嵌入式系统期末复习试题集合

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. . 1. 什么是嵌入式系统？ （P2）

答：以应用为中心、以及计算机技术为基础、软件硬件可裁减、适用应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2. 什么是嵌入式处理器？（P3）

答：嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元。

3. 什么是实时操作系统？

答：实时操作系统是嵌入式系统目前最主要的组成部分，实时是指物理进程的真实事件，实时操作系统具有实时性、能从硬件方面支持实时控制系统工作的操作系统。

4. 什么是分时操作系统？

答：对于分时操作系统，软件的执行在时间上的要求并不严格，时间上的错误一般不会造成灾难性的后果。

5. 什么是多任务操作系统？

答：系统支持多任务管理和任务间的同步和通信。

6. 简述实时操作系统的工作状态？

答：实时系统中的任务有运行、就绪、挂起和冬眠4种状态。

运行：获得CPU控制权

就绪：进入任务等待队列，通过调度转为运行状态。

挂起：任务发生阻塞，移出任务等待队列，等待系统实时事件的发生唤醒，从而转为就绪或运行。

冬眠：由于任务完成或错误等原因被清除的任务。

7. 单片机的发展历史分为哪几部分？

答：单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段

SCM（Single Chip Microcomputer ,单片微型计算机）

MCU（Micro Controller Unit,微控制器）

SoC（System on Chip 片上系统）

8. 单片机发展趋势表现在那些方面？

答：单片机发展趋势表现在：（1）内部结构的进步：多功能集成化、采用RISC体系结构、片内存储器性能改进容量增加EPROM向FlashROM发展、多核处理器方式；（2）功耗、封装及电源电压的改进：功耗越来越小、封装水平不断提高；（3）工艺上的改进：采用CMOS技术，大多采用0.6um以上的光刻工艺，大大提高内部密度和可靠性。

9. 单片机嵌入式系统的结构是什么？

答：单片嵌入系统的结构通常包括三大部分：即能实现嵌入式对象的各种应用要求的单片机、全部系统的硬件电路和应用软件。

10. 单片机嵌入式系统的应用领域有哪些？

答：家用电器，几点一体化产品，仪表仪器，测控系统 .

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11. 嵌入式处理器包括哪几种类型？

答：嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor unit, ECP)，嵌入式微控制器(Micro

controller Unit , MCU)，嵌入式DSP(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)，嵌入式片上系统(System on Chip, SoC)

12. RISK和CISK的区别有哪些？(P11)

答：（1）指令系统：RISC设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单的高校的特色。对于不常用的功能，常通过组合指令来实现。而CISC计算机的指令系统比较丰富，有专用指令来完成特定的功能，因此，处理特殊任务效率较高。（2）存储器操作：RISC对存储器操作有限制，使控制简单化；而CISC机器的存储器操作指令多，操作直接；（3）程序：RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能是程序复杂，不易设计，而CISC汇编语言程序编程相对简单，科学计算及复杂操作的程序设计相对容易，效率较高；（4）中断：RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断；而CISC机器是在一条指令执行结束后相应中断的；（5）CPU：由于RISC CPU包含较少的单元电路，因而面积小、功耗低；而CISC CPU包含丰富的电路单元，因而功能强、面积大、功耗大；（6）设计周期：RISC微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术；CISC微处理器结构复杂，设计周期长；（7）易用性：RISC微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用；CISC微处理器结构复杂，功能强大，实现特殊功能容易；（8）应用范围：由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关，所以RISC机器更适合于嵌入式应用；而CISC机器则更适合于通用计算机。

13. 嵌入式系统的特点有哪些？（P15）

答：（1）嵌入式系统通常是面向特定应用，具有低功耗、体积小、集成度高等特点。（2）嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余。（3）实时操作系统支持。（4）嵌入式系统与具体应用有机地结合在一起。（5）为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中。（6）专门开发工具支持。

14. 嵌入式系统的开发过程是什么？（P16）

答：首先必须将硬件、软件、人力资源等元素结合起来，综合分析，具体过程如下：（1）获取平台开发板；（2）生产验证板；（3）移植操作系统；（4）不断验证改进。

15. 嵌入式系统的开发模式有是什么？（17）

答：一般采用宿主机-目标机模式：在宿主机上完成软件功能，然后通过串口或者以太网络将交叉编译生成的目标代码传输并装载到目标机上，并在监控程序或者操作系统的支持下利用交叉调试器进行分析和调试，最后目标机在特定环境下脱离宿主机单独运行。

16. 嵌入式系统的开发工具包括那些？（P18）

答：（1）实时在线仿真系统(In-circuit Emulator, ICE)，（2）高级语言编译器(Compiler

Tools), （3）源程序模拟器(Simulator)

17. 嵌入式系统设计的基本指导思想是什么？(P20)

答：（1）坚持高起点，勇于创新，保证系统的先进性。（2）贯彻“适用、可靠、先进、高效、.

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18. 基于单片机的嵌入式系统设计的基本原则与依据有哪些？（P20）

答：（1）可行性和适应性；（2）实用性和经济性。（3）先进行核成熟性。（4）开放性和标准性。（5）可靠性和稳定性。（6）安全性和保密性。（7）可扩展性和易维护性。

19. 嵌入式系统设计开发是的注意事项有哪些？（P21）

答：（1）合适并可扩展的平台选择；（2）从参考设计开始；（3）不要忽视板级支持包(BSP)或示例代码；（4）对电源管理予以考虑；（5）考虑未来的升级需要。

20. 嵌入式系统的设计方法变化的背景是什么？（P23）

答：（1）随着微电子技术的不断创新和发展，大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高。（2）计算机硬件平台性能的大幅度提高，使非常多复杂算法和方便使用的界面得以实现，大大提高了工作效率，给负载嵌入式系统辅助设计提供了物理基础；（3）高性能的EDA综合研发工具（平台）得到长足发展，而且其自动化和智能化程度不断提高，为复杂的嵌入式系统设计提供了不同用途和不同级别集编辑、布局、布线、编译、综合、模拟、测试、验证和器件编程等一体化的易于学习和方便使用的研发集成环境。（4）硬件描述语言（HDL）的发展为复杂电子系统设计提供了建立各种硬件模型的工作媒介。（5）软件技术进步，特别是嵌入式操作系统（EOS）的推出，为研发复杂嵌入式系统应用软件提供了底层支持和高效率的研发平台。

21. 嵌入式系统设计的三个层次是什么？（P24）

答：（1）以PCB CAD软件和ICE为主要工具的设计方法；（2）以EDA工具软件和EOS为研发平台的设计方法；（3）以IP内核库为设计基础，用软硬件协同设计技术的设计方法。

22. uVision IDE的调试模式有哪些？（P41）

答：软件仿真模式(Use Simulator) ,GDI驱动模式（ULINK Corte Debugger）

23. ARMv7架构中都包含哪些款式？(P46)

答：款式A：设计用于高性能的“开放应用平台”

款式B：用于高端的嵌入式系统，尤其是那些带有实时要求的

款式M：用于深度嵌入的单片机风格的系统中。

24. 采用Cortex-M3比以往ARM在哪些方面有突出的表现？（P47）

答：（1）处理器性能得到了提高；（2）低成本和功耗；（3）快速有效地应用程序开发源于简易的使用方法；（4）集成的调试和跟踪功能推进上市的步伐

25. Cortex-M3处理器支持哪几种工作模式？（P50）

答：Cortex-M3处理器支持两种工作模式：线程(Thread)和处理器（Handler）

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26. 寄存器主要完成的功能有哪些？（P54）

答：执行算数及逻辑运算；指向内存的某个位置；读写数据到计算机的周边设备。

27. 在ARM处理器架构下寄存器可以分成几类？（P54）

答：（1）通用寄存器：主要用于数据操作；（2）堆栈指针寄存器：指向系统当前堆栈的指针；（3）连接寄存器：把前一级的程序的跳转值压到堆栈里；（4）程序计数寄存器：用于指向当前的程序运行地址；（5）特殊功能寄存器：通常用于记录处理器状态。

28. 在Cortex-M3架构中与ARM处理器架构下寄存器功能相对应的寄存器分别有那些？（P54）

答：（1）R0~R12通用寄存器；（2）R13堆栈指针寄存器；（3）R14连接寄存器（4）R15程序计数器；（5）特殊功能寄存器

29. STM32微控制器分为哪4个系列？（P67）

答：（1）STM32F101，标准型，最大工作在36MHz；（2）STM32F102，在STM32F101基础上支持USB，最大工作在48MHz；（3）STM32F103，增强型系列，拥有更丰富外设，最大工作于72MHz；（4）STM32F105/STM32F107，增加了USB OTG、2路CAN、2路IIS,10M/100M以太网功能，最大工作于72MHz。

30. STM32F101xx系列微控制器的特点有哪些？（P68）

答：（1）内核：ARM32位Cortex-M3 CPU；（2）存储器：片上集成32~512KB的Flash存储器，6~48KB的SRAM存储器；（3）低功耗：三种低功耗模式：休眠、停止和待机模式；（4）调试模式：串行调试和JTAG接口；（5）DMA：最多12通道DMA控制器。（6）1个12位us级的A/D转换器；（7）2通道12位D/A转换器；（8）最多高达12个快速I/O端口；（9）最多达9个定时器；（10）最多达10个通信接口。

31. STM32F101xx系统功能有哪些？（P69）

答：（1）集成嵌入式Flash和SRAM存储器的ARM Cortex-M3内核；（2）嵌入式Flash存储器和RAM存储器；（3）可变静态存储控制器；（4）嵌套矢量中断控制器；（5）外部中断/事件控制器；（6）时钟和启动；（7）Boot模式；（8）电源供电方案；（9）电源管理；（10）低功耗模式。