季期末作業(yè)考核人工智能嵌入式系統(tǒng)

1、2014年春季 期末作業(yè)考核嵌入式系統(tǒng) 滿分100分一、判斷題（每題3分，共30分）1. 嵌入式系統(tǒng)一般具有實(shí)時(shí)約束，有時(shí)限要求，因此，嵌入式系統(tǒng)一般都采用分時(shí)操作系統(tǒng)。()2嵌入式系統(tǒng)本身具備自舉開(kāi)發(fā)能力，用戶可以直接在嵌入式設(shè)備上做開(kāi)發(fā)。（）3硬件資源是硬件設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)和調(diào)試硬件必備的工具，這些資源不包括示波器。()4嵌入式常用編程語(yǔ)言有匯編語(yǔ)言、c語(yǔ)言、c+語(yǔ)言以及java語(yǔ)言等。()5嵌入式 linux是以linux為基礎(chǔ)的嵌入式操作系統(tǒng)，它是一種開(kāi)放源代碼、軟實(shí)時(shí)、多任務(wù)的嵌入式操作系統(tǒng)。()6uclinux是面向支持mmu的處理器平臺(tái)設(shè)計(jì)的。（）7arm指令中的第二個(gè)操作數(shù)可以

2、是一個(gè)8位的立即數(shù)，也可以是一個(gè)任意的32位立即數(shù)。（）8當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，需要保護(hù)程序執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)，再進(jìn)行異常處理。其中，現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)包括返回地址和cpsr的值兩個(gè)方面的內(nèi)容。()9map用于定義一個(gè)結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表的首地址，可以用“*”代替。（）10space分配的內(nèi)存單元用0初始化，dcb分配的內(nèi)存用指定的值初始化。()二、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1. 什么是可編程片上系統(tǒng)（sopc）？答: sopc(system on programmable chip)即可編程的片上系統(tǒng)，或者說(shuō)是基于大規(guī)模fpga的單片系統(tǒng)。sopc技術(shù)是一門全新的綜合性電子設(shè)計(jì)技術(shù)，涉及面廣。 在二世紀(jì)九十年度末，可編程邏

3、輯器件（pld）的復(fù)雜度已經(jīng)能夠在單個(gè)可編程器件內(nèi)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)。完整的單芯片系統(tǒng)（soc）概念是指在一個(gè)芯片中實(shí)現(xiàn)用戶定義的系統(tǒng)，它通常暗指包括片內(nèi)存儲(chǔ)器和外設(shè)的微處理器。最初宣稱真正的soc或可編程單芯片系統(tǒng)（sopc）能夠提供基于pld的處理器。在2000年，altera發(fā)布了nios處理器，這是altera excalibur嵌入處理器計(jì)劃中第一個(gè)產(chǎn)品，它成為業(yè)界第一款為可編程邏輯優(yōu)化的可配置處理器。本文闡述開(kāi)發(fā)nios處理器設(shè)計(jì)環(huán)境的過(guò)程和涉及的決策，以及它如何演化為一種sopc工具。 sopc是基于fpga解決方案的soc，與asic的soc解決方案相比，sopc系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)技術(shù)具有

4、更多的特色，構(gòu)成sopc的方案也有如下多種途徑2. 什么是嵌入式交叉調(diào)試？交叉調(diào)試的方式有哪幾種？答：就是宿主機(jī)（一般是電腦）與目標(biāo)機(jī)（嵌入式系統(tǒng)）之間跨平臺(tái)進(jìn)行調(diào)試（一個(gè)是x86架構(gòu)處理器，一個(gè)是arm或其他嵌入式微處理器），這種跨平臺(tái)的調(diào)試就叫交叉調(diào)試。當(dāng)然，宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間存在某種通信方式，以太網(wǎng)通信或串口通信等。常用的調(diào)試方法有monitor方式和片上調(diào)試方式。3嵌入式arm linux系統(tǒng)的一般開(kāi)發(fā)步驟是什么？第一步、建立交叉編譯環(huán)境沒(méi)有交叉開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的讀者，可能一時(shí)很難接受這個(gè)概念。首先，要明白兩個(gè)概念：一般我們工作的機(jī)器，稱為開(kāi)發(fā)機(jī)、主機(jī)；我們制作好的系統(tǒng)將要放到某臺(tái)機(jī)器，如手機(jī)

5、或另一臺(tái)pc機(jī)，這臺(tái)機(jī)我們稱為目標(biāo)主機(jī)。我們一般開(kāi)發(fā)機(jī)上已經(jīng)有一套開(kāi)發(fā)工具，我們稱之為原生開(kāi)發(fā)套件，我們一般就是用它們來(lái)寫程序，那么，那什么又是交叉編譯環(huán)境呢？其實(shí)一點(diǎn)也不神秘，也就是在開(kāi)發(fā)機(jī)上再安裝一套開(kāi)發(fā)工具，這套開(kāi)發(fā)工具編譯出來(lái)的程序，如內(nèi)核、系統(tǒng)工作或者我們自己的程序，是放在目標(biāo)主機(jī)上運(yùn)行的。那么或許有初學(xué)者會(huì)問(wèn)，直接用原生開(kāi)發(fā)工具為目標(biāo)主機(jī)編譯程序不就完了？至少我當(dāng)初是這么想的。一般來(lái)說(shuō)，我們的開(kāi)發(fā)機(jī)都是x86 平臺(tái)，原生開(kāi)發(fā)套件開(kāi)發(fā)的工具，也針對(duì)x86 平臺(tái)，而我們的目標(biāo)主機(jī)可能是powerpc、ixp、mips所以，我們的交叉編譯環(huán)境是針對(duì)某一類具體平臺(tái)的。一般來(lái)講，交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境

6、需要二進(jìn)制工具程序、編譯器、c鏈接庫(kù)，嵌入式開(kāi)發(fā)常用的這三類軟件是：binutilsgccuclibc當(dāng)然，gnu包含的工具套件不僅于此，你還要以根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行選擇第二步、編譯內(nèi)核開(kāi)發(fā)工具是針對(duì)某一類硬件平臺(tái)，內(nèi)核同樣也是。這一步，我們需要用第一步中建立的工具，對(duì)內(nèi)核進(jìn)行編譯，對(duì)于有內(nèi)核編譯經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō)，這是非常簡(jiǎn)單的；第三步、建立根文件系統(tǒng)也就是建立我們平?？吹降腷in、dev、proc這一大堆目錄，以及一些必備的文件；另外，我們還需要為我們的目標(biāo)系統(tǒng)安裝一些常用的工具軟件，如ls、ifconfig當(dāng)然，一個(gè)辦法是找到這些工具的源代碼，用第一步建立的交叉編譯工具來(lái)編譯，但是這些軟件一是數(shù)

7、量多，二是某些體積較大，不適合嵌入式系統(tǒng)，這一步，我們一般都是用busybox來(lái)完成的，包括系統(tǒng)引導(dǎo)軟件init；最后，我們?yōu)橄到y(tǒng)還需要建立初始化的引導(dǎo)文件，如inittab4試舉例說(shuō)明ldr和str指令的前變址、后變址和回寫前變址3種變址模式。5從irq和fiq處理程序返回時(shí)，如何寫返回指令？簡(jiǎn)單說(shuō)，把要返回的地址移入pc中即可。說(shuō)復(fù)雜一點(diǎn)，這個(gè)輸入的地址在進(jìn)入中斷處理例程的時(shí)候，保存在lr中，所以一般的做法是做一個(gè)movs pc, lr即可實(shí)現(xiàn)。三、問(wèn)答及應(yīng)用題（每小題15分，共30分）1簡(jiǎn)述arm的cpsr各狀態(tài)位的作用，并說(shuō)明如何對(duì)其進(jìn)行操作，以改變各狀態(tài)位。答：cpsr可在任何運(yùn)行模

8、式下被訪問(wèn)，它包含條件碼標(biāo)志位、中斷禁止位、當(dāng)前處理器模式標(biāo)志位，以及其他一些相關(guān)的控制和狀態(tài)位。條件碼標(biāo)志位： n 當(dāng)用兩個(gè)補(bǔ)碼表示的帶符號(hào)數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，n=1表示運(yùn)算的結(jié)果為負(fù)數(shù)；n=0 表示運(yùn)算的結(jié)果為正數(shù)或零； z z=1 表示運(yùn)算的結(jié)果為零；z=0表示運(yùn)算的結(jié)果為非零； c 加法（包括比較指令cmn）運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)（無(wú)符號(hào)數(shù)溢出），c=1，否則c=0。 減法（包括比較指令cmp）運(yùn)算產(chǎn)生借位（無(wú)符號(hào)數(shù)溢出），c=0，否則c=1。 對(duì)于包含移位操作的非加/減運(yùn)算指令，c為移出值的最后一位。 v 對(duì)于加/減法運(yùn)算指令，當(dāng)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果為二進(jìn)制的補(bǔ)碼表示的帶符號(hào)數(shù)時(shí)，v=1表示符號(hào)位

9、溢出。 cpsr的低8位（包括i、f、t和m4：0）稱為控制位，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)這些位可以被改變。狀態(tài)寄存器（psr）中的其余位為保留位，當(dāng)改變psr中的條件碼標(biāo)志位或者控制位時(shí)，保留位不要被改變，在程序中也不要使用保留位來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。2假設(shè)已經(jīng)在c程序中定義了一個(gè)數(shù)組int fi100，數(shù)組元素初始值為0。試編寫一個(gè)arm匯編子程序fibonacci，實(shí)現(xiàn)將斐波拉契數(shù)列的前100項(xiàng)存入數(shù)組fi100中，其中前兩項(xiàng)為1和1，分別存入到fi0和fi1，其他項(xiàng)依次存入數(shù)組其余元素，數(shù)組的地址作為參數(shù)傳遞給匯編子程序。斐波拉契數(shù)列是形如：1，1，2，3，5，8，13，的數(shù)列。int max(int array)int max = array0 ;int i=0;for (i=0;imax)max = arrayi ;return max ; int main(void)int line, row ;int array= 1,5,-1,25,9,44,43,65,10,11110,343,765;/數(shù)組初始化int number = max(array);printf(最大的數(shù)是%dn,number) ;/數(shù)組l的f數(shù)列l(wèi)o