嵌入式系统原理及应用试卷.docVIP

一、 填空 (每空1 分，共 20 分) 1.嵌入式系统的组织架构是 嵌入式处理器 、 存储器等硬件 、 嵌入式系统软件 和 应用软件 所组成的。 2. ARM系统复位后，第一条执行的指令在__0x02_。 3.冯诺依曼体系结构的特点之一是系统内部 数据和指令 都存储在统一存储器中， 而哈佛结构则是 分开存储 。 4. ADD R0，R1，#3属于 立即 寻址方式。。 5 ARM指令集和Thumb指令集分别是 32 和 16 位的。 6.嵌入式软件结构一般分为 驱动层 、 OS层 、 中间件层 和 应用层 。 7.cache放置数据的常用地址变换算法有 直接 、 组相联 和 全相联 。 8.嵌入式系统中电源管理器最常见的工作方式是 工作 、 空闲 和 睡眠 二 简答 (每题5分，共 30 分) 1. 嵌入式处理器一般具有以下4个特点: （1）大量使用寄存器，对实时多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核的执行时间减少到最低限度。结构上采用RISC结构形式。----------1分 （2）具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断。----------1分 3）可扩展的处理器结构，最迅速地扩展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。支持ARM (32位) 和Thumb(16位)双指令集,兼容8位/16位器件。-----------1分 （4）小体积、低功耗、成本低、高性能，嵌入式处理器功耗很低，用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中,电池供电的嵌入式系统需要功耗只有mW甚至μW级。---2分 2. ARM处理器对异常中断的响应过程如下： 首先，将当前程序状态寄存器CPSR的内容保存到将要执行的异常中断对应的备用程序状态寄存器SPSR中，以实现对处理器当前状态、中断屏蔽位及各条件标志位的保存。各异常中断模式都有自己相应的物理SPSR寄存器。----2分 然后，将引起异常指令的下一条指令的地址保存到新的异常工作模式的R14即R14_mode中，使异常处理程序执行完后能正确返回原程序。---1分 最后，给程序计数器强制赋值，使程序在对应的矢量地址开始执行中断处理程序。一般矢量地址处将包含一条指向相应程序的转移指令，从而可跳转到相应的异常中断处理程序处执行异常中断处理程序。----2分 3. 什么是同步？什么是异步 与系列时间相关事件称为同步事件，驱动的任务为同步任务。---3分 随机发生的事件称为异步事件，驱动的任务为异步任务，如中断等。----2分 4简要叙述实时系统的评价指标？ 在实时系统中主要有三个指标来衡量系统的实时性，即响应时间（Response Time）、生存时间（Survival Time）、吞吐量（Throughput）。-----1分 响应时间（Response Time）：是计算机识别一个外部事件到作出响应的时间，在控制应用中它是最重要的指标，如果事件不能及时的处理，系统可能就会崩溃。----2分 生存时间（Survival Time）：是数据有效等待时间，在这段时间里数据是有效的。----1分 吞吐量（Throughput）：是在一给定时间内（秒），系统可以处理的事件总数。例如通讯控制器用每秒钟处理的字符数来表示吞吐量，吞吐量是平均响应时间的倒数。---1分 5.简要叙述非占先式调度法与占先式调度法？ 非占先式也称作合作型多任务（cooperative multitasking），各个任务彼此合作共享一个CPU。中断服务可以使一个高优先级的任务由挂起状态变为就绪状态。但中断服务以后控制权还是回到原来被中断了的那个任务，直到该任务主动放弃CPU的使用权时，那个高优先级的任务才能获得CPU的使用-----3分 当系统响应时间很重要时，要使用占先式内核。最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的控制权。即当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪态，当前任务的CPU使用权就被剥夺了，或者说被挂起了，那个高优先级的任务立刻得到了CPU的控制权。 使用占先式内核时，应用程序应使用可重入型函数，这样在被多个任务同时调用，而不必担心会破坏数据。-----2分 6. .简要叙述ARM处理器的7种运行模式？ ARM微处理器支持7种运行模式，分别为： 用户模式（USR）：ARM处理器正常程序执行的模式。 快速中断模式（ FIQ ）：用于高速数据传输或通道处理用于快速中断服务程序。当处