发布时间 : 星期三 文章嵌入式Linux应用程序开发期末考试题库及答案更新完毕开始阅读3dcd4929f01dc281e53af088
1. 国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？
答：国内嵌入式行业一个普遍认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗严格要求的专业计算机系统。 从这个定义可以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的剪裁利用。因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专业计算机系统。 2．嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。
答：从20世纪70年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了30多年的发展历史。
嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。Intel公司1971年开发出第一片具有4位总线结构的微处理器4004，可以说是嵌入式系统的萌芽阶段。80年代初的8051是单片机历史上值得纪念的一页。20世纪80年代早期，出现了商业级的“实时操作系统内核”，在实时内核下编写应用软件可以使新产品的沿着更快，更节省资金。20世纪90年代实时内核发展为实时多任务操作系统。步入21世纪以来，嵌入式系统得到了极大的发展。在硬件上，MCU的性能得到了极大的提升，特别是ARM技术的出现与完善，为嵌入式操作系统提供了功能强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个崭新的阶段。
3．当前最常用的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。 答：主要有嵌入式Linux和嵌入式实时操作内核uC/OS-II
嵌入式Linux操作系统是针对嵌入式微控制器的特点而量身定做的一种Linux操作系统，包括常用的嵌入式通信协议和常用驱动，支持多种文件系统。主要有以下特点：源码开放，易于移植，内核小，功能强大，运行稳定，效率高等。 uC/OS是源码工卡的实时嵌入式系统内核，主要有以下特点：源码公开，可移植性强，可固化，可剪裁，占先式，多任务，可确定性，提供系统服务等。 4．举例说明嵌入式设备在工控设备中的应用。 答：由于工业控制系统特别强调可靠性和实时性，“量身定做”的嵌入式控制系统恰能满足工业控制的需求。例如：工业过程控制，数字控制机床，电网设备监测，电力自动控制系统，石油化工监控等。
5．嵌入式技术的发展趋势有哪些？
答：未来嵌入式系统的发展趋势有：1.随着信息化与数字化的发展，嵌入式设备进行网络互联是未来发展的趋势。2.优化嵌入式系统软硬件内核，提高系统运行速度，降低功耗和硬件成本。3.指令集的并行计算技术将引入嵌入式微处理器。4.嵌入式微处理器将会向多核技术发展。5.嵌入式技术将引领信息时代。 第2章 ARM技术与ARM体系结构 1.简述ARM处理器内核调试结构原理 答：ARM处理器一般都带有嵌入式追踪宏单元ETM（Embedded Trace Macro），它是ARM公司自己推出的调试工具。ARM处理器都支持基于JTAG（Joint Test Action Group 联合测试行动小组）的调试方法。它利用芯片内部的Embedded ICE来控制ARM内核操作，可完成单步调试和断点调试等操作。当CPU处理单步执行完毕或到达断点处时，就可以在宿主机端查看处理器现场数据，但是它不能在CPU运行过程中对实时数据进行仿真。
3. ARM处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，
并指出处
理器在什么情况下进入相应的模式。 答：ARM技术的设计者将ARM处理器在应用中可能产生的状态进行了分类，并针对同一类型的异常状态设定了一个固定的入口点，当异常产生时，程序会自动跳转到对应异常入口处进行异常服务。 1．用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下
执行。在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器会自动切换工作模式
2．FIQ模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式。
3．IRQ模式：也称为普通中断模式，:当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入
这种模式。在这模式下按中断的处理器方式又分为向量中断和非向量中断两种。通常的中断处理都在IRQ模式下进行。
4．SVC模式：称之为管理模式，它是一种操作系统保护模式。当复位或软中断指
令执行时处理器将进入这种模式。
5．中止模式：当存取异常时将会进入这种模式，用来处理存储器故障、实现虚拟存储或存储保护。
6．未定义指令异常模式：当执行未定义指令时会进入这种模式，主要是用来处理未
定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真，因为未定义指令多发生在对协处理器的操作上。
7．系统模式：使用和User模式相同寄存器组的特权模式，用来运行特权级的操作系统任务。
在这7种工作模式中，除了用户模式以外，其他6种处理器模式可以称为特权模式，
在这些模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意地进行处理器模式的切 换。
在这6种特权模式中，除了系统模式外的其他5种特权模式又称为异常模式，每种
异常都对应有自己的异常处理入口点。 名词解析，20分，5题
RISC （reduced instruction set computer，精简指令集计算机）是一种执行较少类型计算机
指令的微处理器，起源于80 年代的MIPS主机（即RISC 机），RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。
RTOS 实时操作系统（Real-time operating system）实时系统能够在指定或者确定的时间内
完成系统功能和外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。
Kernel 内核 操作系统内核操作系统内核是指大多数操作系统的核心部分。它由操作系统
中用于管理存储器、文件、外设和系统资源的那些部分组成。
CISC:：Complex Instruction Set Computer 复杂指令系统计算机
ISR：Interrupt Service Routines 中断服务程序
IP 是英文Internet Protocol（网络之间互连的协议）的缩写，中文简称为“网协”，也就是
为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。 Non-preemptive 非抢占式
JTAG 是英文“Joint Test Action Group（联合测试行为组织）”的词头字母的简写，该组织 成立于1985 年，是由几家主要的电子制造商发起制订的PCB 和IC 测试标准。 Scheduler：调度程序,日程安排程序
IDE： Integrated Development Environment 集成开发环境 简答题30分，5题
1. 从底层硬件到上层应用软件，试分析嵌入式计算机系统的组成主要成分分为哪几个部分，并写出各部分所完成的功能。
答：⑴硬件层；⑵中间层（ 嵌入式系统初始化，硬件相关的驱动程序）；⑶软件层（操作系统、文件系统、GUI，网络及通用组件）；⑷功能层。 2. BootLoader在嵌入式系统中主要起什么作用？完成哪些主要的工作？
答：Boot Loader是操作系统内核运行的一段小程序，负责整个系统的移植和引导加载任务。主要完成进行初始化系统硬件设置的任务，包括CPU,SDRRAM,Flash,串口等初始化，时钟的设置，存储器的映射等，还要设置堆栈指针，创建内核需要的信息等工作，最后是调用操作系统内核。（书本P151）
3. ARM核中什么寄存器用于存储PC?R13通常用来存储什么？R14通常用来存储什么？
答：R15用于程序计数寄存器PC，R13通常用来做堆栈指针寄存器，R14通常用来做链接寄存器，保存函数调用的返回地址 4. 嵌入式开发环境主要包括哪些组件？
答：嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括：宿主机；目标机（评估电路板）；基于JTAG的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE；运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境；嵌入式操作系统。
5. 试写抢占式和非抢占式的区别。
答：执行的过程中对中断处理方式不一样，抢先式：某一中断执行完成后，如果有更高优先级的任务处于就绪状态，将执行更高优先级任务，而非抢占式不一样，一个任务只有主动放弃CPU的控制权，其他任务才能够获得CPU的控制权。
6. 根据嵌入式系统的特点，写出嵌入式系统的定义。
答：以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁减、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
7. ARM处理器有几种工作模式？并做说明每种工作模式的含义。 答：ARM处理器有7种工作模式：
用户模式（USR）---正常程序执行的模式
快速中断模式（FIQ）---FIQ异常响应时进入此模式，用于高速数据传输或紧急事件的处理，以及需要快速中断服务程序的场合。
外部中断模式（IRQ）---IRQ异常响应时进入此模式，用于通用的中断处理场合。 管理模式（SVC）---操作系统使用的保护模式，用于软件中断和系统重新启动。 中止模式（ABT）---用于虚拟存储及存储保护
系统模式（SYS）---运行具有特权的操作系统任务，与用户模式共用寄存器。 未定义模式（UND）---用于处理没有定义的指令。 除了用户模式外，其他模式均可视为特权模式
8. 试说明现代计算机系统中存储器系统是如何分层的？有什么好处？
答：微机中的存储器子系统一般分为四级，即：寄存器组、高速缓存、内存和外存。
第一级寄存器组位于微处理器的内部，速度最快，但数目较少；
第二级高速缓存Cache是为了解决CPU与主存之间不匹配问题而设置的，其性能是速度快、容量小。
第三级内部存储器（即主存）容量大、速度较慢（相对于Cache），通常用于存放运行的程序和数据。
第四级外部存储器容量巨大，可读可写，单位存储成本最低，且可以脱机保存信息。
现代微机把这些不同容量、不同速度的存储器按一定的体系结构组织起来，形成一个统一的存储系统，主要是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。
1下列哪一项不是嵌入式操作系统的特点 D
A、占有资源少 B、低成本 C、高可靠性 D、交互性
2下列哪一项不是嵌入式系统的基本要素 C A、嵌入性 B、专用性 C、通用性 D、计算机系统
3现阶段嵌入式系统发展的主要标志为 D A、以单芯片为核心的可编程控制器
B、以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心 C、嵌入式操作系统 D、Internet
4下面哪项不是嵌入式系统的特点 D A、面向特定应用