入研 究，分析问题、解决问题的能力。 五、通过课程设计，培养学生严肃认真的工作作风。 2．题目内容 题目：交通指示灯系统设计 功能描述： 1．用S3C44B0X的GPIO设计相关电路； 2．设计相关的软件并注释； 3．实现十字路口2组红、黄、绿交通灯交替显示。 编程提示： 1．交通灯可用发光二极管代替； 2．电路可部分参照实验电路； 3．时间控制可以使用软件循环编程解决。
《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
电气与电子信息工程学院 嵌入式系统设计课程设计 设计题目：基于AT89S52单片机的游戏机嵌入式系统设计与制作专业班级：电子信息工程2008级（2）班 学号：200840210212 姓名：童俊 指导教师：邓彬伟李玉平 设计时间：2011/11/14～2011/12/2 设计地点：K2自动化综合实验室
嵌入式系统设计课程设计成绩评定表 姓名童俊学号200840210212 专业班级电子信息工程2008级（2）班 课程设计题目：基于AT89S52单片机的游戏机嵌入式系统设计与制作 课程设计答辩或质疑记录： 1、什么叫嵌入式系统？ 答：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可剪裁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.所做的电路中有哪几个任务？ 答：总共六个，分别是：功能选择，贪吃蛇游戏，时间温度显示，PS2键盘控制，温度采集，时间采集。 3.贪吃蛇这个游戏是怎么实现的？ 答：在这个游戏中主要用到两个长度为二的数组控制蛇的头部坐标和尾部坐标，蛇的初始化长度为3，通过定时器没隔一定的时间给蛇一个步进信号，在蛇移动的过程中和转弯的过程中需判断前面是否有食物，是否碰到自己身体。食物的坐标也是通过定时器的高八位和第八位的数字余上30所的。 成绩评定依据： 实物制作（40％）： 课程设计考勤情况（20％）： 课程设计答辩情况（20％）： 完成设计任务及报告规范性（20％）： 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 2010年12 月20 日
课程设计任务书 2011 ～2012 学年第 1 学期 学生姓名：林忠航专业班级： 08电信本1、2 指导教师：邓彬伟、李玉平工作部门：电信教研室 一、课程设计题目 嵌入式系统设计课程设计 二、课程设计目的 为了提高嵌入式系统设计与实际的应用能力，开始为期三周的嵌入式系统设计课程设计。通过实训使学生在巩固所学单片机知识的基础之进一步把其与μC/OS-II操作系统的移植结合起来，增强学生对所学知识的实际应用能力和以及与当前专业的前沿知识结合，达到对μC/OS-II操作系统的学习和理解，为以后从事嵌入式工作的研究和开发打好基础。 三、课程设计内容 设计基于51单片机的嵌入式系统，把μC/OS-II操作系统移植到51单片机上，能完成基本的输入和输出，输入采用4*4的键盘，输出采用1602液晶。再此基础之上，每个同学根据自己的特长扩展应用系统，具体可参考以下五种扩展方案的实现。 1、设计的游戏机，在游戏机工作时有背景音乐放出。 2、设计的是电子琴以及1602液晶显示。 3、设计的流水灯、蜂鸣器、闪烁灯任务。， 4、设计的流水灯和电子书功能。 5、（1)所有灯灭，（2）1602显示 93）LED灯闪烁，显示字符。 四、进度安排 序号设计内容所用时间 1 布置任务，学习μC/OS-II操作系统5天 2 开发μC/OS-II操作系统的移植代码3天 3 制作基于51单片机的硬件系统2天 4 软硬件集成和调试2天 5 答辩、撰写设计报告书3天 合计15天 五、基本要求 1、设计基于51单片机的输入和输出电路。 2、用4×4的键盘作为输入设备。 3、用LED或LCD进行显示。
嵌入式系统设计师练习题及答案第一套 (1) 嵌入式系统设计师练习题及答案第二套 (5) 嵌入式系统设计师练习题及答案第三套 (16) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第四套 (27) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第五套 (45) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第六套 (59) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第七套 (67) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第八套 (75) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第九套 (81) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第十套 (90) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第十一套 (99) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第十二套 (106) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第十三套 (115) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第十四套 (126) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第十五套 (139) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第十六套 (154) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第十七套 (161) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第十八套 (169) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第十九套 (177) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第二十套 (189) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第二十一套 (199) 嵌入式系统设计师练习题及答案解析第二十二套 (212) 嵌入式系统设计师练习题及答案第一套 1、以下关于CPU的叙述中，错误的是 A.CPU产生每条指令的操作信号并将操作信号送往相应的部件进行控制
B.程序计数器PC除了存放指令地址，也可以临时存储算术/逻辑运算结果 C.CPU中的控制器决定计算机运行过程的自动化 D.指令译码器是CPU控制器中的部件 2、以下关于Cache的叙述中，正确的是 A.在容量确定的情况下，替换算法的时间复杂度是影响Cache命中率的关键因素 B.Cache的设计思想是在合理成本下提高命中率 C.Cache的设计目标是容量尽可能与主存容量相等 D.CPU中的Cache容量应大于cPu之外的Cache容量 3、风险预测从两个方面评估风险，即风险发生的可能性以及 A.风险产生的原因 B.风险监控技术 C.风险能否消除 D.风险发生所产生的后果 4、许多程序设计语言规定，程序中的数据都必须具有类型，其作用不包括 A.便于为数据合理分配存储单元 B.便于对参与表达式计算的数据对象进行检查 C.便于定义动态数据结构 D.使于规定数据对象的取值范围及能够进行的运算 5、在计算机系统中，对程序员是透明的。 A.磁盘存储器 B.高速缓存 C.RAM存储器 D.flash存储器
第一章习题 1。嵌入某种微处理器或单片机的测试和控制系统称为嵌入式控制系统（Embedded Control System）。 在应用上大致分为两个层次，以MCS-51为代表的8位单片机和以ARM技术为基础的32位精减指令系统单片机 2。目标机上安装某种嵌入式操作系统和不安装嵌入式操作系统, 以MCS-51为代表的8位单片机不安装嵌入式操作系统。 3。32位、16位和8位 5。32位、16位 6。在大端格式中，字数据的高字节存储在低字节单元中，而字数据的低字节则存放在高地址单元中。 在小端存储格式中，低地址单元存放的是字数据的低字节，高地址单元中，存放的是数据的高字节。 第二章习题 （略） 第三章习题 1。 （1）寄存器大约有17类，每个的定义都是寄存器名字前面加一个小写”r” （2）在56个中断源中，有32个中断源提供中断控制器，其中，外部中断EINT4~EINT7通过“或”的形式提供一个中断源送至中断控制器，EINT8~EINT23也通过“或”的形式提供一个中断源送至中断控制器。 第四章习题 1，56个中断源，有32个中断源提供中断控制器 2，两种中断模式，即FIQ模式（快速模式）和IRQ模式（通用模式）。通过中断模式控制寄存器设置。 3，常用的有5个，它们是中断模式控制寄存器，控制中断模式；中断屏蔽寄存器，控制中断允许和禁止；中断源挂起寄存器，反映哪个中断源向CPU申请了中断；中断挂起寄存器，反映CPU正在响应的中断是哪个中断源申请的；中断优先级寄存器，它和中断仲裁器配合，决定中断优先级。
4，中断源挂起寄存器，反映哪个中断源向CPU申请了中断；中断挂起寄存器，反映CPU正在响应的中断是哪个中断源申请的。中断源向CPU申请了中断如果该中断源没被屏蔽并且没有和它同级或高级的中断源申请中断，才能被响应。系统中可以有多个中断源向CPU申请中断，但同一时刻CPU只能响应一个最高级的中断源中断请求。中断源挂起寄存器和中断挂起寄存器反映了中断系统不同时段的状态。 5，进入中断服务程序先清中断源挂起寄存器和中断挂起寄存器；中断结束，将该中断源屏蔽。 6，将该中断源屏蔽取消；将该中断源屏蔽。 第五章习题 1，S3C2410芯片上共有117个多功能的输人/输出引脚，它们是。 ?1个23位的输出端口(端口A)； 。1个11位的输入/输出端口(端口B); 。1个16位输入/输出端口(端口C)； ?1个16位输入/输出端口(端口D)； ?1个16位输入/输出端口(端口E)； ?1个8位输人/输出端口(端口F)； ?1个16位输入/输出端口(端口G)； 。1个11位的输入/输出端口(端口H)。 2，S3C2410 I/O口的控制寄存器、数据寄存器、上拉电阻允许寄存器的作用？ 端口控制寄存器定义了每个引脚的功能；与I/O口进行数据操作，不管是输入还是输出,都是通过该口的数据寄存器进行的，如果该端口定义为输出端口，那么可以向GPnDA T的相应位写数据。如果该端口定义为输人端端口，那么可以从GPnDAT的相应位读出数据。 端口上拉寄存器控制每个端口组上拉电阻的使能/禁止。如果上拉寄存器某一位为0，则相应的端口上拉电阻被使能，该位做基本输入/输出使用，即第1功能；如果上拉寄存器某一位是1，则相应的端口上拉电阻被禁止，该位做第2功能使用。 5， rGPBCON=rGPBCON& 0xFFFFFC∣1; //蜂鸣器配置，PB1口接蜂鸣器，输出delay(1000); rGPBDAT & = 0xFFFFFE; //蜂鸣器响，低电平有效 rGPBDAT∣=1; // 蜂鸣器停 第六章习题 3，S3C2410 UART波特率如何确定？
嵌入式系统设计大作业 1、叙述嵌入式系统开发过程中所要解决的两个问题。 2、叙述嵌入式平台的搭建过程，以linux为例。 3、给出现今有哪些用于嵌入式开发的芯片名称，他们分别是哪些公司的产品？ 体系结构是什么？ 4、现今较流行的嵌入式操作系统有哪些？ 5、PXA270嵌入式开发板的接口有哪些？ 6、请写出Nor Flash和Nand Flash的区别。 7、冯。诺依曼架构与哈佛架构的区别。 8、单周期3级流水的情况下，第10个指令周期时，第几条指令执行结束？ 9、下面是linux下的一个简单的设备驱动程序，写出linux设备驱动常用的数据结构，同时阅读下面代码，请给出测试程序中的每条语句加以注释。 设备驱动程序Keypad.c的源代码： #include
《嵌入式系统课程设计》 姓名：梅航赵震王继潘晨阳陈川江李洪波朱啸林何永强张智炫班级：10计算机 专业：计算机科学与技术 学院：电气与信息工程学院 2013年12月
1.题目选择 如皋港港口物流交易平台 2.项目描述 如皋港物流交易平台一共分为两期完成：一期工程主要是宣传如皋港的港口文化和港口风采，弘扬如皋港精神；二期工程着重于港口的物流交易部分，一个关于货主，物流公司和平台方的三方交易。 2.1 一期内容描述 2.1.1 首页 首页版面内容主要包括会员登录区域、董事长致辞、港口要闻（图文展示）、招商引资（项目发布）、视频新闻、创先争优、港口论坛、港航资讯、如皋港电子信息交易平台图片链接、如皋港货运物流信息平台图片链接、如皋港电子口岸平台图片链接，及各相关行业网站图片链接等内容: 1.会员登录区域 提供会员登录，会员登录分为员工登录和客户登录两部分，所有用户均由管理员根据员工及客户级别统一分配用户和初始密码及用户权限，用户登录后可修改初始密码。 2.董事长致辞 董事长致辞版块在首页的左上角显眼位置，提供董事长的工作照及亲笔致辞、签名印章等等。
3.港口要闻 作为中国·如皋港对外新闻发布的唯一官方平台，该版块将置于整版最中央最上方位置，作为如皋港的重大新闻、图文资讯发布浏览平台，右侧区域作为新闻图片展示窗口，实现图片定时切换功能。 4.招商引资 作为如皋港重大招商项目信息发布的官方平台，提供招商项目信息的发布浏览，包括项目简介、项目前景、项目现状、合作方式等内容的发布。 5.视频新闻 发布关于如皋港重大活动、会议的视频新闻供会员及游客观看，更直观的展示如皋港对外形象。 6.创先争优剪影（社会管理创新） 作为新型国有企业，在市委市政府的统一领导下，党建工作尤为重要，在此区域将发布党建工作活动新闻。 7.港口论坛 港口论坛作为思想的聚集地，为港口的发展建言献策，同时提升港口凝聚力。 8.港航资讯 提供港航资讯浏览，通过抓取相关港航业新闻，保持与港口行业与时俱进。 9.如皋港电子信息交易平台 作为中国·如皋港的重要子系统，如皋港电子商务平台的登录页面须在整版的右侧提供显眼的图片登录链接，点击图片链接后进入如皋港电子商务平台，提供马木材贸易、长江煤市、邦略再生资源等交易平台。客户用户根据自身用户权限可直接进入各大平台进行在线咨询交易。（具体功能描述见后） 10.如皋港货运物流信息交易平台 首页提供图片链接，点击后进入如皋港货运物流信息交易平台页面，登录用户可直接进入交易平台（具体功能描述见后） 11.如皋港电子口岸平台 首页提供图片链接，登录用户点击后直接进入如皋港电子口岸平台（具体功能描述见后） 12.各行业网站链接
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获取更多权威电子书请登录https://www.doczj.com/doc/c0403006.html, 前言 嵌入式系统通常是以具体应用为中心，以处理器为核心且面向实际应用的软硬件系统，其硬件是整个嵌入式系统运行的基础和平台，提供了软件运行所需的物理平台和通信接口；而嵌入式系统的软件一般包括操作系统和应用软件，它们是整个系统的控制核心，提供人机交互的信息等。所以，嵌入式系统的开发通常包括硬件和软件两部分的开发，硬件部分主要包括选择合适的MCU或者SOC 器件、存储器类型、通讯接口及I/O、电源及其他的辅助设备等；软件部分主要涉及OS porting和应用程序的开发等，与此同时，软件中断调试和实时调试、代码的优化、可移植性/可重用以及软件固化等也是嵌入式软件开发的关键。 嵌入式系统开发的每一个环节都可以独立地展开进行详细的阐述，而本文的出发点主要是为嵌入式开发的初学者者提供一个流程参考。因为对于初学者在面对一个嵌入式开发项目的时候，往往面临着诸多困难，如选择什么样的开发平台？什么样的器件类型？在进行编译时怎样实现代码优化？开发工具该如何选择和使用？在进行程序调试时应该注意那些问题以及选择什么样的嵌入式OS 等等。希望通过本文，能帮助初学者了解有关ARM嵌入式系统开发流程。
获取更多权威电子书请登录https://www.doczj.com/doc/c0403006.html, 目录 前言 (2) 1 嵌入式开发平台 (4) 1.1 ARM的开发平台： (4) 1.2 器件选型 (7) 2 工具选择 (11) 3 编译和连接 (13) 3.1 RVCT的优化级别与优化方向 (16) 3.2 Multifile compilation (21) 3.3调试 (22) 4 操作系统 (23) 4.1 哪里可以得到os 软件包 (Open Source and Linux Kernel) (25) 4.2 安装镜像 (26) 4.3 交叉编译 (26) 总结 (27)
嵌入式理论及应用 设计题目:基于μC/OS-II8*8点阵的设计与制作 嵌入式系统设计课程设计 一、概述 1. 单片机介绍 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 2. 单片机历史 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 1.SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。 2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。 3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。 3. 单片机的应用领域 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。 二、单片机的结构与原理 1.AT89C55芯片 AT89C55单片机芯片内部结构框图如图1所示。
视听研究所 主页：论坛： 所有资料均收集于各网站。 若您认为有关资料不适合公开，请联系newvideo@https://www.doczj.com/doc/c0403006.html, 我们会第一时间删除。 感谢各位网友的无私奉献和支持！ 加密时间：2008-2-1 获取更多权威电子书请登录 ARM 嵌入式系统开发综述 ARM 开发工程师入门宝典 获取更多权威电子书请登录 前言 嵌入式系统通常是以具体应用为中心，以处理器为核心且面向实际应用的软硬件系统，其硬件是整个嵌入式系统运行的基础和平台，提供了软件运行所需的物理平台和通信接口；而嵌入式系统的软件一般包括操作系统和应用软件，它们是整个
系统的控制核心，提供人机交互的信息等。所以，嵌入式系统的开发通常包括硬件和软件两部分的开发，硬件部分主要包括选择合适的MCU 或者SOC 器件、存储器类型、通讯接口及I/O、电源及其他的辅助设备等；软件部分主要涉及OS porting和应用程序的开发等，与此同时，软件中断调试和实时调试、代码的优化、可移植性/可重用以及软件固化等也是嵌入式软件开发的关键。 嵌入式系统开发的每一个环节都可以独立地展开进行详细的阐述，而本文的出发点主要是为嵌入式开发的初学者者提供一个流程参考。因为对于初学者在面对一个嵌入式开发项目的时候，往往面临着诸多困难，如选择什么样的开发平台？什么样的器件类型？在进行编译时怎样实现代码优化？开发工具该如何选择和使用？在进行程序调试时应该注意那些问题以及选择什么样的嵌入式OS 等等。希望通过本文，能帮助初学者了解有关ARM 嵌入式系统开发流程。 获取更多权威电子书请登录 目录 前言 (2) 1 嵌入式开发平台 (4) 1.1 ARM的开发平台： (4) 1.2 器件选型 (7) 2 工具选择 (11) 3 编译和连接 (13) 3.1 RVCT的优化级别与优化方向 (16) 3.2 Multifile compilation (21) 3.3调试 (22)
学习中心/函授站_ 姓名学号 西安电子科技大学网络与继续教育学 院 2014学年下学期 《嵌入式系统》期末考试试题 （综合大作业） 题号一二三四五总分 题分2010302020 得分 考试说明： 1、大作业于2014年12月25日下发，2015年1月10日交回； 2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计； 3、答案须手写完成，要求字迹工整、卷面干净。 一、问题简述（每小题4分，共20分） 1、简述嵌入式系统的定义和组成结构。 答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并软硬件可剪裁、功能、 ,可靠性、体积、重量、成本、功耗、成本、安装方式等方面符合要求的专用计算机系统。 嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、存储与I/O部分、外设与执行部分、嵌入式软件等四个部分组成。 2、简单说明ARM微处理器的特点。 答：(1) 体积小、低功耗、低成本、高性能。 (2) 支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好地兼 容8位/16位器件。
(3) 大量使用寄存器，指令执行速度更快。 (4) 大多数数据操作都在寄存器中完成，通过Load/Store结 构在内存和寄存器之间批量传递数据。 (5) 寻址方式灵活简单，执行效率高。 (6) 指令长度固定。 3、简述嵌入式系统产品的设计和开发过程。 答：①在嵌入式系统的开发过程中，一般采用的方法是首先在通用PC机上的集成开发环境中编程；②然后通过交叉编译和链接，将程序转换成目标平台(嵌入式系统)可以运行的二进制代码；③接着通过嵌入式调试系统调试正确；④最后将程序下载到目标平台上运行。 要强调，选择合适的开发工具和调试工具，对整个嵌入式系统的开发都非常重要。 4、简述嵌入式系统设计中要考虑的因素。 答：在嵌入式系统的开发过程中，要考虑到实时性、可靠性、稳 定性、可维护性、可升级、可配置、易于操作、接口规范、抗干 扰、物理尺寸、重量、功耗、成本、开发周期等多种因素。 5、什么是BootLoader，了解其在嵌入式系统中作用。 答：就是启动载入或引导加载又叫自举装载。由于系统加电后需 要首先运行BootLoader这段程序，因此它需要放在系统加电后 最先取指令的地址上。嵌入式处理器的生产厂商都为其处理器预 先安排了一个在系统加电或复位后最先取指令的地址。 二、名词解释（每小题2分，共10分） 1、DSP(Digital Signal Processor)，数字信号处理器，一种特别用于快速处理数字信号的微处理器。DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。 2、RTOS Real Time Operating System. 译为实时操作系统。实时系统是指一个能够在指定的或者确定的时间内，实现系统功能和对外部或内部、同步或异步事件作出响应的系统。 3、BSP设计板级支持包（BSP）的目的主要是为驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包，从而实现对操作系统的支持。类似于PC机上的BIOS，是一个承上启下的软件层次。由嵌入OS和用户开发相结合取得。BSP一般是在嵌入式系统上固化存放。 4、总线竞争就是在同一总线上，同一时刻，有两个以上器件要通
一、简要说明嵌入式系统产品的基本组成、嵌入式系统特点、嵌入式系统开发流程； 答：基本组成:可分为硬件和软件两个组成部分。其中硬件组成结构以嵌入式微处理机为中心，配置存储器I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助借口；软件组成结构包括应用层、OS层、BSP等。 特点：“专用”计算机系统；运行环境差异大；比通用PC系统资源少；功耗低、体积小、集成度高、成本低；具有完整的系统测试和可靠性评估体系；具有较长的生命周期；需要专用开发工具和方法进行设计；包含专用调试电路；多科学知识集成系统。 开发流程：(1)系统定义与需求分析阶段。(2)方案设计阶段。(3)详细设计阶段。(4)软硬件集成测试阶段。(5)系统功能性及可靠性测试阶段。 二、写出教材图1-1嵌入式系统的组成结构中各英文缩写的中文释义； 答：.OS:操作系统 API:应用程序接口 BSP:板级支持包 Boot:启用装载 HAL:硬件抽象层 SoC/SoPC:片上系统/片上可编程系统 GPIO:控制处理器输出接口 USB:通用串行总线 LCD:液晶显示器 ADC/DAC:模数转换和数模转换 FPGA/CPLD:现场可编程门阵列/复杂可编程逻辑器件 UART/IrDA:通用异步收发传输器/红外线接口 DMA:直接内存访问 CAN:控制器局域网络 Timer/RTC:定时器/实时时钟 MMU/Cache:内存管理单元/高速缓冲存储器
三、比较说明FLASH存储器中NOR型和NAND型FLASH的主要区别；比较说明RAM 存储器中SRAM和SDRAM的主要区别； 答：NORFlash的读取和我们常见的SDRAM的读取是一样，用户可以直接运行装载在NORFLASH里面的代码，这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。NANDFlash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一块的形式来进行的，通常是一次读取512个字节，采用这种技术的Flash比较廉价。SRAM是靠双稳态触发器来记忆信息的；SDRAM是靠MOS电路中的栅极电容来记忆信息的。由于电容上的电荷会泄漏，需要定时给与补充，所以动态RAM需要设置刷新电路。但动态RAM比静态RAM集成度高、功耗低，从而成本也低，适于作大容量存储器。所以主内存通常采用SDRAM，而高速缓冲存储器（Cache）则使用SRAM，在存取速度上，SRAM>SDRAM。 四、说明嵌入式系统常见硬件平台种类、典型处理器型号； 答：典型的型号有MIPS处理器、PowerPC处理器、Sparc处理器、ARM处理器、Xtensa系列可配置处理器。 五、嵌入式系统中常用的接口或通信方式有RS232、RS485、BlueTooth、CAN、IrDA、GPRS、SPI、GSM、802.11、SPI、IIC、Ethernet、JTAG等，请根据通信介质是否无线或有线对其进行分类；请根据通信距离从近至远依次排序；请根据通信速度从慢至快依次排序； 答：无线：RS485、BlueTooth、CAN、IrDA、GPRS、GSM、802.11、Ethernet 有线：RS232、SPI、IIC、JTAG 传输距离：RS232、SPI、IIC、JTAG、BlueTooTh、IrDA、RS485、CAN、802.11、GSM、GPRS、Ethernet 传输速度：GSM、GPRS、Blueteeth、IrDA、802.11、CAN、RS232、RS485、Ethernet、IIC、SPI、JTAG 六、列举常见嵌入式操作系统及其特点； 答：源代码公开并且遵循GPL协议 有大量的免费的优秀的开发工具，且都遵从GPL，是开放源代码的。
移动打印终端终嵌入式系统设计方案 阅读目录 一项目概述 (2) 二系统总体架构 (2) 2.1.1 各功能部件作用 (3) 2．2．1 手持式扫描仪 (3) 2．2．2 嵌入式开发板 (4) 2．2．3 微型打印机的选型 (5) 2．2．4．远程服务器 (5) 三软/硬件设计 (5) 3．2 硬件设计 (7) 3．2．1 嵌入式开发板和扫描仪的连接 (7) 3．2．2嵌入式开发板和远程服务器的连接 (7) 3．2．3 嵌入式开发板和微型打印机的连接 (7) 四各驱动程序的设计（软件设计） (7) 4．1 打印机驱动的设计 (7) 4．1．1定义设备号和设备名 (7) 4.1.2 设备驱动初始化函数和清除函数 (8) 4．编译扫描仪制备驱动 (12) 5.加载设备 (12) 4.1.3 扫描仪驱动设计 (13) 4.1.4 网络通信模块及服务器的开发 (14) 4.1.5系统应用程序设计 (15) 五系统调试 (16)
一 项目概述 1．1 系统设计的必要性与PC 终端的比较 在信息社会中，打印终端应用非常广泛，比如超市的收银系统、图书管的借还书系统、移动营业厅的话费打印系统等场合，我们都可以看到打印终端的身影。传统打印终端通常都是由PC 加上一个微型打印机构成，这种架构的打印终端价格比较昂贵，体积庞大，移动笨拙，使用十分不方便。 随着嵌入式技术的发展，许多原来基于PC 的应用都纷纷转向基于嵌入式技术来实现。基于嵌入式技术的产品具有非常明显的优势，如价格便宜、功耗低、体积小及移动方便等。 具体到打印终端这个产品上来说，可以从下表看出基于PC 的打印终端和基于嵌入式的打印 1．2 系统的主要功能 本项目实例中拟开发的嵌入式移动打印终端是解决从数据输入、数据处理和数据输出的一体化系统，它提供下列几个功能 ● 数据录入功能：支持从扫描仪端录入数据； ● 通过网络到数据库查询； ● 数据打印功能 二 系统总体架构 嵌入式移动终端是一套完整的嵌入式应用系统，包括和硬件和软件两部分，这一节先说一下硬件方面的设计。 2．1 系统硬件组成的部件 ● 数据输入部件（手持扫描仪）—完成数据输入功能； ● 数据处理部件（嵌入式开发板和远程服务器）—完成数据处理任务 ● 数据输出部件（微型打印机）—完成数据打印功能； 各个部件之间的关系如图