嵌入式系统试卷和答案

一、填空题（20分）（每题2分）1、嵌入式系统中的处理器品种非常多，按照功能和用途可以分为微控制器微处理器、DSP和SOC等几类，其中8051单片机属于微控制器。2、嵌入式系统通常由处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等几大部分组成。其中处理器是其核心部件。3.BSP即BoardSurpportPackage的缩写，它既和操作系统（软件）有关，又与系统硬件有关。4．ARM处理器采用RISC而不是CSIC（复杂指令集）体系结构，只有存储和加载指令才能访问存储器。5．ARM处理器采用了存储器映射I/O方式。即把I/O端口作为普通的存储器地址，ARM通过AMBA（总线）扩展外部设备。6.ARM处理器中，同时可见寄存器数目为16(除CPSR/SPSP)外，其中PC是指R15，LR是指R14。7.ARM的指令是均可包含一个可选的条件码，它来自于CPSR（寄存器），主要包括N、Z、C、V标志。8．操作系统内核有单一和微内核两种结构Linux采用的是单一内核。同时为了实现内核的动态可裁减性，采用了模块化结构。9．Linux操作系统中，有以下三种设备文件类型：字符设备、块设备、网络，其中串口属于字符类型。10．Linux操作系统中，内核通常使用设备类型、主设备号和次设备号标识一个具体设备，其中，前者用来标识驱动程序后者用来标识同一设备驱动的不同设备。（4分）二、判断改错（正确的2分）1．ARM处理器体系结构版本包括ARM7、ARM9、ARM10等×2.ARM处理器外部中断包括中断信号irq和快中断信号fiq，因此集成ARM核的处理器芯片只能支持两个外部中断。×3．嵌入式软件开发需要针对特定的处理器进行优化编程。V4．只有采用操作系统的嵌入式系统才需要BSP板级支持包。V5．ARM公司生产自己的处理器芯片，并销售。×6．ARM处理器中采用了专门的I/O访问指令。×7.ARM处理器中，只能通过B、BL、BX、BLX指令实现程序的转移跳转。×8．嵌入式系统的BootLoader相当于PC机的BIOS，负责初始化硬件，加载操作系统内核。V9．编写嵌入式Linux应用程序时，必须编写Makefile才能编译、链接应用程序。×10．Linux下可执行文件的格式和Windows下类似，有专门的后缀“.EXE”。×三、名词解释（15分）1.实时系统（7分）产生系统输出的时间队系统至关重要的系统。从输入到输出的滞后时间必须足够小到一个可以接受的时限内。此时，实时逻辑的正确性不仅取决于计算结果的正确性，还取决于输出结果的时间。2．交叉开发环境（8分）是指在PC机（宿主机）实现嵌入式系统软件的编译、链接、调试的程序开发环境，包括交叉编译器、交叉调试器和模拟软件等。四、简答题（共30分）1.简述什么是嵌入式系统，说明它与普通计算机系统以及其他电子系统的区别。（10分）以应用为中心、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。与普通计算机系统的区别是功能专一性，与及其他电子系统的区别是有处理器和软件。2.ARM处理器有哪7模式？各有哪些用途，哪些属于异常模式？（10分）工作模式描述1UserUSR普通运行模式2FIQFIQ支持快速的中断数据传输3IRQIRQ用于一般的中断处理4SupervisorSVC用于操作系统的保护模式5AbortABT可用于虚拟内存管理和内存保护6UndefinedUND可用于支持硬件协处理器的软件模拟7SystemSYS用于运行操作系统特权任务除用户模式外，其它为异常模式。3.简述Linux驱动程序的组成及其各部分的功能。（8分）(1)自动配置和初始化子程序检测硬件设备是否正常，对设备及其相关的驱动需要的软件状态进行初始化，仅在初始化时调用一次。(2)服务于I/O请求的子程序又称驱动程序的上半部分。应用程序的系统调用，进程由用户态变为核心态。(3)中断服务子程序又称驱动程序的下半部分。由系统接收中断，再由系统调用中断服务子程序。五、程序分析与设计1．说明下面ARM汇编指令的含义，说明其最后一个操作数的寻址模式，以及寄存器别名使用情况(7分)ADDR0,R1,R2;R0-R1+R2－寄存器寻址（1分）ANDR8,R7,#0xff;R8-R7[7:0]－直接寻址（1分）ADDR3,R2,R1,LSL#3;R3-R2+8×R1－寄存器移位寻址（1分）LDRR0,[R1];R0-MEM[R1]–寄存器间接寻址（1分）MOVPC,LR;PC(R15)-LR(R14)，寄存器寻址LDMIAR1,{R0,R2,R5};R0-MEM[R1]（2分）;R2-MEM[R1+4];R5-MEM[R1+8]多寄存器寻址2．采用ARM汇编语言编程实现一个96位加法运算，简述每条指令的含义与作用。（8分）ADDSR6,R6,R9;最低字节带符号加ADCSR9,R1,R2;第2字节带进位加ADCSR2,R8,R11;最高字节带进位加