一、判断题
1、前后台系统中的前台行为称为任务级，后台行为称为中断级。（F）
2、为确保临界区代码的执行，在进入临界区之前要关中断，而临界区代码执行完成以后要立即开终端。
（T）
3、任务切换所需要的时间取决于CPU有多少寄存器要入栈。（T）
4、uClinux、WinCE、uC-OSLL、VxWork 都属于实时操作系统。（F）
5、ARM处理器使用的是哈弗结构。
（F）
6、除了用户和系统模式外的其他处理器模式称为异常模式。（T）
7、0x13000000是合法的8位图立即数。（T）
8、SWI是用于实现寄存器和存储器交换的指令。（F）
9、Windows下使用的可执行文件可以直接在ARM处理器中运行。（F）
10、使用make clean会将该目录下所有的源文件删除。（F）
二、填空题
1、嵌入式系统有3个基本特征，分别是（嵌入性）、（内含计算机）、（专用型）。
2、ARM7TDMI的T、D、M、I分别代表的意思是（支持Thumb指令集）、（支持片上调试）、（支持64位乘法指令）、（EmbeddedICE硬件仿真模块）。
3、ARM指令与Thumb指令切换状态用的是（BX指令），查询处理器处于何种指令状态可以通过（MRS指令）读取CPSR寄存器中的（T控制位）。
4、实验中嵌入式Linux系统移植的过程分为三个阶段：（下载Bootloader）、（下载Kereml）、（下载文件系统）。
5、Bootlaoder主要功能是（系统初始化）、（加载和运行内核程序）。
6、设系统节拍为50毫秒，调用OSTimeDly （40）的效果是延时（2秒钟），调用OSTimeDlyHMSM（0，1，27，650）的实际时间是延时（1分27秒650毫秒）。
7、将文件sourcepath压缩为file.tgz的命令是(tar cfzv file.tgz sourcepath)，而将file.tgz 解压的命令是（tar xfzv file.tgz）。
8、将名为xtu的文件权限修改成可读、可写、可执行的命令是（chmod 777 xtu）.
三、简答题
1、什么是非抢先式实时操作系统？有何优缺点？它的实时性如何决定？
答：对于基于优先级的实时操作系统而言，非抢先式实时操作系统是指某个任务运行后，就把CPU控制权完全交给了该任务，直到它主动将CPU控制权还回来。
优点：实时性比不使用实时操作系统的好，程序设计相对简单，可调用不可重入函数（任务间不嵌套）。
缺点：如果最长任务的执行时间不能确定，系统的实时性就不能确定。
实时性：取决于最长任务的执行时间。
2、简述优先级倒置产生的条件、现象以及解决方案
答：条件：基于优先级抢先式的任务调度、资源共享。
现象：低优先级任务L和高抢先级人物H 共享资源，在L占有共享资源后，任务H 就绪，但这时任务H必须等待任务L完成对共享资源的操作。在任务L完成对共享资源的操作之前，任务M也已就绪并抢先任务L运行。在任务M运行时，系统中具有最高优先级的任务H仍然保持挂起状态。解决方案：优先级继承、优先级顶置。
3、简要说明ARM7指令集分类，总结特点？
答：ARM7TDMI处理器有两个指令集：32位ARM指令集和16位Thumb指令集。每种指令集有其自己的优缺点和使用范围。1）ARM指令集
ARM指令集可分为5大类指令：分支指令，数据处理指令，加载和存储指令，协处理器指令和杂项指令。
大多数的数据处理指令和一种类型的协处理器指令可以根据它们的结果，使CPSR寄存器当中的4个条件代码指标（N,Z,C和V）更新，当指令带S后缀时一般要更新条件代码标识，否则一般不更新。几乎所有的ARM 指令都包含一个4位的条件域，如果条件代
码标志在指令开始执行时指示条件为真，那么指令正常执行；否则，指令什么也不做。条件域的第16个值用于那些不允许条件执行的指令。
2）Thumb指令集可分为4大类指令：分支指令，数据处理指令寄存器加载与存储指令和异常产生指令。
Thumb指令集不是一个完整的指令集，它仅仅是最通用的ARM指令的子集，不能指望处理器只执行Thumb指令而不支持ARM指令。Thumb指令长度为16位，每条指令都对应一条32位ARM指令，它对处理器模型有相同的效果。
Thumb指令使用标准的ARM寄存器配置进行操作，这样ARM和Thumble状态之间具有极好的互用性。在执行方面，Thumb具有32位内核所有的优点：
—32位地址空间
—32位寄存器
—32位移位寄存器和算术逻辑单元（ALU）—32位存储器传输
因此，Thumb提供了长的分支范围，强大的算术操作和巨大的地址空间。Thumble代码仅为ARM代码规模的65%，但其性能却相当于连接到16为存储器系统的ARM处理器性能的160%。因此，Thumb使ARM7TDMI处理器非常适用于那些只有有限的存储器带宽并且代码密度很高的嵌入式应用。
16位Thumb和32位ARM指令集使使用者有极大的灵活性，使其可以根据各自应用的需求，在子程序一级上实现对性能或者代码规模的优化。
4、请联系实验内容简述什么是Bootloader，为什么要在嵌入式平台中移植Bootloader？答：Bootloader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
需要移植的原因是因为每种不同的CPU体系结构都有不同的Bootloader，且Bootloader 还依赖于具体的嵌入式设备的配置，所以需要修改Bootloader进行移植。
四、程序分析题
分析下面一段程序，在后面对应的划线上做出相应的注释。
答：P407
六、程序设计题
1）uC/OS-II特点是什么？
2）简要概述资源同步和行为同步的概念。3）编程设计含有4个不同的任务的一段程序，其中2个任务实现资源同步，2个任务实现行为同步。
答：1）特点是提供源代码，可移植性，可固化，可裁剪，可剥夺，多任务，可确定性任务栈，系统服务及中断管理，稳定性和可靠性。
2）资源同步的意思是指实现多任务条件下保证共享资源的完整性和可靠性。
一个任务的运行过程需要和其他任务的运行配合，才能达到预定的效果，任务之间的这宗动作配合和协调关系称为“行为同步”。3）解题原则：采用互斥信号量实现2个任务的资源同步，采用信号量、事件标志组、消息邮箱、消息队列之间任意一种方式实现2个任务间的行为同步。
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
一、选择题 1、数字信号处理器在嵌入式系统中得到广泛使用，下面关于数字信号处理器的叙述中错误的是： A) 它的英文缩写是DSP B) 它比通用的微处理器能更好地满足高速数字信号处理的要求 C)它特别适合于文字处理和图形用户界面 D) 手机和数码相机等产品通常都含有数字信号处理器 2、片上系统（SoC）也称为系统级芯片，下面关于SoC叙述中正确的是： A) SoC芯片中只有一个CPU或DSP B) SoC已经成为嵌入式处理芯片的主流发展趋势 C) SoC是集成电路加工工艺进入纳米时代后的产物 D) 片上系统使用单个芯片进行数据的采集、转换、存储和处理，它不支持I/O功能 3、计算机局域网传输数据时，必须把数据组织成规定格式的"帧"，每一数据帧由下图所示的5个部分组成,其中①、 ②、③分别是： A)发送设备MAC地址、接收设备MAC地址、校验信息 B) 发送设备MAC地址、校验信息、接收设备MAC地址 C) 校验信息、发送设备MAC地址、接收设备MAC地址 D) 接收设备MAC地址、发送设备MAC地址、校验信息 4、通常嵌入式系统对实时性和可靠性都有一定要求，如果把ATM柜员机和数码相机两者进行比较，它们中对实时性和可靠性要求较高的分别是： A) ATM柜员机、数码相机B)数码相机、ATM柜员机 C) ATM柜员机、ATM柜员机 D) 数码相机、数码相机 5、关于处理器内核说法正确的是： A) 51内核是RISC指令集结构 B) AVR内核是CISC指令集结构 C) MSP430内核采用冯.诺衣曼结构D)所有ARM内核均采用哈佛结构 6、关于ARM Cortex-M处理器的特点，以下说法错误的是： A) 功能强 B) 耗电少 C) RISC结构D)多周期操作 7、以下ARM处理器，只有Thumb-2状态和调试状态的是： A) ARM7 B) ARM9 C) ARM11 D) ARM Cortex-M3 8、已知内存单元0x60000000~0x60000003以小端模式存放一个32位数据0x32303134,R1=0x60000000,R0=0,执行ARM 指令LDRH R0,[R1]之后，R0的值为： A) 0x32303134 B) 0x00003230 C) 0x00003134 D) 0x00000032 9、已知R1=8，R0=9，执行指令MOV R0,R1,LSR#3后，R0的值为： A) 1 B) 8 C) 0x10 D) 0x80 10、对于ARM处理器以下不属于逻辑运算指令助记符的是： A) AND B) BIC C) EOR D) SBC 11、关于ARM处理器的工作模式，以下说法错误的是： A) 用户模式是程序正常执行的工作模式B) 管理模式负责处理存储器故障，实现虚拟存储器和存储器的保护 C) 系统模式运行特权级的操作系统任务 D) 当处理器处于用户模式时，如果没有异常发生是不能改变工作模式的 12、以下关于ARM状态寄存器CPSR的说法正确的是： A) CPSR决定存储器的数据类型和存储模式 B) CPSR中I为快速中断禁止控制位 C) CSPR中的T为陷井标志D) CPSR决定ARM处理器工作模式 13、下面是关于ARM嵌入式芯片中的GPIO的叙述，其中错误的是： A) GPIO即通用输入/输出端口 B) GPIO作为输入时具有缓冲功能 C) GPIO作为输出时具有锁存功能D) GPIO引脚可以是多功能的，但引脚功能不能超过两种 14、下面是关于ARM处理器芯片内部的定时计数组件的叙述，其中错误的是： A) ARM处理芯片内部的定时计数组件中包含通用定时器（Timer） B) ARM处理芯片内部的定时计数组件中一般只包含一路脉冲宽度调制信号（PWM） C) ARM处理芯片内部的看门狗定时器（WDT）的主要功能是，当处理器进入错误状态后的一定时间内可使处理器复位
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
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。
实验报告 课程名称：嵌入式系统 学院：信息工程 专业：电子信息工程 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 开课时间：学年第一学期
实验名称：IO接口（跑马灯） 实验时间：11.16 实验成绩： 一、实验目的 1.掌握 STM32F4 基本IO口的使用。 2.使用STM32F4 IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置完成对 IO 口的配置。 3.控制STM32F4的IO口输出，实现控制ALIENTEK 探索者STM32F4开发板上的两个LED实现一个类似跑马灯的效果。 二、实验原理 本次实验的关键在于如何控制STM32F4的IO口输出。IO主要由：MODER、OTYPER、OSPEEDR、PUPDR、ODR、IDR、AFRH和AFRL等8个寄存器的控制，并且本次实验主要用到IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置，即可完成对IO口的配置。所以可以通过了开发板上的两个LED灯来实现一个类似跑马灯的效果。 三、实验资源 实验器材: 探索者STM32F4开发板 硬件资源: 1.DS0(连接在PF9) 2.DS1(连接在PF10) 四、实验内容及步骤 1.硬件设计 2.软件设计 （1）新建TEST工程，在该工程文件夹下面新建一个 HARDWARE文件夹，用来存储以后与硬件相关的代码。然后在 HARDWARE 文件夹下新建一个LED文件夹，用来存放与LED相关的代码。 （2）打开USER文件夹下的test.uvproj工程，新建一个文件，然后保存在 LED 文件夹下面，保存为 led.c，在led.c中输入相应的代码。
（3）采用 GPIO_Set 函数实现IO配置。LED_Init 调用 GPIO_Set 函数完成对 PF9 和 PF10 ALIENTEK 探索者 STM32F407 开发板教程 119 STM32F4 开发指南(寄存器版) 的模式配置，控制 LED0 和 LED1 输出 1（LED 灭），使两个 LED 的初始化。 （4）新建一个led.h文件，保存在 LED 文件夹下，在led.h中输入相应的代码。 3.下载验证 使用 flymcu 下载（也可以通过JLINK等仿真器下载），如图 1.2所示： 图1.2 运行结果如图1.3所示：
．选择题（分数=1*60） 1.对一个字，存储时先存放低字节，再存放高字节（即低字节占低地址，高字节占高地址）。则该种存储格式为__A__________ A,小端方式B,大端方式C,低端方式D,高端方式 2.ARM公司是专门从事___B________ A,基于RISC技术芯片设计开发B,ARM芯片生产C,软件设计 D,ARM芯片销售 3.哪个不是ARM微处理器的特点_____D_______ A,体积小，低功耗，低成本，高性能B,大多数数据操作都在寄存器中完成C,寻址方式灵活简单，执行效率高D,指令长度不固定 4.ARM微处理器为_____________C____ A, 16位RISC架构B, 32位CISC架构C, 32位RISC 架构D, 64位RISC架构 5.ARM7系列微处理器是_____A______ A, 三级流水线结构B, 四级流水线结构C, 三级流水线结构D, 三级流水线结构 6.ARM9系列微处理器是________C_____ A, 三级流水线结构B, 四级流水线结构C, 五级流水线结构D, 三级流水线结构 7.对于ARM7TDMI系列微处理器，下列叙述哪个是错误的__D___ A, 支持片上Debug B, 支持压缩指令集Thumb C, 内嵌硬件乘法器 D, 嵌入式ICE,但不支持片上断点和调试点8.下列叙述哪个是错误的___B___ A, ARM指令为32位的长度，Thumb指令为16位长度 B,Thumb代码与等价的ARM代码相比较，用ARM指令要比Thumb指令节省30%-40% 以上的存储空间 C, 使用Thumb代码的系统，其功耗要低D, Thumb指令的密度高
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
_* 南京邮电大学通信学院 实验报告 实验名称：基于ADS开发环境的程序设计 嵌入式Linux交叉开发环境的建立 嵌入式Linux环境下的程序设计 多线程程序设计 课程名称嵌入式系统B 班级学号 姓名 开课学期2016/2017学年第2学期
实验一基于ADS开发环境的程序设计 一、实验目的 1、学习ADS开发环境的使用； 2、学习和掌握ADS环境下的汇编语言及C语言程序设计； 3、学习和掌握汇编语言及C语言的混合编程方法。 二、实验内容 1、编写和调试汇编语言程序； 2、编写和调试C语言程序； 3、编写和调试汇编语言及C语言的混合程序； 三、实验过程与结果 1、寄存器R0和R1中有两个正整数，求这两个数的最大公约数，结果保存在R3中。 代码1：使用C内嵌汇编 #include
printf("gcdnum:%d\n",a); return 0; } 代码2：使用纯汇编语言 AREA example1,CODE,readonly ENTRY MOV r0, #4 MOV r1, #9 start CMP r0, r1 SUBLT r1, r1, r0 SUBGT r0, r0, r1 BNE start MOV r3, r0 stop B stop END 2、寄存器R0 、R1和R2中有三个正整数，求出其中最大的数，并将其保存在R3中。 代码1：使用纯汇编语言 AREA examp,CODE,READONL Y ENTRY MOV R0,#10 MOV R1,#30 MOV R2,#20 Start CMP R0,R1 BLE lbl_a CMP R0,R2 MOVGT R3,R0 MOVLE R3,R2 B lbl_b lbl_a CMP R1,R2 MOVGT R3,R1 MOVLE R3,R2 lbl_b B . END 代码2：使用C内嵌汇编语言 #include
一、填空题 1、哈佛体系结构数据空间和地址空间（分开），ARM920T采用（哈佛）的内核架构。 2、 ARM7TDMI采用（ 3 ）级流水线结构，ARM920TDMI采用（ 5 ）级流水线。 3、ARM7TDMI中，T表示支持16位Thumb指令集，D表示（支持片上Debug(调式) ）， M表示内嵌乘法器Multiplier，I表示（嵌入式ICE ），支持片上断点和调试点。 4、“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。 5、ARM处理器共有37个寄存器，31个通用寄存器，6个状态寄存器。寄存器R13通常 用作堆栈指针，称作SP。寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为链接寄存器LK （Link Register）。寄存器R5通常用于存储PC。 6、程序状态寄存器CPSR的N、Z、C、V分别指--，I=1指-禁止IRQ中断-、F=1指-禁 止FIQ中断-，M[4：0]用做-处理器模式选择-。 7、ARM微处理器支持四种类型的堆栈，即：满递增堆栈、满递减堆栈、空递增堆栈、 空递减堆栈。 8、ARM微处理器有 7 种工作模式，它们分为两类特权模式、非特权模式。 其中用户模式属于非特权模式 9、ARM支持两个指令集， ARM核因运行的指令集不同，分别有两个状态 ARM状态、thumb状态，状态寄存器CPSR的 T （或者填 D5 ）位反映了处理器运行不同指令 的当前状态 10、ARM处理器有两种总线架构，数据和指令使用同一接口的是冯诺依曼结构，数 据和指令分开使用不同接口的是哈佛结构 11、ARM核有多个寄存器，其中大部分用于通用寄存器，有小部分作为专用寄存器， R15 寄存器用于存储PC，R13通常用来存储 SP （或者填堆栈指针） 12、编译链接代码时，有两种存储代码和数据的字节顺序，一种是小端对齐，另一种 是大端对齐 13、不同的中断处理不同的处理模式，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。 14、嵌入式微处理器有嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、曲入式DSP处理器和嵌入式 片上系统四种类型。 15、ARM9TDMI采用5级流水线：取指、译码、执行、访存和写回。
《嵌入式开发》期中试卷 试卷适用范围：2011级计算机科学与技术（本）1、2班 一、填空题（每空1分，共46分） 习题 1 1．填空题 （1）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，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。 （2）嵌入到对象体系中的专用计算机系统。嵌入性、专用性与计算机系统是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。 （3）嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SOC）。 （4）嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成，硬件一般由高性能微处理器和外围接口电路组成，软件一般由操作系统和应用程序构成，软件和硬件之间由所谓的中间层（BSP层，板级支持包）连接。 （5）嵌入式系统从组织层次上看，嵌入式系统一般由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。 （6）在专用的嵌入式板子上面运行GNU/Linux系统已经变得越来越流行。一个嵌入式Linux系统从软件的角度看通常可以分为四个层次：引导加载程序、 Linux内核、文件系统、用户应用程序。 （7）嵌入式系统硬件的核心部件是各种类型的嵌入式处理器。 （8）嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器，一般把嵌入式处理器分成4类，即微处理器、微控制器、数字信号处理器、和嵌入式片上系统。 （9）ARM公司首创了 chipless 的生产模式，专门从事基于RISC技术芯片的设计开发，公司本身并不生产芯片，而是设计出高效的IP内核，授权给半导体公司使用。 （10）ARM7TDMI中，T表示支持Thump指令集。D表示支持片上调试（Debug）。M表示内嵌硬件乘法器（Multiplier）。I表示支持片上断点和调试点。 （11）ARM9系列微处理器包含ARM920T、ARM922T和ARM940T三种类型，以适用于不同的应用场合。 （12）ARM微处理器有两种工作状态：Thump状态、ARM状态。 （13）通用寄存器分为三类：未分组寄存器、分组寄存器、程序计数器（PC）。 （14）异常是由内/外部源引起的需要处理器干预的一个事件。 （15）精简指令集计算机RISC（Reduced Instruction Set Computer）和复杂指令集计算机CISC 是当前CPU的两种架构。 （16）ARM微处理器的在较新的体系结构中支持两种指令集： ARM指令集、Thump指令集。 （17）MMU的作用有两个：将虚拟地址转化为物理地址、对存储器访问的
实验名称： 姓名： 学号： 装 订 线 P.1 实验报告 课程名称： 嵌入式系统设计 指导老师：马永昌 成绩：________________ 实验名称：综合实验一dht11和人体感应传感器 实验类型：验证型 同组学生姓名：孙凡原 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.掌握字符设备驱动程序的基本结构和开发方法 2.掌握用户空间调用设备驱动的方法 3.掌握用户和内核的交互 二、实验内容和原理 1.编写温湿度传感器DHT11驱动，传输打印温湿度信息 2.编写人体感应传感器驱动，控制LED 灯亮灭 原理： 温湿度传感器DHT11： 1.引脚图 实际使用传感器没有NC 引脚 2.数据采集 a.数据总时序 用户主机发送一次开始信号后，DHT11 从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11 发 专业：测控技术与仪器 姓名：颜睿 学号：3130103850 日期：2018.4.28 地点：创客空间
装订线送响应信号，送出40bit 的数据，幵触发一次信采集。 b.主机发送起始信号 连接DHT11的DATA引脚的I/O口输出低电平，且低电平保持时间不能小于18ms，然后等待DHT11 作出应答信号。 c.检测从机应答信号 DHT11 的DATA 引脚检测到外部信号有低电平时，等待外部信号低电平结束，延迟后DHT11 的DATA引脚处于输出状态，输出80 微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出80 微秒的高电平通知外设准备接收数据。 d.接收数据 （1）数据判定规则 位数据“0”的格式为：50 微秒的低电平和26-28 微秒的高电平，位数据“1”的格式为：50 微秒的低电平加70微秒的高电平。 接收数据时可以先等待低电平过去，即等待数据线拉高，再延时60us，因为60us大于28us且小于70us，再检测此时数据线是否为高，如果为高，则数据判定为1，否则为0。
1.与个人计算机（PC）相比，嵌入式系统具有许多不同的特点。下面不属于嵌入式系统特点的是：（）。 A) 嵌入式系统通常包含在其他设备（系统）中，具有隐蔽性 B) 嵌入式系统的软硬件资源往往受到严格的限制，不易扩展 C) 嵌入式系统使用的CPU字长以8位为主 D) 嵌入式系统大多具有不同程度的实时性 【解析】与人们日常使用的个人计算机相比，嵌入式系统具有许多不同的特点。1）专用型，嵌入式系统与具体应用紧密结合，具有很强的专用型；2）隐蔽性，嵌入式系统通常总是非计算机设备（系统）中的一个部分，它们隐藏在其内部，不为人知；3）资源受限，嵌入式系统通常要求小型化、轻量化、低功耗及低成本，因此其软硬件资源受到严格的限制；4）高可靠性；5）实时性；6）软件固化。现在嵌入式系统中使用最多的是8位和16位的CPU。故此题选C 2.数字信号处理器（DSP）广泛使用于嵌入式系统，下面关于DSP的叙述中错误的是：（）。 A) DSP是一种高性能通用微处理器 B) DSP指令系统具有单指令多数据（SIMD）并行处理的一些特殊指令 C) DSP能显著提高音频、视频等数字信号的数据处理效率 D) 手机和数码相机等产品通常都含有DSP 【解析】DSP 并非高性能通用处理器，它是一种专用于数字信号处理的微处理器，它对通用处理器的逻辑结构和指令系统进行了优化设计，使之能更好地满足高速数字信号处理的要求；在指令系统中增加单指令多数据（SIMD）并行处理的一些特殊指令的，能够显著提高音频、视频等数字信号的数据处理效率；手机和数码相机等产品通常都含有DSP。因此选项A 错误。 3.按照嵌入式系统的技术复杂程度进行分类，可以把嵌入式系统分为低端系统、中端系统和高端系统三大类。下面关于低端嵌入式系统特性的叙述中错误的是：（）。 A) 其硬件的核心大多是4位/8位单片机 B) 由监控程序对系统进行控制，一般不需要使用操作系统 C) 系统功能很容易现场升级 D) 计算器、遥控器、空调机、微波炉等产品中使用的大多是低端嵌入式系统 【解析】按系统的软硬件技术复杂度，嵌入式系统分为低端系统、中端系统和高端系统。其中低端嵌入式系统，其硬件的核心大多是4位/8位单片机；一般不使用操作系统，由监控程序对系统进行控制；在工控领域和白色家电领域占主导地位，如计算器、遥控器、空调等。故C项错误。 4.集成电路制造技术是嵌入式系统发展的重要基础，下面关于集成电路技术发展的叙述中，错误的是：（）。 A) 单块集成电路的集成度平均每18～24个月翻一番 B) 集成电路的工作频率越来越高，功耗越来越低 C) 当前集成电路批量生产的主流技术已经达到45nm、32nm甚至更小的工艺水平 D) 集成电路批量生产使用的晶圆直径已经达到12～14英寸甚至更大 【解析】著名的摩尔定律表示单块集成电路的集成度平均每18～24个月翻一番；当前，世界上集成电路批量生产的主流技术已经达到12～14英寸晶圆、45nm或32nm的工艺水平，并还在进一步提高。芯片的集成度越高,同时电路的工作频率也越来越高，因此功耗将越来越高，而不是
《ARM嵌入式系统基础教程》期末试题 一、填空题(请将答案填入题后括号中)：共10小题，每小题2分，满分20分。 1、一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：处理器、（存储器）、输入/输出和软件，一般软件亦分为（操作系统）和应用软件两个主要部分。 2、根据嵌入式系统使用的微处理器，可以将嵌入式系统分为（嵌入式微控制器），嵌入式DSP，（嵌入式微处理器）以及片上系统。 3、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序，其基本功能有进程管理、（进程间通信）、（内存管理）、I/O资源管理。 4、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为实时操作系统和（分时操作系统），其中实时系统亦可分为（硬实时操作系统）和软实时系统。 5、内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的（通信），内核的基本服务是（任务调度）。 6、嵌入式开发一般采用（宿主机/目标机方式）方式，其中宿主机一般是指（PC机或者台式机）。 7、哈佛体系结构数据空间和地址空间（分开），ARM920T采用（哈佛体系）的内核架构。 8. ARM7TDMI采用（3）级流水线结构，ARM920TDMI采用（5）级流水线。 9 .按操作系统的分类可知，Dos操作系统属于顺序执行操作系统，Unix操作系统属于（分时）操作系统，VxWorks属于（实时嵌入式）操作系统。 10、ARM7TDMI中，T表示支持16位Thumb指令集，D表示（在片可调试），M表示内嵌乘法器Multiplier，I表示（嵌入式ICE），支持在线断点和调试。 二、选择题(请将答案填入题后括号中)：共10小题，每小题2分，满分20分。 1、下面哪种操作系统不属于商用操作系统。 (B) A. windows xp B. Linux C. VxWorks D. WinCE 2. 下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。 (C) A. 内核精简 B. 专用性强 C. 功能强大 D. 高实时性 3. 下面哪种不属于嵌入式系统的调试方法。 (D) A. 模拟调试 B. 软件调试 C. BDM/JTAG调试 D. 单独调试 4. 在嵌入式ARM处理器中，下面哪种中断方式优先级最高。 (A) A. Reset B. 数据中止 C. FIQ D.
1.下面是嵌入式系统硬件部分的逻辑组成及其与外部世界关系的示意图，其中的组成部分A是___【1】____接口；组成部分B是___【2】____接口。 【解题思路】 本题考查的主要是嵌入式系统硬件的逻辑组成。硬件的主体是中央处理器和存储器，他们通过I/O接口和I/O设备与外部世界联系，并借助总线相互连接。 【参考答案及解析】 【1】输入 【2】输出 2.数字图像的文件格式有多种，不同的文件格式采用不同的编码方法，具有不同的特点，适合不同的应用。其中，GIF图像文件格式颜色数目仅___【3】____种，文件特别小，适合互联网传输。____【4】___图像文件格式是静止图像数据压缩编码的国际标准，它在数码相机中得到广泛使用。 【解题思路】 此题考查数字图像的文件格式。数字图像的文件格式包括BMP，TIF（或TIEF），GIF，JPEG，PNG等，各有特点，适合不同的应用需求。 【参考答案及解析】 【3】256 【4】JPEG 3.具有Wi-Fi功能的手机、平板电脑、笔记本电脑等终端设备，需要在有“热点”的地方才可能接入无线网络。所谓“热点”其正式的名称是 ____【5】___，它实际上是一个无线交换机或无线 ___【6】____，室内覆盖距离一般仅为30m左右，室外通常可达100～300m。 【解题思路】 本题考查无线局域网的相关概念 【参考答案及解析】 【5】无线接入点 【6】路由器 4. ARM公司把ARM11之后的基于ARM Cortex- __【7】_____内核和ARM Cortex- __【8】_____内核的系列处理器称为嵌入式Cortex处理器。 【解题思路】 此题考查ARM处理器内核分类，尤其是Cortex处理器。 【参考答案及解析】 【7】R；Cortex-R为实时应用Cortex处理器，其中R表示Real Time；
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。
实验报告 课程名称： 嵌入式系统设计 指导老师：马永昌 成绩：________________ 实验名称：实验四C 语言裸机编程 实验类型：验证型 同组学生姓名：__孙凡原_______ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 ? 初步了解C 运行库 ? 初步了解gcc arm 常用编译选项 ? 了解ARM 中断处理过程 二、实验内容和原理 ? 编写C 裸机代码实现跑马灯，通过控制Timer 中断实现 ? 通过控制uart 串口进行调试打印 三、主要仪器设备 树莓派、PC 机 四、操作方法和实验步骤 1 通过定时器产生中断，控制gpio ，实现跑马灯 2 控制uart 控制器，产生调试打印。 五、实验数据记录和处理 1.主程序arm.c 注释 //包含头文件 #include
嵌入式系统大作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
基于嵌入式系统的车载GPS导航系统的设计 1 设计目的与功能 1.1 设计目的 随着人们经济基础增强，安全意识增强的基础上，很多人都会选择车载GPS 导航设备，所以制造功能强大，价格低廉的车载GPS导航设备是有很大市场和发展前景的。由于导航仪投入小,外壳模块、芯片等材料市场供应量大,这也是我选择设计车载GPS导航设备的理由。为了满足不同用户的不同需求，我想设计一款内置四维地图系统。 1.2设计功能 1提供准确无误的全3D实景导航； 2附带全国沿途咨询； 3具有视频、音乐播放等娱乐功能。 2．需求分析调研 2.1 产品的硬件组成（型号、类型、电气特性、选择的理由等） （1）处理器：S3C2440A 400MHz，S3C2440A 是三星公司生产推出的基于ARM920T的32位RISC嵌入式微处理器，S3C2440A采用了ARM920T的内核，0.13um的CMOS标准宏单元和存储器单元。 采用ARM920T CPU内核支持ARM调试体系结构。 （2）储存模块：SDRAM , K4M561633-75 , 64MByte Nand FLASH, K9F1208G 64MByte同步动态随机存储器，工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。 （3）音频模块：PHILIPS公司的UDA1341TS是一块功能强大的专用语音处理芯片。本设计使用的AT91RM9200处理器具有一个IIS音频接口，此接口