嵌入式系统试题及答案（三）

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嵌入式系统试题及答案（三）

时间:2013-05-27

嵌入式系统试题及答案（三）

 一.什么是嵌入式系统?列举出几个你身边熟悉的嵌入式系统的产品。?至少列举

5种?

答?嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件?它是嵌入式系

统极为重要的组成部分?通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备

驱动接口、通信协议、图形界面及标准化浏览器等。从随身携带的mp3、语言复

读机、手机、PDA到家庭之中的智能电视、智能冰箱、机顶盒?再到工业生存、

娱乐中的机器人?无不采用嵌入式技术。

二?什么是最小系统?包含哪些模块?

答?嵌入式最小系统即是在尽可能减少上层应用的情况下?能够使系统运行的最

小化模块配置。以ARM内核嵌入式微处理器为中心?具有完全相配接的Flash

电路、SDRAM电路、JTAG电路、电源电路、晶振电路、复位信号电路和系统

总线扩展等?保证嵌入式微处理器正常运行的系统?可称为嵌入式最小系统。对

于一个典型的嵌入式最小系统?以ARM处理器为例?其构成模块及其各部分功

能如图1所示?其中ARM微处理器、FLASH和SDRAM模块是嵌入式最小系

统的核心部分。

三?说明中断处理的主要流程(图示并附说明)。

答?当一个异常出现以后?ARM微处理器会执行以下几步操作? ?这些是中断

发生时?自动处理的?

1、将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR?以便程序在处理异常返回时能

从正确的位置重新开始执行。若异常是从ARM状态进入?LR寄存器中保存的是

下一条指令的地址?当前PC?4或PC?8?与异常的类型有关??若异常是从Thumb

状态进入?则在LR寄存器中保存当前PC的偏移量?这样?异常处理程序就不需

要确定异常是从何种状态进入的。例如?在软件中断异常SWI?指令MOV PC?

R14_svc总是返回到下一条指令?不管SWI是在ARM状态执行?还是在Thumb

状态执行。 

2、将CPSR复制到相应的SPSR中。 

3、根据异常类型?强制设置CPSR的运行模式位。 

4、强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行?从而跳转到相应的异常处

理程序处。 

还可以设置中断禁止位?以禁止中断发生。 

如果异常发生时?处理器处于Thumb状态?则当异常向量地址加载入PC时?处

理器自动切换到ARM状态

从异常返回 

异常处理完毕之后?ARM微处理器会执行以下几步操作从异常返回? 

1、将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。 

2、将SPSR复制回CPSR中。 

3、若在进入异常处理时设置了中断禁止位?要在此清除。 

可以认为应用程序总是从复位异常处理程序开始执行的?因此复位异常处理程序

不需要返回。

四?嵌入式系统实验中用的硬件平台是以S3C2410微处理器为核心的实验系统?

其内嵌JTAG? MMU?Cache?说明其含义与用途?

答?1. 用于烧写FLASH ?用于调试程序 仿真器

2.在使用了虚拟存储器的情况下?虚拟地址不是被直接送到内存地址总线上?而

是送到内存管理单元——MMU?就是把虚拟地址映射到物理地址?对内存有分

页管理功能?可以实现多个进程的内存空间保护

3. Cache即高速缓存?在Cache中存放CPU常用的指令和数据?然后将这些数

据和指令以一定的算法和策略从主存中调入?使CPU可以不必等待主存数据而

保持高速操作。这样就满足了嵌入式系统实时、高效的要求

五?ARM微处理器有多达十几种内核结构、几十个芯片生产厂家以及千变万化的

内部功能配置组合?开发人员应如何选择?说出选择微处理器时需要考虑的因

素。

答?作为核心芯片的微处理器?其自身的功能、性能、可靠性被寄予厚望? 应

用领域范围?比较常见的应用领域分类有航天航空、通信、计算机、工业控制、

医疗系统、消费电子、汽车电子等。(2) 微处理器自带什么样的资源是选型的一

个重要考虑因素。芯片自带资源越接近产品的需求?产品开发相对就越简单。(3)

可扩展资源?芯片一般都有内置RAM和ROM?但其容量一般都很小 硬件平台

要支持OS、RAM和ROM?对资源的要求就比较高。这就要求芯片可扩展存储

器。 (4)功 耗 ?低功耗的产品即节能又节财?甚至可以减少环境污染?因此低

功耗也成了芯片选型时的一个重要指标。(5)封 装?常见的微处理器芯片封装主

要有QFP、BGA两大类型。BGA类型的封装焊接比较麻烦?但BGA封装的芯

片体积会小很多。如果产品对芯片体积要求不严格?选型时最好选择QFP封装。

 (6)芯片的可延续性及技术的可继承性?产品更新换代的速度很快?所以在选型

时要考虑芯片的可升级性。 (7)价格及供货保证?芯片的价格和供货也是必须考

虑的因素。选型时尽量选择有量产的芯片。(8)仿真器?选择配套适合的仿真器?

将会给开发带来许多便利。对于已经有仿真器的人们?在选型过程中要考虑它是

否支持所选的芯片。 (9)OS及开发工具在选型芯片时必须考虑其对软件的支持

情况? (10)技术支持?所以选芯片时最好选择知名的半导体公司。另外?芯片

的成熟度取决于用户的使用规模及使用情况。选择市面上使用较广的芯片?将会

有比较多的共享资源?给开发带来许多便利.

六?比较C51单片机、

DSP、ARM处理器的异同?一般地?它们适用于哪些方面

的应用。

答?(1). C51是8位的?ARM是32位的?DSP有16位的?也有更高的。 

 (2).所有说从运算能力上看?C51最弱?DSP最强?ARM居中。 

 (3).结构差别较大?C51最简单?是一般的冯诺伊曼结构?ARM9以上是哈佛结

构的RISC?DSP一般使用哈佛结构。 

?4?.C51一般芯片面积非常小?工作频率很低?一般是10多MHz?有的是

24MHz??所以功耗低。DSP则频率很高(高的达到300MHz以上)?所以功耗大。

ARM芯片面积也很小?ARM7是0.55平方毫米?功耗也比较小。频率大约在?几

十到200MHz之间?

?5?.所以一般C51主要应用于不需要太多计算量的控制类系统。一般配有丰富

的外围module。DSP则主要应用于需要进行复杂计算的高端系统?例如图像处

理?加密解密?导航系统等?外围module一般较少。ARM是C51和DSP之间

的一个折衷。 

?6?.强调一点?C51的性能远不如ARM和DSP?但仍然占据重要的一席之地?

原因就是性能价格比。因为它太成熟了?太小了?太便宜了。而在一些需要复杂

计算的领域?DSP也不可或缺。ARM的成功就是他找到了一个折衷点?并且建

立了一个非常灵活的商业模型。 

?7?.现在高端产品的一个趋势是ARM+DSP

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