嵌入式系统基础A习题及答案

  • 格式:pdf
  • 大小:124.58 KB
  • 文档页数:14

下载文档原格式

  / 14
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第1章嵌入式系统概述

1、什么是嵌入式系统?嵌入式系统的特点是什么?

嵌入式系统概念:

(1) IEEE对嵌入式系统的定义:用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置。(2)一般定义: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。

嵌入式系统的特点:

(1) 专用的计算机系统 (2) 必须满足环境要求 (3) 必须能满足对象系统的控制要求 (4) 是集成计算机技术与各行业应用的集成系统

(5) 具有较长的生命周期 (6) 软件固化在非易失性存储器中 (7) 必须能满足实时性要求

(8) 需要专用开发环境和开发工具

5、简单分析几种嵌入式操作系统的主要特点,包括嵌入式Linux、Windows CE、uCOS II 及VxWorks。

(1)嵌入式Linux:有多个主流版本,根据应用需求,性能略有差别。μCLinux是Linux小型化后,适合于没有MMU的微处理器芯片而裁剪成的操作系统,μCLinux保持了传统Linux操作系统的主要特性,包括稳定、强大的网络和文件系统的支持,μCLinux裁剪了大量的Linux

内核以缩小尺寸,适合像512KB RAM、1MB Flash这样小容量、低成本的嵌入式系统。RT_Linux 即能兼容通常的Linux,又能保证强实时性。(2)Windows CE:开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用。WinCE开发难度远低于嵌入式Linux,实时性略低,常用于手机、PDA等手持设备中。

(3)uCOS II:结构小巧、抢先式的实时嵌入式操作系统,具有执行效率高、占用空间小、可移植性强、实时性能好和可扩展性能等优点。主要用于小型嵌入式系统。

(4) VxWorks: 集成开发环境为Tornado,Vxworks因出现稍早,实时性很强,并且内核可极微(最小8K),可靠性较高等。通常应用在通信设备等实时性要求较高的系统中。

第2章嵌入式处理器体系结构

1、具体说明ARM7TDMI的含义,其中的T、D、M、I分别代表什么?

ARM7TDMI是ARM7处理器系列成员之一,采用V4T版本指令。T表示Thumb,该内核可从16位指令集切换到32位ARM指令集;D表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,

支持片内Debug调试;M表示Multiplier,支持位乘法;I表示Embedded ICE ,内含嵌入式ICE 宏单元,支持片上断点和观察点。

10、ARMV4及以上版本的CPSR的哪一位反映了处理器的状态?若CPSR=0x000000090,分析系统状态。CPSR=0x000000090表示当前处理器工作于ARM状态,系统处于用户模式下。CPSR的BIT5(T)反映当前处理器工作于ARM状态或Thumb状态。

11、ARM有哪几个异常类型,为什么FIQ的服务程序地址要位于0x1C?在复位后,ARM处理器处于何种模式,何种状态?

ARM的7种异常类型:复位RESET异常、未定义的指令UND异常、软件中断SWI异常、指令预取中止PABT异常、数据访问中止DABT异常、外部中断请求IRQ异常、快速中断请求FIQ异常。在有快速中断发生时,CPU从0x1C处取出指令执行。ARM复位后处于管理模式,工作于ARM状态。

12、为什么要使用Thumb模式,与ARM代码相比较,Thumb代码的两大优势是什么?

为了兼容数据总线宽度为16位的应用系统,使用了ARM指令系统的一个子集Thumb指令系统。与等价的32位代码相比,Thumb指令集在保留32位代码优势时,大大节省了系统的存储空间。

13、说明AMBA、AHB、ASB以及APB的英文全称及其含义。

AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)即先进的微控制器总线体系结构,是ARM 公司公布的总线标准,这一标准定义了AHB、ASB、APB及AMBA共4种高性能的系统总线规范。

AHB(Advanced High_performance Bus)先进的高性能总线,用于连接高性能系统组件或高宽带组件。它支持突发数据传输方式及单个数据传输方式,所有时序参考同一个时钟。

ASB(Advanced System Bus)即先进的系统总线,用于连接高性能的系统模块。它支持突发数据传输。

APB(Advacned Peripheral Bus)即先进的外围接口总线,是一个简单的接口。它支持低性能的外围接口,APB是用来连接系统的周边组件。

16、简述MMU从虚拟地址到物理地址的转换过程和方法。

虚拟地址到物理地址的转换过程:

当ARM要访问存储器时,MMU先查找TLB中的虚拟地址表,如果ARM的结构支持分开的地址TLB和指令TLB,那么它在取指令时使用指令TLB,其它的所有访问类别使用数据

TLB;如果TLB中没有虚拟地址的入口,则是转换表遍历硬件从存储在主存储器中的转换表中获取访问权限,一旦取到,这些信息放在转换TLB中,它会放在1个没有使用的入口处或覆盖1个已有的入口。

虚拟地址到物理地址的转换方法:

(1)确定1级页表的基地址。

(2)合成转换表的1级描述符。

(3)根据不同的1级描述符获取第2级描述符地址并找出第2级描述符。

(4)将第2级页描述符指示的页基地址,与虚拟地址指示的页内偏移地址相加,得到相应页的物理地址,完成虚拟地址到物理地址的转换。

第三章典型嵌入式处理器

1、简述LPC2000系列微控制器的内部有哪些重要的外设组件?

向量中断控制器、外部存储控制器、I2C中行总线控制器、SPI同步接口控制器、UART串口控制器、定时器、AD转换器、CAN总线控制器、看门狗定时器等。

8、S3C44B0X如何组织8、16、32位的存储器,地址线如何连接?

S3C44B0X不同宽度的存储器地址线连接方法。

存储器地址引脚8位总线16位总线32位总线

A0 A0 A1 A2

A1 A1 A2 A3

A2 A2 A3 A4

A3 A3 A4 A5

…………

A m-1A m-1A m-2A m-3

18、说明I2C的数据有效性和起停条件。

数据有效性:当SCL信号为高电平时,SDA上的数据传输有效,传输时高位在前,低位在后,每个字节长度限制为位,而每次传送的字节总数没有限制。满足启动条件后的第一个字节应为地址域。每一个字节有一个应答位。

起停条件:启动条件,在SCL信号保持高电平时SDA信号由高电平变为低电平;停止条件,要求在SCL信号保持高电平时SDA信号由低电平变为高电平。