嵌入式系统开发基础1
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三级嵌入式系统开发技术-1(总分100,考试时间90分钟)选择题1. 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,具有很强的专用性B. 嵌入式系统大多面向控制应用,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一定要求D. 用户可以方便地对嵌入式系统的软件进行修改、升级和扩充2. 下面是关于嵌入式系统CPU的叙述,其中错误的是______。
A. 嵌入式系统中目前仍大量使用8位和16位的CPUB. 使用32位CPU是嵌入式系统技术发展的主流C. 数字信号处理器不能用作嵌入式系统的CPUD. 嵌入式系统CPU大多能支持实时处理并具有低功耗特性3. 微控制器是嵌入式处理芯片的一个重要品种,下面有关叙述中正确的是______。
A. 微控制器将CPU、存储器、I/O控制电路等全部集成在一块IC芯片中B. 微控制器的品种多,应用面广,是嵌入式处理芯片中历史最长的一个品种C. 4位和8位的MCU目前已很少使用,接近淘汰D. 当前大多数32位MCU产品中都使用ARM处理器内核4. 片上系统也称为系统级芯片,它是嵌入式处理芯片的一个重要品种,下列叙述中错误的是______。
A. 片上系统的英文原文是System On Chip,其缩写为SOC或SoCB. 它是集成电路加工工艺进入到深亚微米时代的产物C. 片上系统实现了使用单个芯片进行数据的采集、转换、存储、处理和I/O等多种功能D. 片上系统能把除了模拟电路之外的各种电路都集成在单个芯片上5. 下列有关汉字编码标准的叙述中,错误的是______。
A. GB2312国标字符集仅包含6000多个汉字,许多情况下已不够使用B. GB18030编码标准与Unicode编码标准完全兼容C. Unicode字符集包含的汉字超过2万个,既包括简体汉字,也包括繁体汉字D. GB18030汉字编码标准与GB2312保持向下兼容6. 一幅1024×768的彩色图像,其数据量在2.25MB左右,若图像数据没有经过压缩处理,则图像中每像素是使用______二进制位表示的。
嵌入式操作系统基础知识嵌入式操作系统是指运行在嵌入式系统中的操作系统。
它是一种特殊的操作系统,具有高度的实时性、可靠性和稳定性,应用于嵌入式系统领域。
嵌入式操作系统的基础知识包括操作系统的概念、嵌入式系统的特点、嵌入式操作系统的分类、嵌入式操作系统的设计原则以及嵌入式操作系统的应用等方面。
首先,操作系统是指管理计算机软硬件资源、控制程序运行、为用户提供接口的系统软件。
在嵌入式系统中,操作系统需要具有高度的实时性和可靠性,能够适应各种硬件平台和应用环境。
其次,嵌入式系统的特点主要包括资源受限、功耗低、体积小、价格低等方面。
这些特点对于嵌入式操作系统的设计和实现都提出了更高的要求。
嵌入式操作系统可以分为裸机操作系统和实时操作系统两种。
裸机操作系统是指没有任何操作系统支持的程序设计,程序本身必须包括对外设的访问和处理,开发难度较大;实时操作系统是指具有高度实时性的操作系统,其特点是实时性好、可靠性高、效率高,常用于控制系统等领域。
常见的实时操作系统包括VxWorks、RTLinux等。
嵌入式操作系统的设计原则主要包括简洁、高效、可靠、可移植等方面。
简洁是指嵌入式操作系统的核心功能尽量简单,代码量要小;高效是指嵌入式操作系统要具有快速响应、占用空间小等特点;可靠是指嵌入式操作系统要具有稳定性、可用性、可维护性等特点;可移植是指嵌入式操作系统应该能够适应各种硬件平台和应用环境。
嵌入式操作系统的应用广泛,包括通信设备、工业自动化、医疗设备、汽车电子、智能家居等领域。
例如,手机中的操作系统就是嵌入式操作系统之一。
总之,嵌入式操作系统是一个广泛应用于嵌入式系统领域的特殊操作系统,具有高度的实时性、可靠性和稳定性。
在嵌入式操作系统的设计和实现中,需要遵循简洁、高效、可靠、可移植等设计原则。
嵌入式操作系统的应用范围广泛,在各种电子产品中都有应用。
青岛理工大学琴岛学院计算机系实验教材Linux嵌入式系统实验指导书青岛理工大学琴岛学院计算机科学系二0一0年四月前言随着后PC时代的到来,嵌入式系统技术已经成为了一个万众瞩目的焦点。
目前已广泛应用于信息家电、数据网络、工业控制、医疗卫生、航空航天等众多领域。
巨大的市场潜力,无穷的商机,吸引了各路英豪纷踵沓来。
硬件方面,各大电子厂商相继推出了自己的专用嵌入式芯片,漫天而至的是mp3,PDA,无线上网装置,让人们充分感受到了这股强劲之势;软件方面,在Vxworks、pSOS、Neculeus 和Windows CE等嵌入式操作系统引领下,也出现了空前繁荣的局面,但这些专用操作系统都是商业化产品,其高昂的价格使许多面向低端产品的小公司望而却步,并且其源代码的封闭性也大大限制了开发者的积极性。
近两年在我国登陆并蓬勃发展的Linux,也已广泛应用于各类计算应用,不仅包括IBM 的微型Linux腕表、手持设备(PDA和蜂窝电话)、因特网装置、客户机、防火墙、工业机器人和电话基础设施设备,甚至还包括了基于集群的超级计算机。
Linux在高端服务器的优越表现及其天生具有的突出特点,就注定它必将在低端嵌入式系统中再次给人们以惊喜,而基于嵌入式Linux操作系统的应用,必定给我们未来的工作和生活带来翻天覆地的变化。
Linux价格低廉、功能强大,可以运行在X86,Alpha,Sparc,MIPS,PPC,MOTOROLA,NEC,ARM等硬件平台上,而且开放源代码,可以定制。
我们所介绍的硬件平台是基于ARM体系结构,由北京博创兴业科技有限公司开发的UP-CUP 3000 平台、UP-CUP 2410-S 平台系列以及UP-CUP P270A 平台系列实验仪器。
UP-CUP 3000 平台的CPU为ARM7TDMI内核的三星S3C44B0X01芯片,由于没有MMU(内存管理单元)只能运行uClinux,UP-CUP 2410-S 平台系列的CPU为ARM920T内核的三星S3C2410芯片,由于有MMU可以运行标准的ARM-LINUX内核。
UP-CUP P270 平台系列实验仪器为Intel XSCALE ARM10系列CPU。
通过这些硬件平台,我们可以学习嵌入式LINUX中的针对有MMU和无MMU的不同开发过程。
UP-CUP 3000 平台和UP-CUP P270 平台系列产品及其相关资料可以访问博创公司的网站获得。
本书以S3C2410系列中的UP-CUP S2410 经典平台为例,详细介绍嵌入式 Linux的开发过程。
指导书参考与引用了许多相关资料,在此一并致谢。
本指导书仅供内部学生学习使用。
由于时间仓促,编者水平有限,书中疏漏之处在所难免,欢迎读者批评指正,并提出宝贵意见和建议,以便不断改进。
编者江艳飞二0一一年四月目录第二章基础实验 (5)实验一实验系统熟悉与使用(一) (5)实验二实验系统熟悉与使用(二) (8)1.1 UP-CUP S2410 经典平台介绍硬件配置(本实验指导书是对S2410的说明)UP-CUP S2410 经典平台的硬件配置如表1.2.1所示,实物如图1.2.1所示:FLASH SAMSUNG K9F1208 64M NANDSDRAM HY57V561620AT-H 32M×2=64MEtherNet网卡DM9000AE 10/100M自适应LCD LQ080V3DG01 8寸16bit TFT触摸屏SX-080-W4R-FB FM7843驱动USB 接口4个HOST /1个DEVICE 由AT43301构成USB HUB UART/IrDA 2个RS232,1个RS485,1个IrDA表1.1.1 UP-CUP S2410 经典平台的硬件配置图1.1.1 UP-CUP S2410 经典平台第二章基础实验实验一实验系统熟悉与使用(一)一、实验目的熟悉Linux开发环境,学会基于嵌入式Linux开发环境的配置和使用。
使用Linux的armv4l-unknown-linux-gcc编译,使用基于NFS方式的调试、运行。
二、实验内容本次实验使用Redhat Linux 9.0操作系统环境,学习在Linux下的程序编译调试过程,以及ARM开发板的使用和开发环境的设置。
下载已经编译好的文件到目标开发板上运行。
三、预备知识C语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法,Linux的基本操作。
四、实验设备及工具(包括软件调试工具)硬件:UP-TECH S2410/P270 DVP嵌入式实验平台、PC机Pentium 500以上, 硬盘10G以上。
软件:PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0+Xshell+ARM-LINUX开发环境五、实验步骤1、进入例程工作目录2、编译应用程序进入工作目录后,我们就可以在01_hello目录下运行“make”来编译我们的程序了。
如果进行了修改,重新编译则运行:3、下载调试在宿主PC计算机上启动NFS服务,并设置好共享的目录/01_hello,具体设置方法见附文。
在建立好NFS共享目录以后,我们就可以建立Xshell与ARM开发板的通讯,通过Xshell 对ARM开发板进行访问操作。
进入Xshell arm窗口,启动ARM开发板,配置ARM开发部IP :192.168.1.13,使其与linux虚拟机IP:192.168.1.12在同一网段。
通过mount命令挂载linux虚拟机01_hello 文件。
再进入/host目录运行刚刚编译好的hello程序,查看运行结果。
附:NFS服务配置实现宿主机(linux虚拟机)与目标机(ARM开发板)之间的通信。
将虚拟机中的文件共享给ARM开发板。
1.确保XP、linux虚拟机、ARM开发板三者的IP地址在同一网段,并且不冲突,能够互相ping通。
2.在虚拟机中配置NFS:“系统设置”→“服务器设置”→“NFS”,点击“添加”图标(1)目录:/home/uptech (注意:选择要共享给ARM开发板的目录)(2)目录主机:*(3)权限:读/写(4)常规选项中选中“允许来自高于1024的端口的连接”和“按要求同步写操作”(5)用户访问中选中“把远程根用户当作本地根用户”3.在Linux虚拟机中输入命令“route del default”,取消虚拟机的默认路由。
4.在ARM开发板上操作如下:(1)ifconfig eth0 192.168.1.13 (配置ARM开发板的IP地址)(2)mount –o nolock,rsize=4096,wsize=4096 192.168.1.12:/home/uptech /mnt/nfs (将linux虚拟机/home/uptech 目录挂载到ARM开发板的/mnt/nfs目录下)(3)cd /mnt/nfs (即可访问Linux共享的文件夹)说明:要保证nfs服务开启。
六、思考题1.Makefile是如何工作的?其中的宏定义分别是什么意思?实验二实验系统熟悉与使用(二)一、实验目的熟悉Linux开发环境,学会基于嵌入式Linux开发环境的配置和使用。
使用Linux的armv4l-unknown-linux-gcc编译,使用基于NFS方式的调试、运行,了解嵌入式开发的基本过程。
二、实验内容本次实验使用Redhat Linux 9.0操作系统环境,创建一个新目录,并在其中使用vi编辑器编写hello.c和Makefile文件。
下载已经编译好的文件到目标开发板上运行。
三、预备知识C语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法,Linux的基本操作。
四、实验设备及工具(包括软件调试工具)硬件:UP-TECH S2410/P270 DVP嵌入式实验平台、PC机Pentium 500以上, 硬盘10G以上。
软件:PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0+Xshell+ARM-LINUX开发环境五、实验步骤1、建立工作目录2、编写程序源代码在Linux下的文本编辑器有许多,常用的是vim和Xwindow界面下的gedit等,我们在开发过程中推荐使用vim,用户需要学习vim的操作方法,请参考相关书籍中的关于vim的操作指南。
实际的hello.c源代码较简单,如下:我们可以是用下面的命令来编写hello.c的源代码,进入hello目录使用vi命令来编辑代码:命令“:wq”保存并退出。
这样我们便在当前目录下建立了一个名为hello.c的文件。
3、编写Makefile要使上面的hello.c程序能够运行,我们必须要编写一个Makefile文件,Makefile文件定义了一系列的规则,它指明了哪些文件需要编译,哪些文件需要先编译,哪些文件需要重新编译等等更为复杂的命令。
使用它带来的好处就是自动编译,你只需要敲一个“make”命令整个工程就可以实现自动编译,当然我们本次实验只有一个文件,它还不能体现出使用Makefile的优越性,但当工程比较大文件比较多时,不使用Makefile几乎是不可能的。
下面我们介绍本次实验用到的Makefile文件。
下面我们来简单介绍这个Makefile文件的几个主要部分:●CC 指明编译器●EXEC 表示编译后生成的执行文件名称●OBJS 目标文件列表●EXTRA_LIBS 编译参数●LDFLAGS 连接参数●all: 编译主入口4、编译应用程序在上面的步骤完成后,我们就可以在hello目录下运行“make”来编译我们的程序了。
5、下载调试在宿主PC计算机上启动NFS服务,并设置好共享的目录/hello。
在建立好NFS共享目录以后,我们就可以建立Xshell与ARM开发板的通讯,通过Xshell对ARM开发板进行访问操作。
进入Xshell arm窗口,启动ARM开发板,配置ARM开发部IP :192.168.1.13,使其与linux虚拟机IP:192.168.1.12在同一网段。
通过mount命令挂载linux虚拟机hello 文件再进入/host目录运行刚刚编译好的hello程序,查看运行结果。
附:文本编辑器viVi编辑器有三种模式:命令模式、插入模式和末行模式。
mand Mode (命令模式)这是执行vi后的缺省模式,此时键盘输入当作命令,命令有大小写之区分。
2.Input Mode (插入模式)使用a 、i 、o、c、r、s 进入插入模式,用户输入的任何字符都被vi当做文件内容保存起来,并将其显示在屏幕上,按下ESC 键即可回到Command Mode。
st Mode (末行模式)在Command Line 按下:即可进入该模式用来进行保存文件、打开文档或环境的设定命令有大小写之分。
:q!放弃任何改动而推出vi:w存档:wq对于只读文件强行存档:wq存档并推出vi六、思考题1.Makefile是如何工作的?其中的宏定义分别是什么意思?。