嵌入式系统复习

第一章 嵌入式系统概述

1． 嵌入式系统是什么？

目前，对嵌入式系统的定义多种多样:

IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义为：用于对机器和设备进行控制，监视或者辅助操作的装置。

从技术的角度定义：

以应用为中心，以计算机为基础，并且软硬件可裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。

从系统的角度定义：

嵌入式系统是完成复杂功能的硬件和软件，并使之紧密耦合在一起的计算机系统。

嵌入式系统是指嵌入式操作系统和功能软件集成在以微控制器或微处理器为核心的微型计算机硬件体系中所形成的简单便捷，稳定可靠，机电一体化产品整体。简单地说，嵌入式系统是软件体系和硬件体系紧密结合的一体化系统。

2． 嵌入式系统由哪几个部分组成？

嵌入式系统由硬件平台和系统软件组成。硬件平台指嵌入式处理器和与之通过接口连接的外围硬件平台。系统软件指实时操作系统和用户应用软件。

3． 嵌入式微(?)处理器有几种类型？各有什么特点?

嵌入式微处理器（EMPU）：比较适合于大容量的数据计算和处理，具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。与嵌入式控制器相比，速度快，运算功能强大，可对各类数据进行快速处理。

嵌入式微控制器（EMCU）：比较适合于基于逻辑运算和简单数据计算结果的控制，最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降，可靠性提高。

嵌入式DSP（EDSP）：对系统结构和指令的某些部分进行了特殊设计，使之适合于执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较快。总而言之，就是运算速度快。

嵌入式片上系统（ESOC）：根据应用系统设计者定义，可以在一个硅片上集成一个更为复杂的系统。整个嵌入式系统的大部分尽可集成到一块或几块芯片上，应用系统电路板将变得很整洁，对于减少体积和功耗，提高可靠性十分有益。

4． 你能列举几种熟悉的操作系统吗？

µCOS-Ⅱ，µCLinux，WinCE，VxWorks，TRON，µITRON，eCos，Nucleus，OSE等。

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 20 10 30 20 20

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。

1、 嵌入式系统的定义

答：根据美国电气与电子工程学会IEEE的定义，嵌入式系统是用于控制、监视或辅助操作机器和设备的装置。需指出的是本定义并不能充分体现嵌入式系统的精髓，从根本上说，嵌入式系统的概念应从应用的角度予以阐述。在国内的很多嵌入式网站和相关书籍中，一般都认为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、体积和功耗有严格要求的专业计算机系统。（P1的第一段也读一读）

2、 嵌入式系统一般由 嵌入式微处理器 、 外围硬件设备 、 嵌入式操作系统 以及 用户应用软件 四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。

3、 嵌入式微处理器的体系结构可以采用 冯·诺依曼体系结构 或 哈佛体系结构 ，指令系统可以选用 精简指令集系统RISC 或 复杂指令集系统CISC 。

4、 嵌入式微处理器的体系结构包括哪几种？它们的不同的是什么？

答：嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系结构或哈佛体系结构。

不同点：①冯·诺依曼结构的计算机由CPU和存储器构成，其程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置；采用单一的地址及数据总线，程序指令和数据指令的宽度相同。

程序计数器(PC)是CPU内部只是指令和数据的存储位置的寄存器。CPU通过程序计数器提供的地址信息，对存储器进行寻址，找到所需要的指令或数据，然后对指令进行译码，最后执行指令规定的操作。处理器执行指令时，先从存储器中取出指令译码，再去操作数执行运算，即使单条指令也要耗费几个甚至几十个周期，在高速运算时，在传输通道上会出现瓶颈效应

②哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问。系统中具有程序的数据总线与地址总线，数据的数据总线与地址总线。这种分离的程序总线和数据总线可以允许在一个机器周期内同时获取指令字和操作数，从而提高执行速度，提高数据的吞吐率。又由于程序和数据存储器在两个分开的物理空间中，因此取指和执行能完全重合，具有较高的执行效率。

《嵌入式系统原理》复习提纲

第一章 嵌入式系统概述

1、 嵌入式系统定义、特点。

2、 嵌入式系统的基本构成。

3、 举例说明嵌入式系统的应用及未来发展趋势

第二章 嵌入式系统设计方法

嵌入式系统的设计方法有哪些，他们有何异同点。

第三章 嵌入式处理器

1、 嵌入式处理器的分类有哪些，各自的作用和使用领域是什么。

2、 简述ARM处理器的工作状态。

3、 简述使用多处理器结构需要考虑的几个问题。

第四章 嵌入式系统的存储器

1、 解释下列概念：RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH。

2、 存储器的主要功能是什么？如何衡量存储器的性能。

3、 比较SRAM和DRAM。

4、 比较RAM和ROM。

5、 嵌入式系统的CACHE主要有哪些特点？为什么说其低功耗设计非常重要？

6、 嵌入式系统的存储器主要有哪些部分构成？如何选择不同的存储器。

第五章 嵌入式系统的外围设备和I/O接口

1、 I²C总线是什么？它如何解决多个设备同时发送的冲突？它与I²S的区别。

2、 红外接口模块与蓝牙接口模块的区别？

3、 触摸屏主要有哪几种？各自的特点是什么？

4、 I/O接口的组成、功能、编址方式。

5、 嵌入式最小系统的构成、扩展方式是什么。

6、 什么是中断、异常？他们的处理过程如何？

第六章 嵌入式操作系统

1、 嵌入式操作系统的特点。

2、 什么是实时操作系统？谈谈你对实时操作系统未来发展趋势的看法。

3、 列举3种典型的嵌入式操作系统，并说明其主要应用领域。