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嵌入式系統(tǒng)試題及答案（三）

時間:2013-05-27

嵌入式系統(tǒng)試題及答案（三）

 一.什么是嵌入式系統(tǒng)?列舉出幾個你身邊熟悉的嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品。?至少列舉

5種?

答?嵌入式操作系統(tǒng)是一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件?它是嵌入式系

統(tǒng)極為重要的組成部分?通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備

驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形界面及標準化瀏覽器等。從隨身攜帶的mp3、語言復(fù)

讀機、手機、PDA到家庭之中的智能電視、智能冰箱、機頂盒?再到工業(yè)生存、

娛樂中的機器人?無不采用嵌入式技術(shù)。

二?什么是最小系統(tǒng)?包含哪些模塊?

答?嵌入式最小系統(tǒng)即是在盡可能減少上層應(yīng)用的情況下?能夠使系統(tǒng)運行的最

小化模塊配置。以ARM內(nèi)核嵌入式微處理器為中心?具有完全相配接的Flash

電路、SDRAM電路、JTAG電路、電源電路、晶振電路、復(fù)位信號電路和系統(tǒng)

總線擴展等?保證嵌入式微處理器正常運行的系統(tǒng)?可稱為嵌入式最小系統(tǒng)。對

于一個典型的嵌入式最小系統(tǒng)?以ARM處理器為例?其構(gòu)成模塊及其各部分功

能如圖1所示?其中ARM微處理器、FLASH和SDRAM模塊是嵌入式最小系

統(tǒng)的核心部分。

三?說明中斷處理的主要流程(圖示并附說明)。

答?當一個異常出現(xiàn)以后?ARM微處理器會執(zhí)行以下幾步操作? ?這些是中斷

發(fā)生時?自動處理的?

1、將下一條指令的地址存入相應(yīng)連接寄存器LR?以便程序在處理異常返回時能

從正確的位置重新開始執(zhí)行。若異常是從ARM狀態(tài)進入?LR寄存器中保存的是

下一條指令的地址?當前PC?4或PC?8?與異常的類型有關(guān)??若異常是從Thumb

狀態(tài)進入?則在LR寄存器中保存當前PC的偏移量?這樣?異常處理程序就不需

要確定異常是從何種狀態(tài)進入的。例如?在軟件中斷異常SWI?指令MOV PC?

R14_svc總是返回到下一條指令?不管SWI是在ARM狀態(tài)執(zhí)行?還是在Thumb

狀態(tài)執(zhí)行。 

2、將CPSR復(fù)制到相應(yīng)的SPSR中。 

3、根據(jù)異常類型?強制設(shè)置CPSR的運行模式位。 

4、強制PC從相關(guān)的異常向量地址取下一條指令執(zhí)行?從而跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的異常處

理程序處。 

還可以設(shè)置中斷禁止位?以禁止中斷發(fā)生。 

如果異常發(fā)生時?處理器處于Thumb狀態(tài)?則當異常向量地址加載入PC時?處

理器自動切換到ARM狀態(tài)

從異常返回 

異常處理完畢之后?ARM微處理器會執(zhí)行以下幾步操作從異常返回? 

1、將連接寄存器LR的值減去相應(yīng)的偏移量后送到PC中。 

2、將SPSR復(fù)制回CPSR中。 

3、若在進入異常處理時設(shè)置了中斷禁止位?要在此清除。 

可以認為應(yīng)用程序總是從復(fù)位異常處理程序開始執(zhí)行的?因此復(fù)位異常處理程序

不需要返回。

四?嵌入式系統(tǒng)實驗中用的硬件平臺是以S3C2410微處理器為核心的實驗系統(tǒng)?

其內(nèi)嵌JTAG? MMU?Cache?說明其含義與用途?

答?1. 用于燒寫FLASH ?用于調(diào)試程序 仿真器

2.在使用了虛擬存儲器的情況下?虛擬地址不是被直接送到內(nèi)存地址總線上?而

是送到內(nèi)存管理單元——MMU?就是把虛擬地址映射到物理地址?對內(nèi)存有分

頁管理功能?可以實現(xiàn)多個進程的內(nèi)存空間保護

3. Cache即高速緩存?在Cache中存放CPU常用的指令和數(shù)據(jù)?然后將這些數(shù)

據(jù)和指令以一定的算法和策略從主存中調(diào)入?使CPU可以不必等待主存數(shù)據(jù)而

保持高速操作。這樣就滿足了嵌入式系統(tǒng)實時、高效的要求

五?ARM微處理器有多達十幾種內(nèi)核結(jié)構(gòu)、幾十個芯片生產(chǎn)廠家以及千變?nèi)f化的

內(nèi)部功能配置組合?開發(fā)人員應(yīng)如何選擇?說出選擇微處理器時需要考慮的因

素。

答?作為核心芯片的微處理器?其自身的功能、性能、可靠性被寄予厚望? 應(yīng)

用領(lǐng)域范圍?比較常見的應(yīng)用領(lǐng)域分類有航天航空、通信、計算機、工業(yè)控制、

醫(yī)療系統(tǒng)、消費電子、汽車電子等。(2) 微處理器自帶什么樣的資源是選型的一

個重要考慮因素。芯片自帶資源越接近產(chǎn)品的需求?產(chǎn)品開發(fā)相對就越簡單。(3)

可擴展資源?芯片一般都有內(nèi)置RAM和ROM?但其容量一般都很小 硬件平臺

要支持OS、RAM和ROM?對資源的要求就比較高。這就要求芯片可擴展存儲

器。 (4)功 耗 ?低功耗的產(chǎn)品即節(jié)能又節(jié)財?甚至可以減少環(huán)境污染?因此低

功耗也成了芯片選型時的一個重要指標。(5)封 裝?常見的微處理器芯片封裝主

要有QFP、BGA兩大類型。BGA類型的封裝焊接比較麻煩?但BGA封裝的芯

片體積會小很多。如果產(chǎn)品對芯片體積要求不嚴格?選型時最好選擇QFP封裝。

 (6)芯片的可延續(xù)性及技術(shù)的可繼承性?產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度很快?所以在選型

時要考慮芯片的可升級性。 (7)價格及供貨保證?芯片的價格和供貨也是必須考

慮的因素。選型時盡量選擇有量產(chǎn)的芯片。(8)仿真器?選擇配套適合的仿真器?

將會給開發(fā)帶來許多便利。對于已經(jīng)有仿真器的人們?在選型過程中要考慮它是

否支持所選的芯片。 (9)OS及開發(fā)工具在選型芯片時必須考慮其對軟件的支持

情況? (10)技術(shù)支持?所以選芯片時最好選擇知名的半導體公司。另外?芯片

的成熟度取決于用戶的使用規(guī)模及使用情況。選擇市面上使用較廣的芯片?將會

有比較多的共享資源?給開發(fā)帶來許多便利.

六?比較C51單片機、

DSP、ARM處理器的異同?一般地?它們適用于哪些方面

的應(yīng)用。

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

 (2).所有說從運算能力上看?C51最弱?DSP最強?ARM居中。 

 (3).結(jié)構(gòu)差別較大?C51最簡單?是一般的馮諾伊曼結(jié)構(gòu)?ARM9以上是哈佛結(jié)

構(gòu)的RISC?DSP一般使用哈佛結(jié)構(gòu)。 

?4?.C51一般芯片面積非常小?工作頻率很低?一般是10多MHz?有的是

24MHz??所以功耗低。DSP則頻率很高(高的達到300MHz以上)?所以功耗大。

ARM芯片面積也很小?ARM7是0.55平方毫米?功耗也比較小。頻率大約在?幾

十到200MHz之間?

?5?.所以一般C51主要應(yīng)用于不需要太多計算量的控制類系統(tǒng)。一般配有豐富

的外圍module。DSP則主要應(yīng)用于需要進行復(fù)雜計算的高端系統(tǒng)?例如圖像處

理?加密解密?導航系統(tǒng)等?外圍module一般較少。ARM是C51和DSP之間

的一個折衷。 

?6?.強調(diào)一點?C51的性能遠不如ARM和DSP?但仍然占據(jù)重要的一席之地?

原因就是性能價格比。因為它太成熟了?太小了?太便宜了。而在一些需要復(fù)雜

計算的領(lǐng)域?DSP也不可或缺。ARM的成功就是他找到了一個折衷點?并且建

立了一個非常靈活的商業(yè)模型。 

?7?.現(xiàn)在高端產(chǎn)品的一個趨勢是ARM+DSP

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