嵌入式期末復習

------------------------------------------------------------------------嵌入式期末復習

（1）簡述嵌入式系統(tǒng)的定義和特點

答：定義：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。

特點：專用性強、實時性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。

（2）簡述計算機系統(tǒng)的發(fā)展歷程

第一階段大致在20世紀70年代前后，可以看成是嵌入式系統(tǒng)的萌芽階段；

第二階段是以嵌入式微處理器為基礎，以簡單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)；

第三階段是以嵌入式操作系統(tǒng)為標志的嵌入式系統(tǒng)，也是嵌入式應用開始普及的階段；

第四階段是以基于Internet為標志的嵌入式系統(tǒng)，這是一個正在迅速發(fā)展的階段。

(1)ARM和S3C2410X有什么關系?

S3C2410是韓國三星公司生產(chǎn)的嵌入式處理器,它采用了ARM公司的ARM920T(即ARM9)內(nèi)核

（2）ARM7是多少位的RISC處理器？使用幾級流水線？采用什么樣的體系結構？支持MMU嗎？ARM7是32位RISC處理器，使用3級流水線，采用馮

?諾依曼體系結構,不支持MMU。（3）ARM9是多少位的RISC處理器？使用幾級流水線？采用什么樣的體系結構？支持MMU嗎？

ARM8是32位RISC處理器，使用5級流水線，采用哈佛體系結構，支持MMU。

(4)S3C2410X芯片有多少根地址線，多少根片選線(nGCS)，多少根數(shù)據(jù)線。S3C2410X芯片有27根地址線，8根片選線(nGCS)，32根數(shù)據(jù)線。

(5)s3c2410芯片內(nèi)部集成了哪些控制接口？S3C2410X芯片內(nèi)部集成了一個LCD控制器，SDRAM控制器，3個通道UART，4個通道DMA，4個具有PWM功能的計時器和一個內(nèi)部時鐘，8通道的10位ADC。

(6)ARM體系結構有哪幾種工作狀態(tài)？又有哪幾種運行模式？其中哪些為特權模式？哪些為異常模式？并指出處理器在什么情況下進入相應模式？

工作狀態(tài)：

第1種：ARM狀態(tài)。處理器執(zhí)行32位的字對齊的ARM指令。

第2種：Thumb狀態(tài)。處理器執(zhí)行16位的半字對齊的Thumb指令。

運行模式：

用戶模式(usr)

快速中斷模式(fiq)

外部中斷模式(irq)

管理模式(svc)

數(shù)據(jù)訪問中止模式(abt)

系統(tǒng)模式(sys)

未定義指令中止模式(und)

在這7種運行模式，除了用戶模式外，其他6種處理器模式都為特權模式。

在這6種特權模式中，除了系統(tǒng)模式外的其他5種特權模式又稱為異常模式。

用戶模式：非特權模式，也就是正常程序執(zhí)行的模式，大部分任務在這種模式下執(zhí)行。在用戶模式下，

如果沒異常發(fā)生，不允許應用程序自行切換果沒異常發(fā)生，不允許應用程序自行改變處理器的工作模式，如果有異常發(fā)生，處理器會自動切換工作模式。

快速中斷模式：支持高速數(shù)據(jù)傳輸和通道處理，當一個高優(yōu)(fast)中斷產(chǎn)生時將會進入這種模式。

外部中斷模式：也稱為普通中斷模式，當一個低優(yōu)先級中斷產(chǎn)生時將會進入這種模式。在這模式下按中斷的處理器方式又分為向量中斷和非向量中斷兩種。通常的中斷處理都在IRQ模式下進行。

管理模式：是一種操作系統(tǒng)保護模式，當復位或軟中斷指令執(zhí)行時處理器將進入這種模式。

數(shù)據(jù)訪問中止模式：當存取異常時將會進入這種模式，用來處理存儲器故障、實現(xiàn)虛擬存儲或存儲保護。

系統(tǒng)模式：使用和user模式相同寄存器組的特權模式，用來運行特權級的操作系統(tǒng)任務。

未定義指令中止模式：當執(zhí)行未定義指令時會進入這種模式，主要是用來處理未定義的指令陷阱，支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真，因為未定義指令多發(fā)生在對協(xié)處理器的操作上。

(7)ARM體系結構支持的數(shù)據(jù)類型？有多少寄存器？如何組織？

支持的數(shù)據(jù)類型：1.字節(jié)(byte)，各種處理器體系結構中，字節(jié)的長度均為8位。

2.半字(half-word)，在ARM體系結構中，半字的長度為16位。

3.字(word)，在ARM體系結構中，字的長度為32位。

ARM處理器共有37個寄存器，其中31個通用寄存器，6個狀態(tài)寄存器。

(8)S3C2410的存儲控制器如何對內(nèi)存空間進行管理？

S3C2410X存儲控制器為片外存儲器提供控制信號。它將系統(tǒng)的存儲空間分成8組(Bank),每組的大小為128MB,共1GB。

(9)分析程序狀態(tài)寄存器各位的功能描述，并說明C、Z、N、V在什么情況下進行置1和清0

狀態(tài)寄存器(PSR)的具體格式為

V—溢出標志位

對于加/減法運算指令，當操作數(shù)和運算結果為二進制補碼表示的帶符號數(shù)時，V=1表示符號位溢出，其它指令通常不影響V位。例如：兩個正數(shù)(最高位為0)相加，運算結果為一個負數(shù)(最高位為1)，則符號位溢出，相應V=1.

C--進位或借位標志位

對于加法指令（包括比較指令CMN），結果產(chǎn)生進位，則C＝1，表示無符號數(shù)運算發(fā)生上溢出，其他情況下C＝0；

在減法指令中（包括比較指令CMP），結果產(chǎn)生借位，則C＝0，表示無符號數(shù)運算發(fā)生下溢出，其他情況下C＝1；

對于包含移位操作的非加/減法運算指令，C中包含最后一次溢出位的數(shù)值；

對于其他非加/減法運算指令，C位的值通常不受影響。

Z--結果為0標志位

Z＝1表示運算結果是0，Z＝0表示運算結果不是零；

對于CMP指令，Z＝1表示進行比較的兩個數(shù)大小相等。

N--符號標志位

本位設置成當前指令運算結果的bit[31]的值。當兩個補碼表示有符號整數(shù)運算時，N＝1表示運算的結果為負數(shù)，N＝0

表示結果為正數(shù)或零。

(10)ARM指令可分為哪幾類？說出哪幾條指令是無條件執(zhí)行的。

ARM指令可分為：

數(shù)據(jù)處理指令，跳轉(zhuǎn)指令，程序狀態(tài)寄存器處理指令，加載/存儲指令，協(xié)處理器指令

，異常產(chǎn)生指令。

無條件執(zhí)行指令：BLX指令，BKPT指令(產(chǎn)生軟件斷點中斷)

(1)

make和Makefile之間的關系？

答：make是一種命令，是根據(jù)Makefile文件的規(guī)則決定如何編譯和連接程序或其他的動作。

(2)Makefile的普通變量與預定義變量有什么不同？預定義變量有哪些？它們分別表示什么意思？

答：普通變量：引用變量時，只需在變量前面加上$符；預定義變量：已經(jīng)定義好，直接引用即可。

預定義變量有：$@、$^、$<。$@：表示完整的目標文件名；$^：表示所有的依賴文件；$<：表示依賴文件列表中的第一個文件。

(3)GCC編譯器的常用參數(shù)有哪些？它們的功能分別是什么？

答：gcc編譯器的常用參數(shù)：-o，-I，-L，-E，-S，-c

功能：-o表示編譯成一個可執(zhí)行程序；-I表示指定頭文件目錄；-L表示指定庫文件目錄選項；-E表示對源代碼進行預編譯；-S表示編譯成匯編代碼；-c表示把.c文件轉(zhuǎn)換為以.o為擴展名的目標文件。

(1)簡述嵌入式開發(fā)環(huán)境的搭建過程

答：1、交叉編譯工具鏈的安裝；2、安裝配置TFTP服務；3、安裝配置NFS服務；4、C-Kermit的安裝配置；5、minicom的安裝配置；6、windows下超級終端的配置。

(2)

BootLoader的結構分兩部分，簡述各部分的功能？

答：兩部分：Stage1：用匯編語言編寫，主要進行設備的初始化；Stage2：用C語言編寫，增強程序的移植性和可讀性。

(2)

ARM常用的Bootloader程序有哪些？

答：U-Boot，Blob，RedBoot，vivi

(3)

簡述生成內(nèi)核映像文件zImage的步驟。

答：1、make

config

進入命令行；

2、make

menuconfig

內(nèi)核裁剪；

3、make

clean

清理以前已生成的目標文件；

4、make

dep

編譯變量的依賴關系；

5、make

zImage

生成內(nèi)核鏡像文件zImage。

(4)

BusyBox工具的功能是什么？

答：BusyBox工具用來精簡基本用戶命令和程序，它將數(shù)以百計的常用UNIX/Linux命令集成到一個可執(zhí)行文件中。

(5)簡述根文件系統(tǒng)的創(chuàng)建過程。

答：1、建立基本的目錄結構；

2、交叉編譯BusyBox；

3、創(chuàng)建配置文件；

4、利用cramfs工具創(chuàng)建根文件系統(tǒng)映像文件。

(1)

簡述驅(qū)動程序的主要功能。

答：1、對設備初始化和釋放；2、數(shù)據(jù)傳送；3、檢測和處理設備出現(xiàn)的錯誤。

(2)

簡述驅(qū)動程序的組成。

答：1、自動配置和初始化子程序；2、服務于I/O請求的子程序；3、中斷服務子程序。

(3)

簡述設備驅(qū)動程序與應用程序的區(qū)別。

答：1、設備驅(qū)動程序工作在內(nèi)核態(tài)下，而應用程序工作在用戶態(tài)下；2、設備驅(qū)動程序從module_init()開始，將初始化函數(shù)加入內(nèi)核初始化函數(shù)列表中，在內(nèi)核初始化時執(zhí)行驅(qū)動的初始化函數(shù)，從而完成驅(qū)動的初始化和注冊，之后驅(qū)動便停止工作，等待應用程序的調(diào)用；而應用程序從main()函數(shù)開始執(zhí)行。

3、應用程序可以和GLIBC庫連接，因此可以包含標準的頭文件；驅(qū)動程序不能使用標準的C庫，因此不能調(diào)用所有的C庫函數(shù)。

(4)簡述設備文件、驅(qū)動文件、主設備號和次設備號之間的關系。

答：驅(qū)動程序加載到內(nèi)核后有一個主設備號。在Linux內(nèi)核中，主設備號標識設備對應的驅(qū)動程序，告訴Linux內(nèi)核使用哪一個驅(qū)動程序為該設備(也就是/dev下的設備文件)服務，而次設備號則用來標識具體且唯一的某個設備。

(5)簡述字符設備驅(qū)動程序提供的常用入口點及各自的功能。

答：open入口點：對將要進行的I/O操作做好必要的準備工作，如清除緩沖區(qū)等。如果設備是獨占的，即同一時刻只能有一個程序訪問此設備，則open子程序必須設置一些標志以表示設備處于忙狀態(tài)。

close入口點：當設備操作結束時，需要調(diào)用close子程序關閉設備。獨占設備必須標記設備可再次使用。

read入口點：當從設備上讀取數(shù)據(jù)時，需要調(diào)用read子程序。

write入口點：向設備上寫數(shù)據(jù)時，需要調(diào)用write子程序。

ioctl入口點：主要用于對設備進行讀寫之外的其他操作，比如配置設備、進入或退出某種操作模式等，這些操作一般無法通過read或write子函數(shù)完成操作。

(1)關于嵌人式系統(tǒng)發(fā)展趨勢，描述不正確的是(A)A.產(chǎn)品性能不斷提高，功耗不斷增加B.體積不斷縮小C.網(wǎng)絡化、智能化程度不斷提高D.軟件成為影響價格的主要因素嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下幾方面：

1.產(chǎn)品種類不斷豐富，應用范圍不斷普及

2.產(chǎn)品性能不斷提高

3.產(chǎn)品功耗不斷降低，體積不斷縮小

4.網(wǎng)絡化、智能化程度不斷提高

5.軟件成為影響價格的主要因素

(2)嵌人式操作系統(tǒng)有很多，但(D)不是。A.LinuxB.WindowsCEC.V×Works D.WindowsXP常見的嵌入式操作系統(tǒng):

VxWorks，Windows

CE、uC/OS-II和嵌入式Linux。(3)V×Works是(A)于1983年開發(fā)的一種32位嵌人式實時操作系統(tǒng)。A.WindRiverB.MicrosoftC.JeanJ.LabrosseD.LinusTorvalds說明：VxWorks是美國WindRiver公司于1983年開發(fā)的一種32位嵌入式實時操作系統(tǒng)。(1)ARM公司主要依靠(D)獲得利潤。

A.生產(chǎn)芯片 B．銷售芯片 C.制定標準 D.出售芯片技術授權

(2)S3C2410X是(

C)公司生產(chǎn)的嵌人式處理器。

A.

AKM

B.Sony

C.

SamsungD.Motorola

(3)S3C2410X選用的內(nèi)核是(

A)公司設計的。

A.

ARM

B.

Sony

C.

SamsLing

D.Motorola

(4)S3C2410X采用的內(nèi)核是(B).

A.

ARM720T

B.

ARM920T

C.

ARM1020

D.

ARM9E

(5)S3C2410×芯片采用的封裝是(

B).

A.

DIP

B.BGA

C.QFP

D.PGA

(6)S3C2410X

是

(

C)位處理器。

A.

8

B.16C.32

D.64

(7)S3C2410X有(D)位通道的I/O口。

A.8

B.64

C.100D.117

(8)S3C2410X有(C)個外部中斷源。

A.

8

B.16

C.24D.32

(9)S3C2410X將系統(tǒng)的存儲空間分成(C

)

組

(bank).

A.

2

B.4

C.8D.166

(10)S3C2410×能管理的最大存儲空間是(B

)。

A.512MBB.1GB

C.2GB

D.4GB

(1)GCC軟件是(B

)

A.調(diào)試器B.編譯器C.文本編輯器D.連接器

(2)GDB軟件是(A)A.調(diào)試器B.編譯器C.文本編輯器D.連接器

(3)如果生成通用計算機上(系統(tǒng)是Linux操作系統(tǒng))能夠執(zhí)行的程序，則使用的C編譯是(C)

A.TC

B.VC

C.GCC

D.Arm-linu

X-gcc

(4)GCC用于指定頭文件目錄的選項是(D)

A.-oB.-L

C.-g

D.-I

(5)make有許多預定義變量，表示“目標完整名稱”的是(A

)

A.

$@

B.

$^

C.$<

D.$>

(1)

minicom

是

(

A)

A.串口通信工具B.圖像軟件C.操作系統(tǒng)D.遠程控制軟件

(2)vivi工程序分2個階段，第1階段是用(

C)語言編寫的。

A.C語言B.機器語言C.匯編語言D.Basic語言

(3)vivi工程序分2個階段，第2階段是用(A)語言編寫的。A.C語言B.機器語言C.匯編語言D.Basic語言

(4)內(nèi)核映像文件是(A

)

A.

zImage

B.

kernel

C.root.cramfs

D.Yaffs

(5)創(chuàng)建根文件系統(tǒng)映像文件使用的工具是(A

)A.BusyBox

B.cramls

C.Make

D.vi

(1)驅(qū)動程序的主要功能包括3個方面，但(B)不屬于。

A.對設備初始化和釋放B.控制應用程序

C.檢測和處理設備出現(xiàn)的錯誤D.數(shù)據(jù)傳送

(2)驅(qū)動程序主要由3部分組成，但(

D)不屬于。

A.自動配置和初始化子程序B.服務于I/0請求的子程序C.中斷服務子程序D.服務于CPU子程序

(3)字符設備提供給應用程序的人口點有很多，但(C

)不是。A.ioctl

B.read

C.main

D.open

(4)Linux系統(tǒng)通常將設備分為3類，但(

A)不屬于

A.輸人設備B.字符設備C.塊設備D.網(wǎng)絡設備

(5)Linux系統(tǒng)用(C)字母表示字符設備。

A.AB.BC.C

D.D

(6)設備文件包括了較多信息，但沒有包括(D).

A.設備類型B.主設備號C.次設備號D.驅(qū)動程序名稱(1)通?？梢詫⒂嬎銠C分為兩類，即通用計算機和__嵌入式計算機_______。(2)嵌人式系統(tǒng)硬件可分為__微處理器_、_外圍電路_和_外部設備__等3部分。(3)嵌人式系統(tǒng)軟件可分為板級支持包、_實時操控系統(tǒng)_、應用編程接口和應用程序等4部分(4)根據(jù)結構和功能特點不同，嵌人式處理器可分嵌入式處理器、微控制器和數(shù)字信號處理器等3類。(1)ARM微處理器目前包括_ARM7、ARM9_、ARM9E_、ARM10E__、ARM11__、等(2)RISC的意思是精簡指令集。(3)S3C2410x

是_Samsung_公司生產(chǎn)的嵌人式處理器，它采用了ARM公司的

內(nèi)核，芯片內(nèi)部還設計了__IIC____線，并集成了一些外圍設備控制電路。

(4)S3C2410x采用BGA封裝，主要解決因_顯卡布線_____帶來的問題。

(5)S3C2410x使用了兩組電壓供電，內(nèi)核采用__1.8_v___供電，存儲器和I/O采用__3.3v___供電(6)S3C2410x將系統(tǒng)的存儲空間分成___8___組(bank)，每組的大小為_128____MB，共___1___GB。

(7)UP-2410S實驗箱硬件使用的MCU是__s3c2410____；內(nèi)存是__64MB____；Flash是__64MB____。(1)Linux下，動態(tài)鏈接庫文件是以__.SO_結尾的，靜態(tài)鏈接庫文件是以__.a____結尾的。動態(tài)鏈接庫是在_程序運行過程中_____動態(tài)加載的，靜態(tài)鏈接庫是在編譯過程中靜態(tài)加載的。

(2)GCC指定庫文件目錄選項的字母是__L____。指定頭文件目錄選項的字母_I_____。指定輸出文件名選項的字母是__O____(3)為了方便文件的編輯，在編輯Makefile時，可以使用變量。引用變量時，只需在變量前面加上__$____符。

(4)Makefile文件預定定義變量有很多，列舉3個預定定義變量：__$@____，__$_∧__和_$<_____。

(5)Makefile文件預定定義變量“$@”表示_目標文件的完整名稱_____，“$^”表示_所有不重復的依賴文件，以空格隔開_____，“$<”表示_第一個依賴文件的名稱_____。(1)當宿主機使用Linux操作系統(tǒng)的minicom操作實驗箱時，宿主機和實驗箱之間是利用__串____口來傳輸數(shù)據(jù)。(2)配置minicom時，一般參數(shù)為波特率__115200____，數(shù)據(jù)位__8____位，停止位___1___位，奇偶校驗位__無____，軟硬件控制流為___無___。

(3)對嵌人式系統(tǒng)Flash存儲器燒寫可以通過__編程口____、__串口____和__網(wǎng)絡接口____和等不同方式。

(4)在構建一個嵌人式系統(tǒng)，最先被燒寫到Flash存儲器中的軟件是Bootload_。

(5)JTAG仿真器有兩種功能，即__程序仿真調(diào)試____和_程序燒寫_____。

(6)嵌人式Linux的內(nèi)核映像文件是zImage_，根映像文件是_root.cramfs_____。

(7)大多數(shù)Bootloader程序包括兩種不同的操作模式，即_啟動加載模式_____和___下載___模式。

(8)Bootloader程序有stagel和stage2，它們分別是用__匯編語言____和____C__語言來編寫的。

(9)流行的LinuxBootloader有_U-Boot_____、_Blob__和_ARMBoot_____。

(10)在嵌人式Linux系統(tǒng)中，創(chuàng)建根文件系統(tǒng)的工具是__BusyBox____。

(11)開始操作實驗箱，當出現(xiàn)提示PressReturnstarttheLINUXnow，anyotherkeyforvivi時，按Enter鍵，則進入vivi的_啟動加載_____模式。(1)驅(qū)動程序運行在_內(nèi)核態(tài)_____，應用程序運行在用戶態(tài)。

(2)

Linux系統(tǒng)的設備一般分為三類，即_字符設備_____、__塊設備____和網(wǎng)絡設備。

(3)在Linu“系統(tǒng)中，設備號包括兩部分，即_主設備號_____和次設備號設備號。

(4)Linux驅(qū)動程序的編譯方法有兩種，即_靜態(tài)編譯__和_動態(tài)編譯_____。

(5)Linux系統(tǒng)中，用于加載模塊化驅(qū)動程序的命令是__insmod____。4.程序題

(1)

分析下列每條語句，并說明程序?qū)崿F(xiàn)的功能。

CMP

R0,

#0

//判斷R0是否等于0

MOVEQ

R1,

#0

//當R0等于0，則R1等于0

MOVGT

R1,#1

//當R0為正數(shù)時，則R1等于1

此功能碼段可以判別R0中的值為正數(shù)還是0。

(2)

寫一條ARM指令，分別完成下列操作。

R0

=

16

MOV

RO,

#16

R0

=

R1

/

16

MOV

RO,R1,LSR#4

R1

=

R2

*

4

ADD

R1,R2.R2.LSL#1

R0

=

-

R0

RSB

RO,RO,#0

(3)

寫出實現(xiàn)下列操作的ARM指令。

當Z=1時，將存儲器地址為R1的字數(shù)據(jù)讀入寄存器R0。

MOVEQ

R0,

[R1]

當Z=1時，將存儲器地址為R1+R2的字數(shù)據(jù)讀入寄存器R0。

LDREQ

R0,

[R1,R2]

將存儲器地址為R1-4的字數(shù)據(jù)讀入寄存器R0。

LDR

R0,[R1,#-4]

將存儲器地址為R1+R6的字數(shù)據(jù)讀入寄存器R0，并將新地址R1＋R6

寫入R1。LDR

R0,[R1,R6]!

(4)

寫出下列指令所實現(xiàn)的操作。

LDR

R2

,[R3,＃-2]！

將存儲器地址為R3-2的字數(shù)據(jù)讀入R2，并將地址R3-2寫入R3

LDR

R0

,[R0],R1

將存儲器地址為R0的字數(shù)據(jù)讀入R0，并將地址R0+R1寫入R0

LDR

R1

,[R0,R2,LSL

#2]!

將存儲器地址為R0+R2*4的字數(shù)據(jù)讀入R1，并將地址R0+R2*4寫入R0

STRB

R1

，[R2，#0xB0]

R0的低8位存入存儲器地址為

R2+0xB0字節(jié)中

LDMIA

R0

，{R1，R2，R8}

將內(nèi)存單元R0所指向的地址單元以字為單位遞減方式讀取到R1，R2，R8

中，低地址編號的字數(shù)據(jù)內(nèi)存單元對應低編號寄存器

STMDB

R0！，