嵌入式系统试卷A-答案

第1页（共7页）学号：姓名：学院：年级：专业：-------------------------------------------------密－封－线-----------------------------------------------------国防科技大学2009—2010学年秋季学期《嵌入式系统》考试试卷（A）卷答案及评分标准考试形式：闭卷考试时间：120分钟满分：100分题号一二三四总分得分评阅人注意：1、所有答题都须写在此试卷纸密封线右边，写在其它纸上一律无效。2、密封线左边请勿答题，密封线外不得有姓名及相关标记。得分一、填空题（共10小题，每小题2分，共20分）1、嵌入式系统是以应用中心，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、在嵌入式系统设计过程中，需求分析包括：功能性需求分析和非功能性需求分析。3、ARM字数据存储格式有：大端格式和小端格式。4、总线按照传输关系分类可分为：主从结构和对等结构。5、RS-232C的帧格式由四部分组成，包括：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。6、USB低速设备应该在D-线上接一个上拉电阻，全速设备应该在D+线上接一个上拉电阻。7、I/O接口电路数据传送方式有：查询、中断、DMA、I/O通道和I/O处理机方式。8、实时系统的关键问题是保证系统的实时性；实时操作系统就是指具有实时性、能支持实时系统工作的操作系统。9、实时操作系统的评价指标有：任务调度算法、上下文切换时间、确定性、最小第2页（共7页）内存开销和最大中断禁止时间。10、Bootloader主要功能是系统初始化、加载和运行内核程序。评分标准：每空1分得分二、单选题（共10小题，每小题2分，共20分）1、下面哪个系统属于嵌入式系统。（D）A、“天河一号”计算机系统B、联想T400笔记本计算机C、联想S10上网本D、联想OPhone手机2、软硬件协同设计方法与传统设计方法的最大不同之处在于（B）。A、软硬件分开描述B、软硬件统一描述C、协同测试D、协同验证3、下面关于哈佛结构描述正确的是（A）。A、程序存储空间与数据存储空间分离B、存储空间与IO空间分离C、程序存储空间与数据存储空间合并D、存储空间与IO空间合并4、下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式（A）。A、用户模式B、系统模式C、软中断模式D、FIQ模式5、ARM7TDMI的工作状态包括（D）。A、测试状态和运行状态B、挂起状态和就绪状态C、就绪状态和运行状态D、ARM状态和Thumb状态6、指令“LDMIAR0!,{R1,R2,R3,R4}”的寻址方式为（C）。A、立即寻址B、寄存器间接寻址C、多寄存器寻址D、堆栈寻址7、USB接口移动硬盘最合适的传输类型为（B）。A、控制传输B、批量传输C、中断传输D、等时传输8、下面哪一种功能单元不属于I/O接口电路。（D）A、USB控制器B、UART控制器C、以太网控制器D、LED第3页（共7页）学号：姓名：学院：年级：专业：-------------------------------------------------密－封－线------------------------------------------------------9、下面哪个操作系统是嵌入式操作系统。（B）A、Red-hatLinuxB、µCLinuxC、UbuntuLinuxD、SUSELinux10、使用Host-Target联合开发嵌入式应用，（B）不是必须的。A、宿主机B、银河麒麟操作系统C、目标机D、交叉编译器评分标准：每小题2分得分三、简答题（共6小题，每小题5分，共30分）1、简述嵌入式处理器的特点（列出五个特点以上）。答：低档处理器多采用哈佛结构，高档处理器多采用冯·诺伊曼结构；品种规格系列化；对实时多任务有很强的支持能力；可靠性高、功耗低、集成度高、性价比高。（每个特点1分）2、什么是CMOS电平？有何特点？答：发送端：高电平0.9Vdd，低电平0.1Vdd；（2分）接收端：高电平0.7Vdd，低电平0.3Vdd。（2分）特点：噪声容限大，负载能力强。（1分）3、什么是信号的建立时间？什么是信号的保持时间？答：建立时间：在时钟信号边沿到来之前，数据信号必须提前一段时间保持稳定有效。（2.5分）保持时间：在时钟信号边沿到来之后，数据信号必须在随后的一段时间内保持稳定有效。（2.5分）第4页（共7页）4、什么是非抢先式实时操作系统？有何优缺点？它的实时性如何决定？答：对于基于优先级的实时操作系统而言，非抢先式实时操作系统是指某个任务运行后，就把CPU控制权完全交给了该任务，直到它主动将CPU控制权还回来。（2分）优点：实时性比不使用实时操作系统的好，程序设计相对简单，可调用不可重入函数（任务间不嵌套）。（1分）缺点：如果最长任务的执行时间不能确定，系统的实时性就不能确定。（1分）实时性：取决于最长任务的执行时间。（1分）5、简述优先级倒置产生的条件、现象以及解决方案。答：条件：基于优先级抢先式的任务调度、资源共享。（1分）现象：低优先级任务L和高优先级任务H共享资源，在任务L占有共享资源之后，任务H就绪，但这时任务H必须等待任务L完成对共享资源的操作。在任务L完成对共享资源的操作之前，任务M也已就绪并将抢先任务L运行。在任务M运行时，系统中具有最高优先级的任务H仍然保持挂起状态。（3分）解决方案：优先级继承、优先级顶置。（1分）6、你们班的专题报告题目是什么？谈一谈你参与的具体工作。答：略。（评分标准：专题报告题目2分，具体工作3分）第5页（共7页）学号：姓名：学院：年级：专业：-------------------------------------------------密－封－线------------------------------------------------------得分四、分析题（共3小题，每小题10分，共30分）1、右下图为USB批量IN传输事务流程图，请根据右下图用文字叙述其工作过程（包括4+2个分支并说明分支出现的原因）。IN空闲令牌段Token数据段Data握手段Handshake空闲主机发出设备发出DATA0/1ACKNAKSTALL答：（1）令牌段：（2分）a)主机发出令牌包，寻址从机。（2）数据段：（4分）a)从机如果接收令牌包出错，无响应；b)从机端点不存在，回送STALL；c)从机端点数据未准备好，回送NAK；d)从机端点数据准备好，回送数据包。（3）握手段：（4分）a)主机如果接收数据包出错，无响应；b)主机如果接收数据包正确，回送ACK。第6页（共7页）2、请用C语言编写一个简单框架程序（个别地方也可文字叙述），要求体现前后台系统的编程思想（任务就是一个函数，直接调用，无需实现，但至少三个任务），并分析前后台系统的优缺点以及它的实时性如何决定。答：后台程序：voidmain(void){Init()//初始化while(1)（1分）{if(eventFlag1)（1分）task1();elseif(eventFlag2)（1分）task2();elseif(eventFlag3)（1分）task3();}}前台程序：__irqvoidHandleFlag1(void)（1分）{清中断请求标志;eventFlag1=true;}__irqvoidHandleFlag2(void)（1分）{清中断请求标志;eventFlag2=true;}__irqvoidHandleFlag3(void)（1分）{清中断请求标志;eventFlag3=true;}优点：系统结构简单，几乎不需要额外的存储开销。（1分）缺点：所有的任务具有相同的优先级别，任务响应时间不可预测；后台程序是一个无限循环的结构，一旦在这个循环体中正在处理的任务崩溃，使得整个任务队列中的其他任务得不到机会被处理，从而造成整个系统的崩溃。（1分）实时性：取决于所有其它任务的执行时间之和。（1分）第7页（共7页）学号：姓名：学院：年级：专业：-------------------------------------------------密－封－线------------------------------------------------------3、形形色色的嵌入式系统默默无闻地生活在我们的身边，为我们的学习生活增加了无穷的乐趣。请列举你所熟悉的五个嵌入式应用系统，并对每个嵌入式系统作简单的分析（指出它为什么是嵌入式系统）。答：答案众多（评分标准：每一个应用2分，其中题目1分，简要分析1分）U盘（2分）；MP3播放器（2分）；手机（2分）；蓝牙耳机（2分）；GPS导航仪（2分）。等等简要分析略。