湖南大学嵌入式系统试卷.pdf

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一填空 (每空1 分,共 20 分)

1.嵌入式微处理器一般可分为嵌入式微控制器、嵌入式数字信号处理器、嵌入式微处理器和嵌入式片上系统四种类型。

2.嵌入式系统体系结构一般具有冯洛依曼和哈佛两种基本形式。

3.嵌入式存储系统一般由高速缓存、内存和外存组成。

4.嵌入式存储系统具有大端格式和小端格式两种数据存放格式。

5从编程的角度看,ARM微处理器的一般有ARM 和THUMB 两种工作状态。

6.嵌入式软件的开发一般分为生成、调试和固化运行三个步骤。

7.嵌入式LINUX的内核有五个组成部分,它们是进程调度、内存管理、

虚拟文件系统、网络接口和进程通信。

8.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:

I/O资源管理。

9.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

硬实时系统和软实时系统。

1.嵌入式系统是以应用中心,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。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四部分组成.

2.在嵌入式系统设计过程中,需求分析包括:功能性需求分析和非功能性需求分析。

3.总线按照传输关系分类可分为:主从结构和对等结构。

4.RS-232C的帧格式由四部分组成,包括:起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。

5.I/O接口电路数据传送方式有:查询、中断、DMA、I/O通道和I/O处理机方式。

6.实时系统的关键问题是保证系统的实时性;实时操作系统就是指具有实时性、能支持实

时系统工作的操作系统。

7.实时操作系统的评价指标有:任务调度算法、上下文切换时间、确定性、最小内存开销

和最大中断禁止时间。

8.Bootloader主要功能是系统初始化、加载和运行内核程序。

9.进程与线程:进程是①具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,是系

统进行资源分配和调度的独立单位。②可与其他程序并发执行的程序,在一个数据集合上的运行的过程。它是系统进行资源分配和调度的独立单位

10.嵌入式系统五层结构:硬件层、引导层、内核层、uI层(userinterface)和应用层

11.目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些:Windows CE/Windows Mobile、VxWork、Linux、

uCos、Symbian、QNX

12.ARM微处理器有7种工作模式,它们分为两类非特权模式和特权模式,其中用户模

式属非特权模式。

二简答 (每题5分,共 30 分)

1.简要叙述嵌入式系统的定义。

嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且在软、硬件方面可进行裁剪,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。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。

2. 什么是嵌入式实时操作系统?简单叙述其特点。

实时操作系统就是“在给定的时间内提供某种程度的服务,如果在规定的时间内没有得到

结果,那整个的系统就是失败”。对于实时操作系统其首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务,其次才着眼提高计算机系统的使用效率。

3.什么是操作系统的移植?

操作系统的移植是指一个操作系统经过适当修改以后,可以安装在不同类型的微处理器系统上进行运行。

4. 简要叙述ARM体系微处理器中控制程序的执行流程方式?

在ARM体系微处理器中通常有3种方式控制程序的执行流程方式。它们是:正常顺序执行指令;通过跳转命令跳转到特定的标号处;异常处理。

5. 简要叙述嵌入式系统的设计步骤?

嵌入式系统设计的重要特点是技术多样化,即实现同一个嵌入式系统可以有许多不同的设计方案选择,而不同的设计方案就意味使用不同的设计和生产技术。嵌入式系统设计一般步骤:1)需求分析2)体系结构设计3)硬件/软件设计4)系统集成和系统测试

6. 嵌入式系统中电源管理器的作用有哪些?

操作系统是通过电源管理器来进行系统的电源管理,提高整个系统的电源效率,并为每一个外围设备模块提供电源管理。通过电源管理不仅可以减少目标设备上的电源损耗,而且可以在系统重启、运行、空闲和挂起的电源状态下保存RAM 中的文件系统。电源管理模块通过软件来控制系统时钟,以降低微处理器的耗电量。这些方案与PLL、时钟控制逻辑、外设的时钟控制以及唤醒信号有关。

1.简述嵌入式处理器的特点(列出五个特点以上)。

答:低档处理器多采用哈佛结构,高档处理器多采用冯·诺伊曼结构;品种规格系列化;对实时多任务有很强的支持能力;可靠性高、功耗低、集成度高、性价比高。

2.什么是信号的建立时间?什么是信号的保持时间?

答:建立时间:在时钟信号边沿到来之前,数据信号必须提前一段时间保持稳定有效。保持时间:在时钟信号边沿到来之后,数据信号必须在随后的一段时间内保持稳定有效。

3.什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。(1分)

实时性:取决于最长任务的执行时间。(1分)

4.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。(1分)