华南理工网络课程2021(嵌入式控制系统)平时作业

嵌入式系统作业5次作业说明：交上来的作业本里面的作业量一共至少要求5次，之前每个班都布置过几次，在原有作业次数基础上再从下面4次中选择几次（第一次为必选，第二至第四次供选），总作业次数达到5次即可。

请注明《第一次作业》《第二次作业》等标记。

每次作业和下次作业之间要求空3行以便批阅。

12月30号（周一）请各班学委将作业和实验报告交上来，交到3406电工电子教研室。

过期不候。

周二号批改完就给成绩。

成绩结合平时课题出勤，提问，作业，期末随堂测试等综合后给出。

第一次：（必选）1. .什么是初始化程序？bootloader的作用。

答：初始化程序是系统加电后运行的第一段软件代码。

在嵌入式系统中，通常整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。

简单地说，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，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，以便为调用应用程序或者操作系统内核准备好正确的环境。

2. ARM指令集和Thumb指令集分别是（ D ）位的。

A、8位，16位B、16位，32位C、16位，16位D、32位，16位3.比较Nor Flash和Nand Flash存储器的优缺点。

优点：Nor Flash支持随机访问。

Nand Flash芯片价格低，存储容量大，寿命长。

缺点：Nor Flash容量小，寿命短。

Nand Flash不支持随机访问，需要专用的引导程序。

4.名词解释(写出以下英文简写对应的中文名称)（1）RISC 精简指令集（2）IP 网协（3）ISR中断服务程序（4）JTAG联合测试行为组织（5）IDE集成开发环境第二次：1.ARM处理器数据类型包括哪些？各自特点。

答：字（Word）：在ARM体系结构中，字的长度为32位，而在8位/16位处理器体系结构中，字的长度一般为16位。

半字（Half-Word）：在ARM体系结构中，半字的长度为16位，而在8位/16位处理器体系结构中字的长度一致。

嵌入式系统原理及应用作业题答案第1章嵌入式系统概述1. 什么是嵌入式系统？嵌入式系统的组成？答：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，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。

组成：嵌入式处理器、外围设备、操作系统、应用软件。

2. 典型的嵌入式处理器有哪些？3. 答：微处理器、微控制器、DSP处理器、片上系统SOC。

4. 典型的RTOS操作系统有哪些？5. 答：嵌入式LinUX、卩CLinUX、WindoWS Embedded CE、WindoWS Embedded ComPaCt 7 > μC/OS-II > μC/OS-III、VXWorks、eCos 等。

6. 列举身边的嵌入式应用产品？7. 嵌入式系统的设计可以分成四个阶段：需求分析、架构设计和概要设计、详细设计和开发、测试反馈。

第2章COrteX-M体系结构8. ARM COrteX系统的处理器分为： A 、__________ R ____ 、____ M ____ 。

9. ARM COrteX-M3为32位微控制器，请问32位指的是CPlJ字长。

10. 3、COrteX-M3处理器能够以小端格式或大端格式访问存储器中的数据字，而访问代码时始使用小端格式______11. ARM COrteX-M3体系结构采用哈佛总线结构，拥有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行进行。

12. CM3寄存器分为通用寄存器，包括R0~R15和特殊功能寄存器，包括程序状态寄存器、异常屏蔽寄存器、控制寄存器。

13. 寄存器R13是堆栈指针寄存器。

14. 寄存器R14是程序连接寄存器。

15. 寄存器R15是程序PG16. CM3的堆栈指针分为__MSP__ _=PSP r O存储器堆栈堆栈分为：向上生长(即向高地址方向生长)的递增堆栈；向下生长(即向低地址方向生长)，称为递减堆栈。

华南理工大学网络教育学院2021-2022第一学期《计算机网络》作业姓名：成绩：一、简述题（每题5分共35分）1、计算机网络有哪些常用的性能指标？答：计算机网络常用的性能指标速率有：带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率。

2、以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？答：特点：以太网交换机实质就是一个多端口的的网桥，它工作在数据链路层上。

每一个端口都直接与一个主机或一个集线器相连，并且是全双工工作。

它能同时连通多对端口，使每一对通信能进行无碰撞地传输数据。

在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽3、网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。

答：网络层向上提供了数据报和虚电路两种服务，其优缺点的比较如下：（1）虚电路是面向连接的，提供的服务可以保证数据传输的可靠性和投递顺序的正确性；数据报是无连接的，只提供尽最大努力的交付，不能保证传输的可靠性和投递顺序的正确性。

（2）网络采用数据报传输方式可大大简化网络层的结构；虚电路让电信网络负责保证可靠通信所采取的措施，使得电信网的结点交换机复杂而昂贵。

但是相对而言，采用数据报时，由主机负责端到端的可靠性，包括差错处理和流量控制，因此主机的处理负担较大。

（3）虚电路有连接建立和释放阶段，数据传输启动慢；数据报不用建立连接，数据传输启动快。

（4）为了在交换结点进行存储转发，在使用数据报时，每个分组必须携带完整的地址信息。

而在使用虚电路的情况下，每个分组不需要携带完整的目的地址，只需要有一个简单的虚电路号码标识，这就使得虚电路分组中的控制信息部分的比特数减少，从而减少了系统开销。

（5）虚电路在连接建立的阶段确定数据传输的路由，属于同一条虚电路的分组均按照同一条路由进行转发；数据报对每个分组都独立的做路由选择。

显然，在数据传输阶段，数据报的路由处理负担较大。

但是在网络出现故障的情况下，所有通过故障结点的虚电路都不能工作，而数据报可以灵活的选择替代路由。

1．什么是嵌入式系统？嵌入式系统的特点是什么？答：嵌入式系统：（1）以应用为中心，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；（2）嵌入式系统是指嵌入式计算机及其应用系统，是指嵌入各种设备及应用产品内部的计算机系统，它主要完成信号控制的功能，体积小，结构紧凑，可作为一个部件埋藏于所控制的装置中，它提供用户接口、管理有关信息的输入输出、监控设备工作，使设备及应用系统有较高智能和性价比。

（3）嵌入式系统是计算机技术，通信技术，半导体技术，微电子技术，语音图象数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品，是技术密集，投资强度大，高度分散，不断创新的知识密集型系统。

反映当代最新技术的先进水平。

（4）嵌入式系统：是现代科学多学科互相融合的以应用技术产品为核心，以计算机技术为基础，以通信技术为载体，以消费类产品为对象，引入各类传感器，进入Internet网络技术的连接，从而适应应用环境的产品。

嵌入式系统无多余软件，软件以固化态出现，硬件亦无多余存储器，可靠性高，成本低，体积小，功耗少，包含于各种不同类型的设备。

嵌入式系统的特点：（1）嵌入式系统极其关注成本（2）嵌入式系统对实时性有较强要求（3）嵌入式系统一般采用EOS 或RTOS（4）嵌入式系统软件故障造成的后果较通用计算机更为严重（5）嵌入式系统多为低功耗系统。

（6）与通用计算机相比，嵌入式系统的系统资源非常少（7）嵌入式系统通常在ROM 中存放所有程序的目标代码（8）嵌入式系统可采用多种类型的处理器和处理器体系结构（9）嵌入式系统需要专用开发工具和方法进行设计（10）嵌入式系统具有软件的固件化特点（11）嵌入式系统经常在极端恶劣的环境下运行2．进行嵌入式操作系统选择的时候，主要应当考虑什么因素？答：（1）进入市场的时间，即从开始设计到产品投放市场的时间长短；（2）可移植性（3）可利用的资源，已有的技术积累（4）系统定制能力（5）成本（6）中文内核支持3．举例说明嵌入式的应用。

《嵌入式系统开发》大作业题目: 嵌入式系统发展前景班级:姓名:学号:11月24日序言在电子计算机发展早期,计算机一直是“供养”在特殊机房中大型、昂贵专用设备,关键是实现部分特殊数值计算.伴随计算机发展,微处理器表现出智能化水平引发了设备制造、机电控制等专业人士爱好,她们将微处理器嵌入到一个控制对象体系中,实现对象体系智能化控制.这一应用极大地提升了系统可控性和智能化.为了区分于原有使用在PC领域计算机,把嵌入到对象体系中、实现对象体系智能化控制计算机,称作嵌入式计算机.所以,嵌入式计算机诞生于微处理器发展时代.早期嵌入式计算机是将一个计算机嵌入到一个具体应用控制对象体系中去,这是嵌入式系统发展起点,也标志着计算机进入了通用计算机与嵌入式计算机两大分支并行发展时代,从而造成20世纪末计算机应用高速发展,并由此引发了计算机分类方法改变.一、嵌入式介绍嵌人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, 适适用于应用系统, 对功效、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求专用计算机系统。

嵌人式系统与通用计算机系统本质区分在于系统应用不一样, 嵌人式系统是将一个计算机系统嵌人到对象系统中。

这个对象可能是庞大机器, 也可能是小巧手持设备, 用户并不关心这个计算机系统存在。

嵌人式系统通常包含嵌人式微处理器、外围硬件设备、嵌人式操作系统和应用程序四个部分。

嵌人式领域已经有丰富软硬件资源能够选择, 涵盖了通信、网络、工业控制、消费电子、汽车电子等多种行业。

工具.二、嵌入式系统分类2.1 从硬件范围按表现形式分类以关键部件来划分:(1)嵌入式微处理器: Am186/88,MIPS,ARM,Power PC,68000,SC-400,386EX 等;(2)嵌入式微控控制器关键有8051,P51XA,MCS-251,MCS-96/196/296,C166/167,683000和ARM系列等;(3)嵌入式DSP处理器:代表性产品关键是Texas InstrumentsTMS320系列和MotorolaDSP56000系列;(4)嵌入式片上系统:分为通用和专用两类,通用系列包含InfineonTriCore,MotorolaM-Core等.专用片上系统通常见于某个或者某类系统中,不为通常见户所知.2.2 从软件范围按实时性要求分类(1)非实时系统:如PDA,手机等;(2)软实时系统:如消费类产品等;(3)硬实时系统:如工业和军工系统产品.三、嵌入式操作系统在嵌人式软件中, 操作系统含有极其关键意义, 这一点与PC是相同, 尤其是嵌人式系统通常将全部软件(操作系统和应用软件)整体设计并一次性安装, 所以嵌人式操作系统地位较之于PC其实愈加关键和突出。

提交方式：文本框粘贴1、请简述嵌入式系统的发展趋势。

答：嵌入式系统是将计算机技术,半导体技术,和电子技术与各个行业的具体应用相结合的面向用户,产品及应用的专用计算机系统.与通用型计算机相比,具有低功耗,体积小,高可靠,高集成度,软硬件可裁减等特点。

2、嵌入式系统的关键技术有哪些？答：相对于在Windows环境下的开发应用程序，嵌入式系统开发有着很多的不同。

不同的硬件平台和操作系统带来了许多附加的开发复杂性。

（1）嵌入式开发过程。

在嵌入式开发过程中有宿主机和目标机的角色之分：宿主机是执行编译、链接、定址过程的计算机；目标机指运行嵌入式软件的硬件平台。

首先须把应用程序转换成可以在目标机上运行的二进制代码。

这一过程包含三个步骤：编译、链接、定址。

编译过程由交叉编译器实现。

所谓交叉编译器就是运行在一个计算机平台上并为另一个平台产生代码的编译器。

常用的交叉编译器有GNU C/C++(gcc)。

编译过程产生的所有目标文件被链接成一个目标文件，称为链接过程。

定址过程会把物理存储器地址指定给目标文件的每个相对偏移处。

该过程生成的文件就是可以在嵌入式平台上执行的二进制文件。

（2）向嵌入式平台移植软件。

大部分嵌入式开发人员选用的软件开发模式是先在PC机上编写软件，再进行软件的移植工作。

在PC机上编写软件时，要注意软件的可移植性，选用具有较高移植性的编程语言(如C语言)，尽量少调用操作系统函数，注意屏蔽不同硬件平台带来的字节顺序、字节对齐等问题。

3、什么是嵌入式系统？嵌入式系统的特点是什么？答：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。

嵌入式系统的特点：（1）嵌入式系统是面向特定应用的。

嵌入式系统中的CPU是专门为特定应用设计的，具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于整个系统设计趋于小型化。

>> 第一章 >>本章测试一、判断题1、嵌入式系统是一个分散的工业,充满了竞争、机遇与创新,从硬件到软件都很难垄断。

（T）2、嵌入式系统对成本的关注不是太注意。

（F）3、嵌入式系统可以应用于导弹控制。

（T）4、嵌入式系统多为高功耗系统。

（F）5、嵌入式系统很少应用在医疗保健方面。

（F）6、嵌入式系统的基本结构一般可分为软件和硬件两个部分。

（Ｔ）7、嵌入式系统的硬件包括不包括存储器。

（F）8、嵌入式片上系统是一个有专用目标的集成电路，包含完整系统及嵌入软件的全部内容。

（T）9、嵌入式静态存储器的速度较慢。

（F）10、嵌入式动态存储器集成度较低。

（F）11、板级支持包的主要工作是初始化和硬件相关的设备驱动。

（T）12、高可靠性和高稳定性是嵌入式系统发展的趋势之一。

（T）13、嵌入式处理器的安全和非安全状态分别具有独立的虚地址空间。

（ T ）14、嵌入式处理器的各种运行模式具有相同的异常向量表基地址。

（ F ）二、选择题1、下面哪种操作系统不属于商用操作系统。

( B )A. B. C. D.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、在嵌入式处理器中，下面哪种中断方式优先级最高。

( A )A. B. 数据中止 C. D.4、和的区别正确的是。

( D )A. 的读速度比稍慢一些B. 的写入速度比慢很多C. 的擦除速度远比的慢D.大多数写入操作需要先进行擦除操作5、以下哪种方式不属于文件系统的格式。

( B )(A) （B） (C) （D）6、下面哪个特点不属于设备的特点。

( B )(A) 串行通信方式（B）不可热拨插(C) 分、和（D）通信速率比232快7、下面不符合嵌入式操作系统特点的是（B）A、实时性B、不可定制C、微型化D、可移植性8、嵌入式处理器指令的执行周期包括（D）A．启动运行退出 B．取指令指令译码执行指令存储C．启动运行挂起退出 D．取指令指令译码执行指令9、是（B）A．嵌入式硬件开发工具 B．嵌入式软件开发工具C．嵌入式调试工具 D．嵌入式编译工具10、以下叙述中，不符合特征的是（B ）A．指令长度固定，种类少 B．寻址方式丰富，指令功能尽量增强C．设置大量通用寄存器，访问存储器指令简单 D．选取使用频率较高的指令11、在下列处理器模式中，（ D ）模式有自己独立的R814寄存器。

1、什么是嵌入式系统？答：1. 常见定义：以应用为中心，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。

2. 嵌入式系统是指嵌入式计算机及其应用系统，是指嵌入各种设备及应用产品内部的计算机系统，它主要完成信号控制的功能，体积小，结构紧凑，可作为一个部件埋藏于所控制的装置中，它提供用户接口、管理有关信息的输入输出、监控设备工作，使设备及应用系统有较高智能和性价比。

3. 嵌入式系统是计算机技术，通信技术，半导体技术，微电子技术，语音图象数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品，是技术密集，投资强度大，高度分散，不断创新的知识密集型系统。

反映当代最新技术的先进水平。

4. 嵌入式系统：是现代科学多学科互相融合的以应用技术产品为核心，以计算机技术为基础，以通信技术为载体，以消费类产品为对象，引入各类传感器，进入Internet网络技术的连接，从而适应应用环境的产品。

嵌入式系统无多余软件，软件以固化态出现，硬件亦无多余存储器，可靠性高，成本低，体积小，功耗少，包含于各种不同类型的设备。

2、举例说明嵌入式的应用。

答：1. 国防工业、军事工业、兵器工业：各种武器控制（火炮控制、导弹控制、智能炸弹制导引爆装置）、坦克、舰艇、轰炸机等陆海空各种军用电子装备，雷达、电子对抗军事通信装备，野战指挥作战用各种专用设备等。

我国嵌入式计算机最早用于导弹控制。

2. 信息家电、民用设备：各种信息家电产品，如数字电视机、机顶盒，数码相机，VCD、DVD音响设备，可视电话，家庭网络设备，洗衣机，网络冰箱，网络空调，智能玩具，其他消费类电子产品等3. 工业：各种智能测量仪表、智能卡、数控装置、可编程控制器、控制机、分布式控制系统、现场总线仪表及控制系统、工业机器人、智能机器人、智能传感器、机电一体化机械设备、车载导航器、汽车电子设备、车辆与交通工程等。

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1.闭环系统的特点不包含以下哪项〔〕。

A．负反应 B．控制精度较低C．可减少或消除偏差 D．适应性好答题： A. B. C. D. 〔已提交〕参考答案：B问题解析：2.系统采用负反应形式连接后，那么 ( )。

A．一定能使闭环系统稳定B．系统动态性能一定会提高C．一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除D．需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能答题： A. B. C. D. 〔已提交〕参考答案：D问题解析：3.自动控制系统中测量被控量并进行信号转换，再反应到输入端的元件是〔〕。

A．比拟元件 B．校正元件C．测量反应元件 D．执行元件答题： A. B. C. D. 〔已提交〕参考答案：C问题解析：4.火炮自动瞄准系统的输入信号是任意函数，这就要求被控量高精度地跟随给定值变化，这种控制系统叫〔〕。

A.恒值调节系统B.离散系统C.随动控制系统D.数字控制系统答题： A. B. C. D. 〔已提交〕参考答案：C问题解析：5.随动系统对〔〕要求较高。

A.快速性B.稳定性C.准确性D.振荡次数答题： A. B. C. D. 〔已提交〕参考答案：A问题解析：6.衡量系统稳态精度的重要指标时〔〕A．稳定性 B．快速性 C．准确性 D．平安性当前页有10题，你已做10题，已提交10题，其中答对10题。

1.控制系统的数学模型形式丰富，以下属于复域中的数学模型是〔〕A.微分方程B.传递函数C.频率特性D.结构图答题： A. B. C. D. 〔已提交〕参考答案：B问题解析：2.以下有关控制系统的数学模型描述错误的选项是〔〕A.微分方程是在时间域内描述系统动态性能的数学模型B.线性微分方程经过拉氏变换，即可得到传递函数C.根轨迹法是建立在传递函数模型根底上的D.传递函数仅可以表征系统的动态性能答题： A. B. C. D. 〔已提交〕参考答案：D问题解析：3.关于传递函数，错误的说法是〔〕。

嵌入式课程设计大作业一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握嵌入式系统的基本原理和设计方法，能够独立完成嵌入式系统的设计与实现。

具体来说，知识目标包括：理解嵌入式系统的概念、组成和分类；掌握嵌入式处理器的工作原理和体系结构；熟悉嵌入式操作系统的基本原理和常用操作系统；了解嵌入式系统的设计流程和开发工具。

技能目标包括：能够使用嵌入式处理器进行系统设计和编程；能够使用嵌入式操作系统进行应用开发；能够使用常见的嵌入式开发工具和调试技术。

情感态度价值观目标包括：培养学生的创新意识和团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括嵌入式系统的基本原理、嵌入式处理器、嵌入式操作系统和嵌入式系统设计流程。

具体来说，教学大纲如下：1.嵌入式系统概述：介绍嵌入式系统的概念、组成和分类，理解嵌入式系统在现代社会中的广泛应用。

2.嵌入式处理器：学习嵌入式处理器的工作原理和体系结构，掌握嵌入式处理器的基本性能指标和选型方法。

3.嵌入式操作系统：了解嵌入式操作系统的原理和特点，学习常用嵌入式操作系统的基本使用方法和编程技巧。

4.嵌入式系统设计流程：掌握嵌入式系统的设计流程，包括需求分析、系统设计、硬件选型、软件设计和系统测试等环节。

5.嵌入式系统开发工具：学习常见的嵌入式开发工具和调试技术，掌握使用这些工具进行嵌入式系统开发的方法。

三、教学方法为了达到本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法进行授课，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

通过这些教学方法的综合运用，激发学生的学习兴趣和主动性，提高学生的实际操作能力。

1.讲授法：通过讲解嵌入式系统的基本原理和设计方法，使学生掌握相关知识。

2.讨论法：学生进行课堂讨论，引导学生思考和分析问题，提高学生的解决问题的能力。

3.案例分析法：通过分析典型的嵌入式系统案例，使学生了解嵌入式系统的实际应用和设计技巧。

4.实验法：安排学生进行实验操作，使学生在实践中掌握嵌入式系统的原理和设计方法。