第1章嵌入式系统基础知识
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嵌入式系统基础复习题第1章嵌入式系统概论1、什么是嵌入式系统?嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。
2、嵌入式系统的3个基本特点?嵌入性、专用性、计算机3、什么是嵌入式处理器,嵌入式处理器可以分为几大类?嵌入式处理器是为了完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。
分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统(SOC)。
4、什么是嵌入式操作系统和?有何特点?列出常见的几种嵌入式操作系统及特点。
5、试比较说明JA TG工具和ISP工具的异同点?6、从硬件系统来看,嵌入式系统由哪几部分组成?画出简图。
第2章ARM7体系结构1、什么是RISC指令系统?什么是CISC指令系统?RISC是精简指令集计算机的缩写。
CISC是复杂指令集计算机的缩写。
2、ARM与ARM公司有什么区别?举出2个以上的ARM公司当前应用比较多的ARM处理器核?ARM7系列、ARM9系列、ARM10系列、ARM11系列、intel的Xscale系列和MPCore系列。
3、ARM7TDMI中的T、D、S、I分别表示什么含义?T:支持高密度16位的Thumb指令集D:支持片上调试S:ARM7TDMI 的可综合(synthesizable)版本(软核)I:支持EmbededICE观察硬件M:支持64位乘法4、ARM7TDMI处理器采用什么样的体系结构,其可寻址地址空间多大?ARM处理器使用冯.诺依曼结构使用单个平面的232个8位字节地址空间。
地址空间可以看作是包含230个32位字,或231个16位半字。
5、ARM7TDMI与ARM9处理器采用几级流水线处理,使用何种存储器编址方式?ARM7TDMI处理器采用三级流水线。
ARM处理器将存储器看做是一个从0开始的线性递增的字节集合。
6、ARM处理器有几种模式和ARM处理器状态有什么区别?各种工作模式下分别有什么特点?R M处理器模式指用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。
第1章嵌入式体系基本【1 】1.什么是嵌入式体系?它由哪几部分构成?有何特点?写出你所想到的嵌入式体系.答:(1)界说:国内对嵌入式体系的一般界说是:以运用为中间,以盘算机技巧为基本,软硬件可裁剪,从而可以或许顺应现实运用中对功效.靠得住性.成本.体积.功耗等严厉请求的专用盘算机体系.(2)构成:嵌入式处理器.外围装备.嵌入式操纵体系和运用软件等几部分构成.(3)特点:a.软硬件一体化,集盘算机技巧.微电子技巧.行业技巧于一体;b.须要操纵体系支撑,代码小,履行速度快;c.专用紧凑,用处固定,成本迟钝;d.靠得住性请求高;e.多样性,运用普遍,种类繁多.(4)嵌入式体系:小我数字助理(PDA).机顶盒(STB).IP德律风.2.嵌入式处理器分为哪几类?答:(1)低端的微控制器(MicroController Unit,MCU);(2)中高端的嵌入式微处理器(Embeded MicroProcessor Unit,EMPU);(3)通讯范畴的DSP处理器(Digital Signal Processor,DSP);(4)高度集成的片上体系(System on Chip,SoC).3.ARM英文原意是什么?它是一个如何的公司?其处理器有何特点?答:(1)英文原意:Advanced RISC Machines.高等精简指令集机械.(2)公司简介:该公司是全球领先的16/32位RISC微处理器常识产权设计供给商,经由过程将其高机能.低成本.低功耗的RISC微处理器.外围和体系芯片设计技巧让渡给合作伙伴来临盆各具特点的芯片.ARM公司已成为移动通讯.手持装备.多媒体数字花费嵌入式解决计划的RISC尺度.(3)其处理器特点:a.小体积.低功耗.低成本而高机能;b.16/32位双指令集;c.全球的合作伙伴浩瀚.4.什么是及时体系?它有哪些特点?若何分类?答:(1)及时体系的界说:及时体系(Real Time System)是指产生体系输出的时光对体系至关重要的体系.(2)特点:及时性.并行性.多路性.自力性.可猜测性.靠得住性.(3)分类:依据响应时光的不合,及时体系可分为3种类型:强及时体系.弱及时体系.一般及时体系.依据肯定性的不合,及时体系可分为2种类型:硬及时.软及时.5.RTOS由哪几部分构成?它有哪些特点?与一般操纵体系比拟有何不合?答:(1)构成:及时内核.收集组件.文件体系.图形用户界面.(2)特点:a.支撑异步事宜的响应;b.中止和调剂义务的优先级机制;c.支撑抢占式调剂;d.肯定的义务切换时光和中止延迟时光;e.支撑同步.(3)与一般OS的不合:a.及时性:响应速度快,只有几微秒;履行时光肯定,可猜测;b.代码尺寸小:只有10~100KB,节俭内存空间,下降成本;c.运用程序开辟较难;d.须要专用开辟对象:仿真器.编译器和调试器等.6.单片机体系.嵌入式体系和SOC体系三者有何差别和接洽?答:(1)今朝嵌入式体系的主流是以32位嵌入式微处理器为焦点的硬件设计和基于及时操纵体系(RTOS)的软件设计;(2)单片机体系多为4位.8位.16位机,不合适运行操纵体系,难以进行庞杂的运算及处理功效;(3)嵌入式体系强调基于平台的设计.软硬件协同设计,单片机大多采取软硬件流水设计;(4)嵌入式体系设计的焦点是软件设计(占70%阁下的工作量),单片机体系软硬件设计所占比例基底细同.(5)SoC是嵌入式体系的最高实现情势,它集成了很多功效模块,它的焦点技巧是IP(Intellectual Property Core,常识产权核)核.7. 无第2章嵌入式体系开辟进程1.嵌入式体系开辟进程分为哪几个阶段?每个阶段的特点是什么?答:(1)需求剖析阶段:a.对问题的辨认和剖析;b.制订例格解释文档;c.需求评审.(2)设计阶段:a.数据流剖析;b.划分义务;c.界说义务间的接口.(3)生成代码阶段:a.代码编程;b.交叉编译和链接;c.交叉调试;d.测试.(4)固化阶段2.嵌入式体系有哪几种调试方法?如今最风行的是哪种?运用什么接口?答:(1)调试方法:源程序模仿器方法.监控器方法.仿真器方法.(2)如今最风行的是仿真器方法,运用JTAG(Joint Test Action Group,结合测试行为组)接口.3.什么是板级支撑包?它一般应完成哪些工作?答:(1)界说:有些嵌入式操纵体系的内核明白分为两层,上层一般称为“内核”,而底层则称为“硬件抽象层”或“硬件适配层”,缩写为HAL,有的厂商将硬件抽象层称为BSP,即板级支撑包(BoardSupport Package).(2)重要完成工作:a.在体系启动时,对硬件进行初始化.B.为驱动程序供给拜访硬件的手腕.(3)重要感化:清除硬件差别.第3章 ARM体系构造1.ARM的英文全名是什么?ARM处理器有什么特点?答:见第1章课后习题第3题.2.ARM7和ARM9在流水线方面有何不合?答:ARM7是3级流水线构造,ARM9是5级流水线构造.AR]M9把3级流水线中的履行阶段的操纵进行再分派,即把履行阶段中的“存放器读”插在译码阶段中完成,把“存放器写”安插在另一级(即第5级)完成,同时,在该级之前,再安插一级(存储拜访).3.ARM处理器支撑的数据类型有哪些?答:(1)Byte 字节,8位;(2)Halfword 半字,16位;(3)Word 字,32位;4.写出ARM运用的各类工作模式和工作状况.答:(1)工作模式:详见下表:(2)工作状况:a.ARM:32位,这种状况下履行字对齐的ARM指令;b.Thumb:16位,这种状况下履行半字对齐的Thumb指令.5.ARM处理器总共有若干个存放器?个中哪个用做PC?哪个用做LR?答:(1)ARM处理器总共有37个存放器:31个通用存放器,6个状况存放器. (2)R15用做程序计数器PC,R14用做子程序链接存放器LR.6.假设R0=0x12345678,运用将R0存储到0x4000的指令存到存储器中,若存储器为大端组织,写出从存储器0x4000处加载一个字节到R2的指令履行后R2的值.答:因为0x4000是大端组织,所以R0存进后,0x4000中稀有0x56781234,从0x4000加载一个字节到R2后(由地位到高位加载),R2的值为0x34. 7.ARM920T处理器参加了哪两个协处理器?各自的重要功效是什么?答:ARM920T处理器参加了两个协处理器:(1)CP14,许可软件拜访调试通讯通道;(2)体系控制协处理器CP15,供给了一些附加存放器用于设置装备摆设和控制Caches.MMU.呵护体系.时钟模式和其他体系选项.8.ARM920T支撑哪些时钟模式?答:快速总线模式.同步模式.异步模式.9.什么是写直达和写回Cache操纵,各有何特点?答:(1)写直达:当CPU对Cache写射中时,Cache与主存同时产生写修正.长处:一致性好;缺陷:耗时.(2)写回:当CPU对Cache写射中时,只修正Cache的内容而不立刻写入主存,只当此履行被换出时才写回主存.长处:削减拜访主存次数,进步效力.缺陷:一致性差点.10.ARM为何集成了32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集?(即它的利益)答:可供给长的转移规模.壮大的算术运算才能和大的寻址空间.11.什么是big-endian和little-endian,编写一段程序测试你所用的盘算机体系构造采取哪种存储机制?答:(1)大端存储体系(big-endian):低地址存放高字节,高地址存放低字节.小端存储体系(little-endian): 低地址存放低字节,高地址存放高字节.(2)int x=0x12345678;int *p=&x;if(*(char*)p=0x78)…little endianelse…big endian第4章 ARM体系硬件设计基本1.一个典范的可履行映像由哪几部分构成?答:2.汇编和C说话的互相挪用办法.答:(1)汇编程序挪用C程序的办法为:起首在汇编程序中运用IMPORT伪指令事先声明将要挪用的C说话函数;然后经由过程BL指令来挪用C函数.(2)C程序挪用汇编子程序的办法为:起首在汇编程序中运用EXPORT伪指令声明被挪用的子程序,暗示该子程序将在其他文件中被挪用;然后在C程序中运用extern症结字声明要挪用的汇编子程序为外部函数. (填补)3.基于ARM的硬件启动流程?答:(1)分派中止向量表;(2)初始化存储器体系;(3)初始化各工作模式下的客栈;(4)初始化有特别请求的硬件模块;(5)初始化用户程序的履行情况;(6)切换处理器的工作模式;(7)挪用主运用程序.第5章基于S3C2410的体系硬件设计1.温习控制:P230 I/O口编程实例.填补:2.中止的处理流程?答:(1)保管现场;(2)模式切换;(3)获取中止源;(4)中止处理;(5)中端返回,恢复现场.3.中止存放器的感化及相干的操纵?P235-237.。
《嵌入式ARM教案》课件第一章:嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域解释嵌入式系统与通用计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的历史与发展概述嵌入式系统的发展历程介绍嵌入式系统在不同领域的应用发展情况1.3 嵌入式系统的组成与架构讲解嵌入式系统的常见架构介绍嵌入式系统的主要组成部分及其作用1.4 嵌入式系统的优势与挑战阐述嵌入式系统的优势分析嵌入式系统面临的挑战和发展趋势第二章:ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的起源和发展历程讲解ARM处理器的发展阶段和产品系列2.2 ARM处理器的特点与优势阐述ARM处理器的特点分析ARM处理器在嵌入式系统中的应用优势2.3 ARM处理器的架构与工作原理讲解ARM处理器的架构设计介绍ARM处理器的工作原理和指令集2.4 ARM处理器的选型与评估指导如何选择合适的ARM处理器介绍评估ARM处理器性能的方法和指标第三章:嵌入式操作系统基础3.1 嵌入式操作系统的概念与分类解释嵌入式操作系统的定义和分类介绍常见的嵌入式操作系统及其特点3.2 嵌入式操作系统的核心功能与架构讲解嵌入式操作系统的核心功能阐述嵌入式操作系统的常见架构设计3.3 嵌入式操作系统的移植与优化介绍嵌入式操作系统移植的基本步骤讲解嵌入式操作系统的优化方法和技巧3.4 嵌入式操作系统的应用与案例分析分析嵌入式操作系统在实际应用中的案例探讨嵌入式操作系统的发展趋势和挑战第四章:嵌入式系统设计与开发流程4.1 嵌入式系统设计的基本原则介绍嵌入式系统设计的重要原则讲解设计过程中需要考虑的因素4.2 嵌入式系统硬件设计讲解嵌入式系统硬件设计的基本步骤和方法介绍硬件选型和硬件设计中的注意事项4.3 嵌入式系统软件设计阐述嵌入式系统软件设计的基本步骤和方法讲解软件开发工具和编程语言的选择4.4 嵌入式系统开发的流程与实践介绍嵌入式系统开发的典型流程分析实际开发过程中需要注意的问题和实践经验第五章:嵌入式系统编程基础5.1 嵌入式编程语言概述介绍嵌入式编程的常用语言及其特点分析不同编程语言在嵌入式系统中的应用场景5.2 C语言编程基础讲解C语言的基本语法和编程技巧介绍C语言在嵌入式编程中的应用和实践5.3 汇编语言编程基础介绍汇编语言的基本概念和语法讲解汇编语言在嵌入式编程中的应用和实践5.4 嵌入式编程的实践技巧讲解嵌入式编程的常见技巧和注意事项分析实际项目中遇到的问题和解决方法《嵌入式ARM教案》课件第六章:嵌入式系统硬件接口与驱动6.1 嵌入式系统硬件接口概述介绍嵌入式系统中常见的硬件接口类型讲解硬件接口的工作原理和功能6.2 UART接口与驱动编程讲解UART接口的基本概念和功能介绍UART接口的驱动编程方法和实践6.3 I2C接口与驱动编程介绍I2C接口的基本概念和协议讲解I2C接口的驱动编程方法和实践6.4 SPI接口与驱动编程讲解SPI接口的基本概念和协议介绍SPI接口的驱动编程方法和实践第七章:嵌入式系统存储与文件系统7.1 嵌入式系统存储概述介绍嵌入式系统中常见的存储设备和技术讲解存储器接口和存储器控制器的选择7.2 NAND闪存与驱动编程介绍NAND闪存的基本概念和特点讲解NAND闪存的驱动编程方法和实践7.3 NOR闪存与驱动编程讲解NOR闪存的基本概念和特点介绍NOR闪存的驱动编程方法和实践7.4 文件系统的设计与实现讲解嵌入式文件系统的设计原理介绍常见嵌入式文件系统的实现方法和实践第八章:嵌入式系统网络通信8.1 嵌入式系统网络通信基础介绍嵌入式系统网络通信的基本概念和技术讲解网络通信协议和网络架构8.2 TCP/IP协议栈与嵌入式网络应用讲解TCP/IP协议栈的基本原理和组成介绍基于TCP/IP协议栈的嵌入式网络应用实践8.3 Wi-Fi通信模块与驱动编程介绍Wi-Fi通信模块的基本概念和功能讲解Wi-Fi通信模块的驱动编程方法和实践8.4 蓝牙通信模块与驱动编程讲解蓝牙通信模块的基本概念和功能介绍蓝牙通信模块的驱动编程方法和实践第九章:嵌入式系统实时性与调度策略9.1 嵌入式系统实时性概述讲解嵌入式系统实时性的概念和重要性介绍实时系统的分类和实时性要求9.2 嵌入式调度策略与算法讲解嵌入式系统的调度策略和算法分析不同调度策略的优缺点和适用场景9.3 实时操作系统(RTOS)简介介绍实时操作系统的基本概念和特点讲解RTOS在嵌入式系统中的应用和实践9.4 实时调度器的实现与优化讲解实时调度器的实现方法和流程介绍调度器的优化技巧和注意事项第十章:嵌入式系统项目管理与实践10.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念和重要性讲解项目管理工具和方法在嵌入式系统中的应用10.2 项目需求分析与规划讲解项目需求分析和规划的方法介绍需求文档编写和项目进度管理的实践经验10.3 嵌入式系统开发的实践技巧讲解嵌入式系统开发中的实践技巧和注意事项分享实际项目开发中的经验和最佳实践10.4 项目验收与维护介绍项目验收的标准和方法讲解项目维护和升级的策略与实践《嵌入式ARM教案》课件第十一章:嵌入式系统安全与加密技术11.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍常见的嵌入式系统安全威胁和攻击手段11.2 加密技术在嵌入式系统中的应用介绍加密技术的基本原理和算法讲解加密技术在嵌入式系统中的应用场景和实践11.3 安全存储与传输讲解如何在嵌入式系统中实现安全存储和传输介绍常见的加密存储和传输技术及其实现方法11.4 安全认证与授权讲解嵌入式系统中的安全认证和授权机制介绍常见的认证和授权方法及其在嵌入式系统中的应用第十二章:物联网与嵌入式系统的融合12.1 物联网概述介绍物联网的概念、架构和应用领域讲解物联网与嵌入式系统的关联和融合趋势12.2 物联网协议与技术讲解物联网中常用的通信协议和技术介绍物联网协议栈和网络架构12.3 物联网在嵌入式系统中的应用案例分析物联网在嵌入式系统中的应用案例探讨物联网技术在嵌入式系统中的实践经验和挑战12.4 物联网安全与隐私保护讲解物联网安全的重要性和挑战介绍物联网中的安全技术和隐私保护措施第十三章:嵌入式系统在智能家居的应用13.1 智能家居系统概述介绍智能家居系统的概念、架构和应用讲解智能家居系统与嵌入式系统的关联和融合13.2 智能家居设备与控制讲解智能家居设备的选择和控制方法介绍智能家居设备的嵌入式系统设计和开发实践13.3 智能家居平台的构建与优化讲解智能家居平台的构建方法和实践介绍智能家居平台的优化技巧和注意事项13.4 智能家居安全与隐私保护讲解智能家居系统中的安全问题和隐私保护需求介绍智能家居系统中的安全技术和隐私保护措施第十四章:嵌入式系统在工业控制的应用14.1 工业控制系统概述介绍工业控制系统的概念、架构和应用领域讲解嵌入式系统在工业控制中的应用和重要性14.2 工业控制设备与接口讲解工业控制设备的选择和接口技术介绍工业控制设备的嵌入式系统设计和开发实践14.3 工业控制协议与通信讲解工业控制中常用的通信协议和技术介绍工业控制协议的实现和通信实践14.4 工业控制系统的安全性与优化讲解工业控制系统中的安全问题和优化需求介绍工业控制系统中的安全技术和优化措施第十五章:嵌入式系统在自动驾驶的应用15.1 自动驾驶系统概述介绍自动驾驶系统的概念、架构和应用前景讲解嵌入式系统在自动驾驶中的应用和挑战15.2 自动驾驶感知与决策讲解自动驾驶系统中的感知技术和决策算法介绍嵌入式系统在自动驾驶感知和决策中的应用15.3 自动驾驶控制与执行讲解自动驾驶系统中的控制技术和执行策略介绍嵌入式系统在自动驾驶控制和执行中的应用15.4 自动驾驶安全与伦理问题讲解自动驾驶系统中的安全问题和伦理挑战介绍自动驾驶系统中的安全技术和伦理指导原则重点和难点解析1. 嵌入式系统的基本概念、特点和应用领域。
第一章嵌入式系统概述1.嵌入式系统的概念从技术的角度概念:以应用为中心、以运算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、靠得住性、本钱、体积、功耗严格要求的专用运算机系统。
从系统的角度概念:嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧密耦合在一路的运算机系统。
术语嵌入式反映了这些系统一般是更大系统中的一个完整的部份,称为嵌入的系统。
嵌入的系统中能够共存多个嵌入式系统。
2.嵌入式处置器的分类①嵌入式微处置器;②嵌入式微控制器;③嵌入式DSP处置器;④嵌入式片上系统(SOC)3.嵌入式操作系统的大体概念及特点一般实时操作系统应用于实时处置系统的上位机和实时查询系统等实时性较弱的实时系统,而且提供了开发、调试、运用一致的环境。
嵌入式实时操作系统应用于实时性要求高的实时控制系统,而且应用程序的开发进程是通过交叉开发来完成的,即开发环境与运行环境是不一致。
嵌入式实时操作系统具有规模小(一般在几K~几十K 内)、可固化利用实时性强(在毫秒或微秒数量级上)的特点4.实时操作系统的大体概念及特点总的来讲实时操作系统是事件驱动的,能对来自外界的作用和信号在限定的时刻范围内作出响应。
它强调的是实时性、靠得住性和灵活性, 与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用, 由它来管理和协调各项工作,为应用软件提供良好的运行软件环境及开发环境。
从实时系统的应用特点来看实时操作系统能够分为两种:一般实时操作系统和嵌入式实时操作系统IEEE 的实时UNIX分委会以为实时操作系统应具有以下的几点:异步的事件响应;切换时刻和中断延迟时刻肯定;优先级中断和调度;抢占式调度;内存锁定;持续文件;同步;5.操作系统的内核有哪两种,各自的特点①非占先式内核:非占先式内核要求每一个任务自我舍弃CPU 的所有权。
非占先式调度法也称作合作型多任务,各个任务彼此合作共享一个CPU。
异步事件仍是由中断服务来处置。
中断服务能够使一个高优先级的任务由挂起状态变成就绪状态。