嵌入式系統(tǒng)原理與設計考試答案

1、什么是嵌入式系統(tǒng)？以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。2、嵌入式微處理器一般就具備那些特點？

（1）対實時多任務有很強的支持能力

（2）具有功能很強的存儲區(qū)保護功能

（3）具有可擴展的處理器結構

（4）嵌入式微處理器功耗很低3、什么是中間層？

介于硬件層和軟件層之間，將硬件的細節(jié)進行屏蔽，便于操作系統(tǒng)調用，因此成為中間層，又稱硬件抽象層或板級支持包。4、簡述馮諾依曼體系結構和哈佛體系結構的定義與不同。

馮.諾依曼體系結構又稱普林斯頓體系結構，是一種將程序指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合并在一起的存儲器結構。處理器經(jīng)由同一總線輸出來訪問程序和數(shù)據(jù)存儲器，程序和數(shù)據(jù)寬度相同。

哈佛體系結構是一種將程序指令存儲和數(shù)據(jù)存儲分開的存儲結構，目的是為了減輕程序運行時的訪存瓶頸。哈佛結構的微處理器通常具有較高的執(zhí)行效率。5嵌入式處理器按體系結構分為那幾類，分別簡答介紹？

馮。諾依曼體系結構和哈佛體系結構。6.嵌入式處理器按指令類型可以分為哪幾類？分別簡要介紹。

復雜指令集（CISC）處理器和精簡指令集（RISC）處理器

CISC：微處理器除向程序員提供類似各種寄存器和機器指令的功能外，還通過預存于制度存儲器（ROM）中的微程序來實現(xiàn)及其強的功能，處理器在分析每一條指令之后執(zhí)行一系列初級指令運算來完成所需功能。這種設計形式被稱為CISC結構

特點：（1）指令格式不固定，指令長度不一致，操作數(shù)可多可少

（2）尋址方式復雜多樣，以利于程序編寫

（3）采用微程序結構，執(zhí)行每條指令均需一個微指令序列

（4）每條指令需要若干個機器周期才能完成，指令越復雜，花費IE機器周期越多。

RISC：指令系統(tǒng)中應當只包含哪些使用頻率很高的少量指令，并提供一些必要的指令以支持操作系統(tǒng)和高級語言。

特點：（1）指令數(shù)目少，在通道中只包含最有用的指令

（2）執(zhí)行時間短，確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令

（3）使CPU硬件結構設計更為簡單

（4）每條指令都采用標準字長。7.嵌入式軟件體系結構有哪幾種類型，優(yōu)缺點如何？

4種，分別是輪轉結構、帶中斷的輪轉結構、函數(shù)隊列調度結構和實時操作系統(tǒng)結構。輪轉結構：優(yōu)點：結構簡單，沒有中斷，沒有共享數(shù)據(jù)，無需考慮延遲時間。缺點：（1）如果一個設備需要比微處理器在最壞情況下完成一個循環(huán)的時間更短的響應時間，那么這個系統(tǒng)將無法工作。（2）即使所要求的響應時間不是絕對的截止時間，當有冗長的處理時系統(tǒng)也會工作得不好。（3）這種結構很脆弱。帶中斷的輪轉結構：優(yōu)點：可對優(yōu)先級進行更多的控制，中斷程序可以獲得很快的響應。缺點：所有任務代碼以同樣的優(yōu)先級來執(zhí)行。函數(shù)隊列調度結構：優(yōu)點：沒有規(guī)定main必須按照中斷程序的發(fā)生順序來調用函數(shù)，main可以根據(jù)任何可以達到目標的優(yōu)先級方案來調用函數(shù)，這樣任何需要更快響應的任務代碼都有可以被更早執(zhí)行。缺點：代碼復雜，具有較低優(yōu)先級任務代碼的函數(shù)可能會有更差的響應。實時操作系統(tǒng)結構：優(yōu)點：（1）中斷程序和任務代碼之間的信息交互是通過消息事件來發(fā)送給實時操作系統(tǒng)處理器的，而并不需要使用共享變量來達到這個目標。（2）在代碼中并沒有用循環(huán)來決定下一步要做什么。（3）實時操作系統(tǒng)可以根據(jù)任務執(zhí)行的緊迫程度將任務進行優(yōu)先級分配，實時操作系統(tǒng)可以將一個正在執(zhí)行的低級任務程序掛起，以便運行另一個高優(yōu)先級任務程序。缺點：操作系統(tǒng)本身需要一定的處理時間，如果以犧牲少許吞吐量為代價的話，系統(tǒng)是可以獲得好一點的響應性能的。8.通用處理器與嵌入式處理器有哪些相同和不同的地方？通用處理器屬于復雜指令集計算機（CISC）體系結構，如Intel的Pentium和AMD的Athlon處理器。嵌入式處理器都是精簡指令集計算機（RISC）體系。其中ARM處理器占了很大一部分市場份額，主要包括如下幾個系列：ARM7、ARM9、ARM10、ARM11、XScale。CISC和RISC是CPU指令集的兩種架構。其中，RISC充分發(fā)掘并運用了80/20法則（CISC指令集中只有大約20%的指令被反復使用），要求指令規(guī)整、對稱和簡單，在并行處理性能上明顯優(yōu)于CISC，可以使處理器流水線高效地執(zhí)行，使編譯器更易于生成優(yōu)化代碼。9.嵌入式操作系統(tǒng)有哪些特點，怎樣選擇嵌入式操作系統(tǒng)？嵌入式系統(tǒng)特性：功能特定性、規(guī)?？勺冃浴崟r性與穩(wěn)定性嵌入式系統(tǒng)的其他特性：系統(tǒng)內核小、專用性強、系統(tǒng)精簡、高實時性多任務操作系統(tǒng)、具有專門的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境。選擇操作系統(tǒng)時，可以遵循以下原則：（1）市場進入時間（2）可移植性（3）