嵌入式课后答案.doc

第一章

什么是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？

以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可裁减，从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统通常由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统、应用软件等几大部分组成。嵌入式处理器与通用处理器的最大不同点在其大多工作在为特定用户群设计的系统。外围设备包括：存储器、接口、人机交互。

嵌入式操作系统的特点：软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术和行业技术为一体；需要操作系统支持，代码小，执行速度快；专用紧凑，用途固定，成本敏感；可靠性要求高；多样性，应用广泛，种类繁多。

嵌入式处理器分为哪几类?

低端的微控制器(MicroConctrollerUnit,MCU)

中高端的嵌入式微处理器(EmbeddedMicroProcessorUnit,EMPU)

通信领域的DSP系统(DigitalSignalProcessor,DSP)

高度集成的片上系统(SystemonChip,SoC)

ARM英文原意是什么？它是个怎样的公司？其处理器有何特点？

ARM(AdvancedRISCMachines)公司是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商。ARM公司通过将其高性能、低功耗、低成本的RISC微处理器，外围和系统芯片设计技术转让给合作伙伴来生产各具特色的芯片。

ARM处理器的特点：小体积、低功耗、低成本而性能高。16/32位指令集。全球至多的合作伙伴。

什么是实时系统？它由哪些特征？如何分类？

实时系统是具有实时性且能支持实时控制系统工作的操作系统。其首要任务是调动一切可利用的资源来完成实时控制任务，其次才着眼于提高计算机系统的使用效率，其重要特点是能满足对时间的限制和要求。

实时性：实时系统所产生的结果在时间上有严格的要求，只有符合时间要求的结果才是正确的。

并行性：要求系统有并行处理能力，以便能同时相应来自不同端口的输入信号。

多路性：对多个不同的现场进行采集，以及对多个对象和多个执行实行控制。

独立性：每个用户向实时系统提出服务请求，相互间是独立的。在实时控制系统中对信号的采集和对象控制也是独立的。

可预测性：实时系统的实际行为必须处在一定的限度内，而这个限度由系统的定义获得。

可靠性：一方面指系统的正确性，另一方面指系统的健壮性，即使系统出现错误，仍然处于可预测状态，仍可以安全地带错运行和平缓降级它的性能。

分类：强实时系统(保质、保量、在限定时间内完成任务)、弱实时系统(没有限制完成时间)、一般实时系统(强和弱的折中)。

RTOS由几部分组成？它由哪些特点？与一般操作系统有何不同？

实时内核(主要实现任务管理，定时器管理，存储器管理、任务间通信与同步，中断管理等)、网络组件、文件系统、图形用户界面。

特点：支持异步事件的响应；中断和调度任务的优先级机制；支持抢占式调度；确定的任务切换时间和中断延迟时间；支持同步。

实时操作系统常用的任务调度算法有哪几种？

基于优先级的调度算法：非抢占式调度，抢占式调度

同一优先级的时间轮转调度算法(执行一段时间无论完成与否，处理器均转入下一个就绪的同一优先级任务)

单调速率调度算法(执行频率越高，其优先级越高)

用什么方法解决优先级反转问题？

优先级继承：设C为正占用着某项共享资源的进程P以及所有正在等待占用此项资源的进程集合；找出这个集合的优先级最高者P_h，其优先级为p’；把进程P的优先级设置成P成’。

优先级封顶：设C为所有可能竞争使用某项共享资源的进程的集合。事先为这个集合规定一个优先级上限p’，使得这个集合的所有优先级都小于p’；在创建保护该项资源的信号量或互斥量时，将P将’作为一个参数；每当有进程通过这个信号量或互斥量取得对共享资源的独占使用权时，就将此进程的优先级暂时提高到P’’，一直到释放该项资源时菜恢复对其原有的优先级。

第二章

嵌入式系统开发过程分为哪几个阶段？每个阶段的特点是什么？

需求分析阶段：对问题的识别和分析；制定规格说明文档；需求评审

特点：采用成熟、易于二次开发的系统易于节省时间，从而以最短时间面世。

设计阶段：数据流分析-划分任务-定义任务间接口

特点：DARTS的设计方法-是结构化设计的扩展，划分出任务，并提供定义任务间的接口机制，适合设计多个并发执行的任务。

生成代码阶段：代码编程-交叉编译和链接-交叉调试-测试(单元和集成测试)

特点：一般采用的方法是现在通用PC机上编程，然后通过交叉编译、链接，将程序做成目标平台上可以运行的二进制代码格式，最后将程序下载到目标平台上的特定位置，在目标板上启动这段二进制代码。

固化阶段：嵌入式应用软件完成以后，编译器要对源代码重新编译一次，以产生固化到目标坏境的可执行代码，再烧到环境目标环