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嵌入式系统导论复习题
一 填空
1、嵌入式系统通常是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，对功能、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
2、嵌入式系统的可靠性是嵌入式计算机的生命线。
3、嵌入式系统的基本结构一般可分为硬件和软件，硬件包括嵌入式核心芯片、存储器系统及外部接口，软件包括应用软件、编程接口、嵌入式操作系统和板升级支持包。
4、嵌入式处理器主要包括EMPU、EMCU、EDSP和ESOC。其中ESOC最大的特点是成功实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块。
5、目前使用的嵌入式操作系统有好几十种，最常用的是LINUX和WINCE。
6、嵌入式系统的系统级设计方法主要有先硬件后软件设计方法和软硬件协同设计的方法，其中针对单片机的开发是采用先硬件后软件的方法。
7、嵌入式软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件三类。
8、嵌入式处理器是嵌入式硬件系统的核心，其种类非常多，常见的有ARM处理器、MIPS处理器和PowerPC处理器。
9、TI公司的TMS320C2XXX系列的DSP可作为MCU进行使用。
10、标准的嵌入式系统架构有两大体系：RISC和CISC，其中RISC架构的处理器包括ARM、MIPS、PowerPC、ARC等，CISC架构为我们所熟知的是INTEL的X86架构、VIA架构和AMD架构。
11、ARM7系列微处理器为32位RISC处理器。
12、国产嵌入式处理器的代表芯片为方舟和龙芯系列处理器。
13、存储器有三个主要特性：速度、容量和价格。其中寄存器速度最快、价位最高、容量最小；主存用来存放将要参与运行的程序和数据；存取速度和容量介于寄存器和主存之间的为高速缓冲存储器cache。
14、按存储器的作用不同，可分为主存储器、辅助存储器和缓冲存储器，其中RAM和ROM属于主存储器。
15、RAM主要有SRAM和DRAM，常见的RAM容量扩展方法为字长扩展和字数扩展。 16、CPU和I/O接口之间通信的总线包括数据总线、控制总线和地址总线，其中数据总线是双向总线。
17、接口是两个部件之间的连接点或边界，通过接口把CPU和外设连接在一起，接口电路主要面向CPU和外设两个方面。
18、嵌入式系统中，I/O接口芯片寻址方式为：存储器映像法和I/O隔离法。 19、嵌入式处理器的复位电路是使处理器从起始地址开始执行指令。
20、串行通信有3种基本传送方式：单工、半双工和全双工。串行通信的两种类型为异步串行通信和同步串行通信。
21、串行接口RS系列标准有：RS-232，RS-422，RS-485。
22、蓝牙模块的无线通信频率为2.4GHZ以内，主要有3个部分组成：无线传输收发单元、基带处理单元以及数据传输接口。
23、I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。 24、嵌入式操作系统是嵌入式系统极为重要的组成部分，是嵌入式系统的灵魂，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、通信协议等。
25、典型的嵌入式操作系统包括VXWorks，windowsCE，LINUX，μC/OS-Ⅱ，QNX等，其中不是实时操作系统的为LINUX。
26、通常嵌入式实时操作系统可分为实时操作系统和非实时操作系统，而实时操作系统又可
划分为软实时和硬实时两种。
27、LINUX内核的配置系统由3部分组成，分别是Makefile，配置文件和配置工具。
28、在嵌入式开发过程中，需要在宿主机上建立交叉编译环境，并由宿主机提供BOOTP、TFTP和NFS服务。
29、搭建交叉编译环境的过程中，GCC是LINUX最重要的软件开发工具，是一组汇编工具的总称，其中提供系统调用和C语言函数库的是glibc，Binutils是用来构造和使用二进制的工具集。
30、Boot loader是系统加电后运行的第一段软件代码，几种常见的bootloader中，最通用的是UBOOT。
二 选择题
1、下列不是嵌入式系统的特点的是（ C ）
A.嵌入式系统需要专用开发工具和方法进行设计。
B.嵌入式系统是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 C.嵌入式系统使用的操作系统一般不是实时操作系统（RTOS），系统不具有实时约束。 D.嵌入式系统通常是面向特定任务的，而不同于一般通用PC计算平台，是“专用”的计 算机系统
2、每种嵌入式操作系统都有自身的特点以吸引相关用户，下列说法错误的是（ D ）。 A. 嵌入式Linux提供了完善的网络技术支持；
B. ?CLinux是专门为没有MMU的ARM芯片开发的； C. ?C/OS-Ⅱ操作系统是一种实时操作系统（RTOS）；
D. WinCE提供完全开放的源代码。
3、下列哪一项不属于嵌入式系统软件结构一般包含的四个层面。（ ） A. 嵌入式处理器
B. 实时操作系统（RTOS） C. 应用程序接口（API）层 D. 实际应用程序层
4、ARM指令集是（ B ）位的。 A. 16 B. 32 C. 8 D. 24
5、PC机开机的初始化工作一般由BIOS完成，而嵌入式系统的初始化工作一般由（A）完成。 A. Bootloader B. U-BOOT C.BSP D. 内核
6、采用RS232-C串行通信至少需要三根线，其中不包括（A ）。 A、电源线 B、地线 C、发送数据线 D、接收数据线 7、uClinux与标准Linux的最大区别在于（B）。
A. 实时性 B. 内存管理 C. 内核大小 D. 运行速度 8、LINUX下察看当前目录的命令是（）。 A. tar B. cd C. ls D. cp
9、下面哪种操作系统不属于商用操作系统。 (B)
A. windows xp B. Linux C. VxWorks D. WinCE 10、下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。
A. 内核精简 B. 专用性强 C. 功能强大 D. 高实时性 11、下面哪种嵌入式操作系统很少用在手机上。 (D) A. Symbian B. linux C. Win CE D. VxWorks 12、以下哪种方式不属于文件系统的格式 。 (B)
A. FAT B. DOS C. NTFS D. EXT
三 名词释义 USB-- EMCU-- RISC-- CISC-- FIFO-- UART-- SPI-- EOS-- RTOS-- BSP-- NFS-- DRAM-- SOC--
MTBF--平均无故障时间 DSP-- EPROM--
IP 互联网协议（Internet Protocol）
ISR 中断服务程序（Interrupt Service Routine） JTAG 联合测试行动组（Joint Test Action Group）；调试接口 IDE 集成开发环境（integrated development environment）
四 简答题
1、简述嵌入式系统的协同开发设计流程，并以流程图的形式表示出来？ 2、画出嵌入式系统存储器分类的金字塔图，并标出容量和速度关系变化？ 3、简述嵌入式操作系统的特点？
4、根据开发过程的时间先后，可以把基于Linux系统的嵌入式开发分为5个开发阶段，试描述出？
5、说明嵌入式操作系统的分类，并指出各类典型的操作系统？ 6、简述硬实时操作系统和软实时操作系统的区别？
7、根据嵌入式开发指令的复杂程度，试描述嵌入式处理器架构的分类，并指出各类典型的处理器架构？
8、bootloader的step1有哪些操作？ a．硬件的初始化
b．加载stage2到RAM中。
c．设置堆栈指针SP，为执行C语言代码做准备。 d．加载到stage2的C语言入口点。 9、bootloader的stage2有哪些操作？
初始化本阶段要用到的硬件设备。 检测系统的内存映射。 加载内核映像和根文件系统映像。 设置内核启动参数。 调用内核，即直接跳转到内核的第1条指令地址处执行。 10、简述Makefile和Make的功能？
Makefile是工程系统编译批处理文件。 Make是Makefile文件的解释器。
Make对Makefile文件解释后，生成Linux的shell命令和gcc编译命令，接着对命令执 行，最终生成目标文件。
11、基本的嵌入式Linux系统分为哪几个层次？
引 导加载程序bootloader。 Linux内核。 文件系统。 用户应用程序 12、列举出嵌入式系统常用的几种文件系统。
答：ROMFS、JFFS2、YAFFS、NFS、EXT2、RAMDISK、CRAMFS 13、嵌入式Linux与其他嵌入式操作系统相比具有如下优点？
开放源码、所需容量小、无须版权费用、成熟且稳定、良好的支援 14、交叉编译工具（链）主要包括什么？
对目标系统的编译器 gcc、目标系统的二进制工具binutils、目标系统的标准c库glibc、 目标系统的 Linux 内核头文件。
15、什么是BootLoader？主要有几种工作模式及主要功能是什么？
Bootloader就是操作系统内核运行的一段小程序，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。 分为启动加载模式和下载模式。
（1）启动加载（Boot laoding）模式又称为“自主”（Autonomous）模式，是指 Bootloader 从
目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到 RAM 中运行，整个过程并没有用户 的介入。
（2）在下载模式下，目标机上的 Bootloader 将先通过串口连接或网络连接等通信手段从
宿主机下载文件。
16、从底层硬件到上层应用软件，试分析嵌入式计算系统的组成主要分为哪几个部分，并写 出各部分所完成的功能。 (1)硬件层
(2)BSP（板级支持包Board Support Package）：将系统上层软件与底层硬件分离开来，使 系统的底层驱动程序与硬件无关，上层软件开发人员无需关心底层硬件的具体情况，根 据BSP 层提供的接口即可进行开发。
(3)RTOS（实时操作系统Real Time Operating System） (4)文件系统，GUI（图形用户界面 Graphical User Interface） (5)应用软件
五 分析题
1、从操作系统的角度看，boot loader的总目标就是正确的调用内核来执行，由于boot loader的实现依赖于CPU体系结构，因此大多数boot loader都分为step1和step2两大部分，试分析boot loader的执行步骤。
2、试分析Windows操作系统环境下，根据基于Linux嵌入式开发的交叉编译过程，并结合下图描述出基于虚拟机环境（结合VMware和cygwin）下的交叉开发（主机—目标机）工作流程。