嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)

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各位:根据掌握要点认真复习,后面附有作业题答案。

第1章掌握要点

节嵌入式系统的概念

.3节嵌入式系统的特点

节嵌入式处理器

节嵌入式系统的组成(看课件,有补充的内容)

补:1.嵌入式系统开发过程

2.嵌入式系统调试常用的基本方法

3.交叉编译和交叉调试

4.嵌入式操作系统

第2章掌握要点

节计算机体系结构分类

节 ARM和Thumb状态

节 RISC技术

节流水线技术

ARM存储系统

Cache:写通、写回、读操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像

节 ARM存储系统

补充: (见课件)

1. ARM简介:ARM的命名方式、5种变形

2.理解片内Flash的3种编程方法。

3.理解ARM7芯片存储器存储空间分布。(8个bank,每个bank32MB)第3章掌握要点

3.1节ARM编程模式:处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、

异常中断

3.2节指令格式和寻址方式

3.3节指令系统:掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段

第5章掌握要点

节键盘接口:行扫描法原理、掌握编写驱动程序

节 LED显示器接口:理解工作原理,掌握编写驱动程序

5.节 UART异步串行接口:异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序

第1章作业题答案:

1.什么是嵌入式系统

第一种,根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义:

嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。

第二种,嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

两种定义之一即可。

2.与通用型计算机相比,嵌入式系统有哪些特点

通常是面向特定应用的;

空间和各种资源相对不足,必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余;

产品升级换代和具体产品同步,具有较长的生命周期;

软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身;

不具备自举开发能力,必须有一套开发工具和环境才能进行开发

3.举例介绍嵌入式微处理器有哪几类

(1)嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式处理器目前主要有Aml86/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。

(2)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)

嵌入式微控制器目前的品种和数量最多,比较有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。

(3)嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)

嵌入式DSP处理器比较有代表性的产品是Texas Instruments的TMS320系列和Motorola 摩托罗拉的DSP56000 系列。

(4)嵌入式片上系统(System On Chip)

4.从硬件系统来看,嵌入式系统由哪几部分组成画出简图。

外围电路

电源模块

时钟

微处理器

MPU FLASH RAM

复位ROM

外 设

USB LCD Keyboard Other

嵌入式核心芯片,EMPU——嵌入式微处理器、EMCU——嵌入式微控制器、EDSP——嵌入式数字信号处理器、ESoC——嵌入式片上系统。

用以保存固件的ROM(非挥发性只读存储器)。

用以保存程序数据的RAM(挥发性的随机访问存储器)。

连接微控制器和开关、按钮、传感器、模/数转化器、控制器、LED(发光二极管)、显示器的I/O端口。

5.嵌入式微处理器和嵌入式微控制器分别由哪些部件组成,两者有何区别。

答:嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。

嵌入式微处理器=运算器+控制器+寄存器组+内总线,在应用中必须装配在专门设计的电路板上,在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件。

嵌入式微控制器=cpu内核+存储器+I/o接口+辅助电路(时钟、A/D、D/A等)

嵌入式微处理器与嵌入式微控制器的区别:嵌入式微处理器只含有内核,嵌入式微控制器除含有内核外,内部还包含ROM、RAM存储器以及各种外设接口、辅助电路等。

6.嵌入式操作系统通常含有几层,主要实现何功能。

嵌入式操作系统通常包括:

(1)驱动层:硬件相关的底层驱动软件和设备驱动接口;如:LCD 、触摸屏的驱动及接口。

(2)操作系统层:系统内核(基本模块),扩展模块(可裁剪)。基本模块包含内存管理、文件管理和进程调度;扩展模块包含网络模块、图形驱动、数据库驱动等。

( 3)应用层:应用程序接口。

7.嵌入式系统开发过程

答:嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分。流程如图所示。

嵌入式系统开发流程图

8.嵌入式系统调试常用的基本方法

答:常用的三种方法:模拟调试(Simulator)、全仿真调试(Emulator)、BDM/JTAG调试(BDM/JTAG Debugger)。

模拟调试:调试器和待调试的嵌入式软件都在主机上运行,由主机提供一个模拟的目标运行环境,可以进行语法和逻辑上的调试。