嵌入式系统模拟试题及答案

学习中心/函授站_姓名学号西安电子科技大学网络与继续教育学院2014学年下学期《嵌入式系统》期末考试试题（综合大作业）题号一二三四五总分题分2010302020得分考试说明：1、大作业于2014年12月25日下发，2015年1月10日交回；2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计；3、答案须手写完成，要求字迹工整、卷面干净。一、问题简述（每小题4分，共20分）1、简述嵌入式系统的定义和组成结构。答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并软硬件可剪裁、功能、,可靠性、体积、重量、成本、功耗、成本、安装方式等方面符合要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、存储与I/O部分、外设与执行部分、嵌入式软件等四个部分组成。2、简单说明ARM微处理器的特点。答：(1)体积小、低功耗、低成本、高性能。(2)支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好地兼容8位/16位器件。(3)大量使用寄存器，指令执行速度更快。(4)大多数数据操作都在寄存器中完成，通过Load/Store结构在内存和寄存器之间批量传递数据。(5)寻址方式灵活简单，执行效率高。(6)指令长度固定。3、简述嵌入式系统产品的设计和开发过程。答：①在嵌入式系统的开发过程中，一般采用的方法是首先在通用PC机上的集成开发环境中编程；②然后通过交叉编译和链接，将程序转换成目标平台(嵌入式系统)可以运行的二进制代码；③接着通过嵌入式调试系统调试正确；④最后将程序下载到目标平台上运行。要强调，选择合适的开发工具和调试工具，对整个嵌入式系统的开发都非常重要。4、简述嵌入式系统设计中要考虑的因素。答：在嵌入式系统的开发过程中，要考虑到实时性、可靠性、稳定性、可维护性、可升级、可配置、易于操作、接口规范、抗干扰、物理尺寸、重量、功耗、成本、开发周期等多种因素。5、什么是BootLoader，了解其在嵌入式系统中作用。答：就是启动载入或引导加载又叫自举装载。由于系统加电后需要首先运行BootLoader这段程序，因此它需要放在系统加电后最先取指令的地址上。嵌入式处理器的生产厂商都为其处理器预先安排了一个在系统加电或复位后最先取指令的地址。二、名词解释（每小题2分，共10分）1、DSP(DigitalSignalProcessor)，数字信号处理器，一种特别用于快速处理数字信号的微处理器。DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。2、RTOSRealTimeOperatingSystem.译为实时操作系统。实时系统是指一个能够在指定的或者确定的时间内，实现系统功能和对外部或内部、同步或异步事件作出响应的系统。3、BSP设计板级支持包（BSP）的目的主要是为驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包，从而实现对操作系统的支持。类似于PC机上的BIOS，是一个承上启下的软件层次。由嵌入OS和用户开发相结合取得。BSP一般是在嵌入式系统上固化存放。4、总线竞争就是在同一总线上，同一时刻，有两个以上器件要通过总线输出数据和状态。发生总线争用现象。可能会造成总线上数据或逻辑混乱。5、微内核嵌入式操作系统中，经过划分功能，用很短的结构（几到几十千字节）实现最基本和很具体的功能，此结构成为微内核结构。三、填空题（每小题3分，共30分）1、嵌入式开发一般采用_宿主机/目标机方式_方式，其中宿主机一般是指PC机或者台式机）。2、嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、_____________、_______________、__________等四个部分组成。3、嵌入式系统设计时，必须优先考虑的问题有：CPU选择、人机接口、可靠性、实时运行和速度、功能扩展、能耗和体积等问题。4、嵌入式处理器的层次分为：1）嵌入式微控制器；2）_2）嵌入式处理器_；3）嵌入式DSP；4）嵌入式片上系统_。5、选择ARM处理器需要考虑的四大因素有：内核/版本；工作频率；片内存储容量；片内功能模块。6、为了提高的开发的效率，降低开发难度，提高重用性，经验告诉大家：__基于嵌入式操作系统，采用模块化方式是开发嵌入式系统软件的必由之路。7、哈佛体系结构数据空间和地址空间_分开_，ARM920T采用哈佛体系_。8、由于嵌入式系统本身不具备__执行速度和系统可靠性__，即使设计完成以后用户通常也是不能对其程序功能进行修改的，须有一套__开发工具和环境___才能进行交叉开发。9、一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：处理器、_存储部分____、输入/输出和软件，一般软件亦分为__嵌入式OS____和应用软件两个主要部分。10、A/D变换器工作原理可分__逐次比较式____和___双积分__两种工作方式。四、选择题（每小题2分，共20分）1、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2、下面关于DMA方式的描述，不正确的是（　C　）。A．DMA方式使外设接口可直接与内存进行高速的数据传输B．DMA方式在外设与内存进行数据传输时不需要CPU干预C．采用DMA方式进行数据传输时，首先需要进行现场保护D．DMA方式执行I/O交换要有专门的硬件电路3、关于实时操作系统（RTOS）的任务调度器，以下描述中正确的是（　B　）。A．任务之间的公平性是最重要的调度目标B．大多数RTOS调度算法都是可抢占式（可剥夺式）的C．RTOS调度器都采用了基于时间片轮转的调度算法D．RTOS调度算法只是一种静态优先级调度算法4、利用（　A　）完全把系统软件和硬件部分隔离开来，从而大大提高了系统的可移植性。A．硬件抽象层　　　B．驱动映射层　　　C．硬件交互层　　　D．中间层5、在嵌入式系统开发系统中，以下叙述中正确的是（　C　）。A．宿主机与目标机之间只需要建立逻辑连接即可B．在嵌入式系统中，调试器与被调试程序一般位于同一台机器上C．在嵌入式系统开发中，通常采用的是交叉编译器D．宿主机与目标机之间的通信方式只有串口和并口两种6、下列关于D/A变换器接口的描述，不正确的是（　C　）。A．它是嵌入式微机系统与外部模拟控制对象的重要控制接口B．它通常由模拟开关、权电阻电路、缓冲电路组成C．它也可以把外界的模拟量变换成数字量D．它输出的模拟量可以是电流，也可以是电压7、下面哪个特点不属于USB设备的特点？（B　　）A．串行通信方式　　　　　　　　　B．不可热拨插C．分HOST、DEVICE和HUB　　　D．通信速率比RS232快8、软件需求分析阶段的任务不应该包括（A　　）。A．结构化程序设计　　　　　　B．问题分析C．可靠性与安全性要求　　　　D．确定功能与性能要求9、以下关于硬件抽象层的论述，不合适的是（　B　）。A．采用硬件抽象层可以大大提高系统的移植性B．采用硬件抽象层可以大大提高系统的运行效率C．采用硬件抽象层可以缩短系统的测试周期D．采用硬件抽象层有助于提高系统的可靠性10、在嵌入式系统中，采用查询方式实现输入输出的主要原因是（　C　）。A．速度最快　　　　　　B．CPU可以不介入C．实现起来比较容易　　D．在对多个事件查询工作时，能对突发事件做出实时响应五、综合测试题（20分）（选做1题）1、用嵌入式处理器开发一个嵌入式数码语音录放装置，请给出模块化设计框图，并对各组成部分作简单解释。解答:根据题意，画出模块框图如下。选择ARM7为嵌入式处理器，完成功能的控制和管理；解码器将存储的录音文件解码为语音信号信号；大容量存储器可选SRAM或FLASH存储器用于存放文件；信号调理电路将麦克风录入信号放大输入ARM7进行采集，还有简单按键和LCD显示器等完成人机交互。可用C或汇编编写系统控制管理和各功能程序。大容量存储器及语音芯片线输入信号调理电路嵌入式处理器解码播放电路MIC输入人机交互和控制管理软硬件2、利用嵌入式CPU设计和开发一个嵌入式、数码显示的温度检测装置，请给出模块化设计框图。并将主要模块试作简单说明。解答：大致框图如下：数据和程序存储器温度传感器信号调理电路嵌入式处理器显示接口和驱动电路LED/LCD数码显示器控制和调节接口在上述设计框图中，核心部分就是嵌入式处理器选择上要选择功能和处理速度满足需求的嵌入式处理器，最好内含A/D变换器，具有足够量的RAM和ROM程序存储体，设计和自制温度信号的输入、放大和切换调理部分电路，将数据转换后存储，通过相应的数码管或液晶显示屏幕完成数据显示、设计键盘和调节借口，完成与系统的交互操作。其中根据硬件来编写和调试系统的软件部分是非常重要的工作量之一。