嵌入式期末试卷

1嵌入式期末试卷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。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2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）。3A、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、LED9、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？4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）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5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）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。62、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）7实时性：取决于所有其它任务的执行时间之和。（1分）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。1、从模块结构来看，嵌入式系统由三大部分组成，分别是：硬件、软件和开发平台。2、嵌入式系统的设计过程包括：需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统集成和系统测试。3、ARM系列微处理器支持的边界对齐格式有：字节对齐、半字对齐和字对齐。4、RAM存储器有两种，分别是：SRMA和DRAM。5、总线由传输信息的物理介质和管理信息传输的协议组成。6、采用RS232C实现最简单的双机互联，至少需要如下信号线：TXD、RXD和GND。7、USB通信总线中的事务可能由令牌包、数据包和握手包组成。8、I/O接口编址方式有两种，分别是：统一编址和独立编址。89、在宿主机上使用编译器软件将嵌入式应用、嵌入式操作系统编译成为可以在目标机上运行代码的过程，称为交叉编译，而采用的编译器称为交叉编译器。10、嵌入式操作系统的内核构成包括系统初始化、多任务管理和内存管理。1、下面哪个系统不属于嵌入式系统（D）。A、MP3播放器B、GPS接收机C、“银河玉衡”核心路由器D、“天河一号”计算机系统2、在嵌入式系统设计中，嵌入式处理器选型是在进行（C）时完成。A、需求分析B、系统集成C、体系结构设计D、软硬件设计3、下面哪一类嵌入式处理器最适合于用于工业控制（B）。A、嵌入式微处理器B、微控制器C、DSPD、以上都不合适4、关于ARM子程序和Thumb子程序互相调用描述正确的是（B）。A、系统初始化之后，ARM处理器只能工作在一种状态，不存在互相调用。B、只要遵循一定调用的规则，Thumb子程序和ARM子程序就9可以互相调用。C、只要遵循一定调用的规则，仅能Thumb子程序调用ARM子程序。D、只要遵循一定调用的规则，仅能ARM子程序调用Thumb子程序。5、关于ARM处理器的异常的描述不正确的是（C）。A、复位属于异常B、除数为零会引起异常C、所有异常都要返回D、外部中断会引起异常6、下面总线不属于对等结构的是（A）。A、PCIB、IEEE1394C、令牌网D、以太网7、USB总线采用的通信方式为（A）。A、轮询方式B、中断方式C、DMA方式D、I/O通道方式8、嵌入式系统最常用的数据传送方式是（B）。A、查询B、中断C、DMAD、I/O处理机9、µClinux与标准Linux最大的区别在于（B）。A、文件系统B、内存管理C、任务调度算法D、应用开发模式10、嵌入式操作系统一般通过（A）手段来解决代码体积与嵌入式应用多样性的问题。10A、使用可定制的操作系统B、将操作系统分布在多个处理器上运行C、增大嵌入式设备的存储容量D、使用压缩软件对操作系统进行压缩1、谈一谈嵌入式系统的发展趋势（列出五个趋势以上）。答：产品种类不断丰富；应用范围不断普及；性能不断提高；功耗不断降低，体积不断缩小；网络化、智能化程度不断提高；软件成为影响价格的主要因素。（每个趋势1分）2、简述嵌入式微处理器的特点。答：嵌入式微处理器的特点：通用微处理器的增强，一般为32位。（1分）构成：一般CPU、存储器、I/O接口三者分离；（1分）性能：一般为100~2000MIPS；（1分）存储器：Flash一般为1~16MB，SDRAM一般为2~64MB；（1分）一般加载复杂嵌入式操作系统：VxWorks、WinCE、µClinux等。（1分）3、什么是访存时序配合？答：存控发出的信号要满足存储器的时序要求（2.5分）；存储器返回的信号要满足存控的时序要求（2.5分）。4、请指出USB总线的四种传输类型，并指出每一种传输类型的基本特点。11答：四种传输类型：控制传输、批量传输、中断传输和等时传输（1分）控制传输：双向，纠错，查询、配置设备信息；（1分）批量传输：单向，纠错，大块无结构数据，延迟不定；（1分）中断传输：单向，纠错，小块无结构数据，延迟确定；（1分）等时传输：单向，无纠错，大块无结构数据，延迟确定。（1分）5、什么是前后台系统？有何优缺点？它的实时性如何决定？答：前后台系统：分为前台程序和后台程序。前台程序也称中断级程序，通过中断来处理事件，在中断服务子程序中，一般对中断做一些简单的处理，然后给出事件发生的标志，待后台程序来处理；后台程序也称任务级程序，一个死循环，循环查询各种标志位，如果标志位置位，就执行相应的任务程序。（2分）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）6、简述嵌入式操作系统和实时操作系统的关系。答：“嵌入式”并不意味着“实时”，例如µClinux、EmbeddedLinux12为嵌入式操作系统但非实时操作系统（2分）；“实时”并不意味着“嵌入式”，例如OpenVMS（工作站、小型机）为实时操作系统但非嵌入式操作系统（2分）；不过实际上，目前的嵌入式操作系统（EOS）基本上是实时操作系统（RTOS）（1分）。1、下图为单周期存储器读时序图。clk为时钟信号，上升沿有效；rd为读信号，高电平有效。问：如果主设备要求的建立时间40sutns，保持时间6htns，则此系统