嵌入式系统复习题第一章 嵌入式系统历史与现代特征1. 什么是嵌入式系统？答：嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。”特点：1）是专用的计算机系统，用于特定的任务；2）资源较少，可以裁减；3）功耗低，体积小，集成度高，成本低；4）使用实时操作系统；5）可靠性要求更高，具有系统测试和可靠性评估体系；6）运行环境差异大；7）大部分程序固化在 ROM中；8）较长的生命周期；9）嵌入式微处理器通常包含专用调试电路。2. 嵌入式系统的特点有哪些？嵌入式系统与通用计算机系统的异同是什么？3. 嵌入式系统的主要应用领域有哪些？4. 从硬件组成来看，一般的嵌入式系统由哪几部分组成？画出简图。5. 按实时性来分，嵌入式系统可以分为几类？他们的特点是什么？6. 按软件结构来分，嵌入式系统可以分为哪几类？它们的优缺点是什么？分别适用于哪些系统？1） 轮询系统2） 前后台系统3） 单处理器多任务系统4） 多处理器多任务系统7. 指令系统（指令集：RISC/CISC/VLISC）的特性与分类及各指令系统的特点。8. 影响嵌入式软件可靠性的主要因素有哪些？如何保证嵌入式软件的可靠性？嵌入式硬件的可靠性嵌入式软件的可靠性（软件规模、软件内部结构、软件运行环境）9. 前后台系统的组成和运行模式如何？需要考虑的主要因素有哪些？主要性能指标是什么？10. 嵌入式系统开发的基本流程包括哪些？答：1）系统定义与需求分析；2）系统设计方案的初步确立；3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证；4）完善初步方案、初步方案实施；5）软硬件集成测试；6）系统功能性能测试及可靠性测试。答：嵌入式系统开发流程一般可分为4个阶段：需求分析阶段、硬件开发阶段、软件开发阶段和程序固化阶段。11. 嵌入式系统的发展历程可以分为哪几个阶段？发展趋势如何？12. 嵌入式系统的危机与发展特征。13. 影响系统响应时间的主要因素有哪些？“中断响应+任务执行”：（1）任务调度算法；（2）任务执行时间；（3）事件发生频率；（4）任务数量；（5）中断响应时间；（6）任务响应时间；（7）资源共享；（8）任务间的通信。第二章 系统结构与模型1. 系统思想的基本观点是什么？2. 系统结构可以分为几种？3. 系统物理结构和逻辑架构有什么区别？4. 描述嵌入式系统五层结构模型中各层的作用、功能与指标。5. 五层结构的特点及优势有哪些？6. 常见的嵌入式系统模型有哪几种？7. 常见的建模的方法有哪几种？各有什么特点？8. 简述嵌入式系统模型的定义与分类。9. 建模的原则有哪些？建模一般包含那几个步骤？第三章 系统硬件体系1. 计算机中的两种典型体系结构是什么，各自的特点是什么？2. 嵌入式系统的硬件有哪几部分组成？3. 什么是嵌入式微处理器？嵌入式微处理器有什么特点？有哪些主要技术指标？4. 嵌入式微处理器的分类、特点是什么？主流的嵌入式处理器有哪些？5. 嵌入式处理器选型原则与方法。6. 降低嵌入式微处理器功耗的方法有哪些？7. 指令系统的特性有哪些？完备性：用汇编语言编写各种程序时，指令系统直接提供的指令足够使用，而不必用软件来实现。完备性要求指令系统丰富、功能齐全、使用方便 有效性：利用该指令系统所编写的程序能够高效率地运行。高效率主要表现在程序占据存储空间小、执行速度快。规整性：包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性。 兼容性：至少要能做到“向上兼容”。8. 总线的分类方式及相应的类型有哪些？有哪些主要参数。常见的总线技术有哪些？9. AMBA总线中AHB和APB总线的构成及工作过程。10. 嵌入式系统的存储结构。11. 嵌入式Cache的功能、实现方式及分类。12. 嵌入式主存的功能及实现方式。可以做主存的存储器有哪些？13. 嵌入式外存的特点及常用的外存有哪些？14. 请对比NorFlash和NandFlash，并指出其在嵌入式系统中作用。15. 如何评价一个嵌入式系统硬件设计的优劣？16. 嵌入式基本复位方式有哪些？（阻容复位电路、手动复位电路、看门狗电路/定时复位）。嵌入式看门狗有哪些应用（作用）？工作原理是怎样？阻容复位电路手动复位电路看门狗电路/定时复位17. 存储器管理部件的作用是什么？简述分页式管理方式地址转换的过程。18. 设计嵌入式系统的供电系统时应考虑哪些问题？19. 在ARM系列中，ARM7，ARM9分别是什么体系结构。20. ARM7处理器采用几级流水线？包括哪几种类型的核？21. ARM有几种运行模式？哪些具有特权？如何改变处理器的模式？运行模式和寄存器的关系如何？什么是影子寄存器？那种模式下，专业寄存器最多。22. ARM处理器数据存储格式有哪几种？各自的特点？23. ARM处理器数据类型包括哪些？各自特点。24. ARM处理器正常工作时，处于何种工作模式？25. ARM的异常有哪几种？各进入何种工作模式？他们退出各采用什么指令？其异常处理方式和80X86有什么不同？答：1）复位（Reset）异常（管理模式）；2）未定义指令（undefined instruction）异常（未定义模式）；3）软件中断（SWI）异常（管理模式）；4）指令预取中止（Prefech Abort）异常（中止模式）；5）数据访问中止（Data Abort）（中止模式）；6）快速中断请求（FIQ）（FIQ模式）；7）外部中断请求（IRQ）（IRQ模式）。异常返回指令：1）SWI，未定义的返回：MOVS PC, R14；2）IRQ, FIQ, 预取中止的返回：SUBS PC,R14,#4；3）数据中止返回并重新存取：SUBS PC,R14,#8 异常中断的优先级：复位（最高优先级）- 数据异常中止-FIQ - IRQ-预取指异常中止-SWI-未定义指令（包括缺协处理器）。26. ARM处理器共有多少个32位寄存器，多少个为通用寄存器，多少个状态寄存器。27. 在ARM指令中，寄存器R13，R14，R15的专用功能各是什么？答：1）寄存器R13保存堆栈指针SP；2）寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为LR，用以保存返回地址；3）R15（PC）用作程序计数器。28. 弄清楚CPSR（程序状态寄存器）每一位的含义。29. 有时要使用Thumb技术的原因？答：Thumb指令集是把32位的ARM指令集的一个子集重新编码后形成的一个特殊的16位指令集。在性能和代码大小之间取得平衡，在需要较低的存储代码时采用Thumb指令系统用Thumb指令编写最小代码量的程序（能够很好的解决代码长度的问题），却取得以ARM代码执行的最好性能，可以带来低功耗，小体积，低成本。30. ARM的寻址方式有哪些？各写一条说明。答：1）立即寻址 （1） ADD R0，R0，1/*R0R01*/ （2）ADDR0，R0，0x3f /*R0R00x3f*/；2）寄存器寻址（ADDR0，R1，R2/*R0R1R2*/）；3）寄存器间接寻址 （1）、LDR R0，R1/*R0R1*/；（2）STR R0，R1/*R1R0*/；4）基址加偏址寻址（1）、LDR R0，R1，4；R0R14；（2）、LDR R0，R1，4！；R0R14、R1R14；（3）、LDR R0，R1 ，4；R0R1、R1R145）堆栈寻址（1）、 STMFD SP! R1-R7,LR；（2）、LDMFD SP! R1-R7,LR；6）块拷贝寻址（1）、LDMIA R0!, R2-R9；（2）、STMIA R1,R2,R9；7）相对寻址31. 掌握ARM指令集，常用指令的使用。（ARM指令和程序测试题占15分左右）第四章 引导与驱动1. 简述DOS操作系统的引导过程2. PC BIOS在PC产业的发展过程中起到了哪些作用？CMOS的作用是什么？3. 在嵌入式系统为什么要加入BIOS环节？4. 描述嵌入式Linux的启动过程。5. 中断向量和中断向量表。6. 嵌入式系统的BootLoader的功能是什么？答：BootLoader是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前，首先必须运行的一段程序代码。通过这段程序，为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。（对于嵌入式系统来说，有的使用操作系统，也有的不使用操作系统，但在系统启动时都必须运行BootLoader，为系统运行准备好软硬件环境。）7. BSP的具体作用是什么？在嵌入式系统中，Board Support Package（简称BSP，板级支持包）是实现特定的支持代码让所给的板来符合所给的操作系统，通常会与bootLoader一起建置，bootLoader包含最小的设备驱动来加载操作系统与所有在板上的设备的驱动程序。BSP是和操作系统一起运行在主板上的。BSP包含与系统有关的基本驱动（串口、网卡等），并且程序员还可编程修改BSP，在BSP中任意添加一些与系统无关的驱动或程序，甚至可以把上层开发的内容全部放到BSP中。8. 详述非片内引导的过程。9. 什么是片内引导？试比较片内与非片内的区别及各自的优缺点。10. 简述中断的工作过程。CPU接到中断信号后，暂停正在执行的程序，而转去处理中断指令，直到处理完毕，再转回原程序的中断点继续执行。中断过程主要包括：l 现场保护：寄存器+程序计数器l 装入中断向量表l 运行中断指令l 现场恢复11. I/O系统包括哪几部分？其主要功能有哪些？包括：(1)输入输出设备；(2)设备控制器；(3)输入输出操作有关的软硬件功能：(1)信息编址；(2)信息通路；(3)信息传送；(4)格式转换；(5)状态控制信息。12. DMA有几种方式？每种方式的优缺点是什么？(a)独占总线方式（停止CPU访问内存）；(b)周期挪用方式；(c)DMA与CPU交替访问。13. 简述设备管理的功能和任务。（1）选择和分配设备；（2）控制设备和CPU（或内存）之间交换数据；（3）为用户提供友好的透明接口，便于用户使用；（4）保证在多道程序环境下，当多个进程竞争使用设备时，按一定策略分配和管理各种设备，使系统能有条不紊的工作。（5）保护：设备传送或管理的数据应该是安全的、不被破坏的、保密的14. 设备管理的数据传送方式有哪些？每种方式的优缺点是怎样的？外围设备和内存之间的常用数据传送控制方式有4种。即： (1) 程序直接控制方式； (2) 中断控制方式； (3) DMA方式； (4) 通道方式。15. 缓冲池有哪几种队列和工作区？在任一时刻，缓冲池有三个队列：l 空闲缓冲区队列eml 存放输入数据的输入队列inl 存放输出数据的输出队列out四种工作缓冲区：l 收容输入缓冲区：用于存放输入设备数据。l 提取输入缓冲区：提取设备输入数据的缓冲区。l 收容输出缓冲区：l 提取输出缓冲区：16. 设备分配数据结构是怎样的？各结构中的主要属性包括哪些？17. 设备分配方式有哪些？各种分配方式的优缺点？静态分配方式：在进程运行之前，由系统一次分配该作业所要求的全部设备、控制器和通道。且在其运行期间