嵌入式習(xí)題答案1

1、《嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)》課后習(xí)題參考答案課后習(xí)題參考答案第一章第一章1.1.什么是嵌入式系統(tǒng)？它由哪幾部分組成？有何特點？什么是嵌入式系統(tǒng)？它由哪幾部分組成？有何特點？以應(yīng)用為中心，計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減，從而能夠適應(yīng)實際應(yīng)用中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)通常由嵌入式處理器、外圍設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等幾大部分組成。嵌入式處理器與通用處理器的最大不同點在其大多工作在為特定用戶群設(shè)

2、計的系統(tǒng)。外圍設(shè)備包括：存儲器、接口、人機交互。嵌入式操作系統(tǒng)的特點：軟硬件一體化，集計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和行業(yè)技術(shù)為一體；需要操作系統(tǒng)支持，代碼小，執(zhí)行速度快；專用緊湊，用途固定，成本敏感；可靠性要求高；多樣性，應(yīng)用廣泛，種類繁多。2.2.嵌入式處理器分為哪幾類嵌入式處理器分為哪幾類低端的微控制器(MicroConctrollerUnitMCU)中高端的嵌入式微處理器(EmbeddedMicroProcessUnitEMPU)通信領(lǐng)

3、域的DSP系統(tǒng)(DigitalSignalProcessDSP)高度集成的片上系統(tǒng)(SystemonChipSoC)3.3.ARMARM英文原意是什么？它是個怎樣的公司？其處理器有何特點？英文原意是什么？它是個怎樣的公司？其處理器有何特點？ARM(AdvancedRISCMachines)公司是全球領(lǐng)先的1632位RISC微處理器知識產(chǎn)權(quán)設(shè)計供應(yīng)商。ARM公司通過將其高性能、低功耗、低成本的RISC微處理器，外圍和系統(tǒng)芯片設(shè)計技術(shù)轉(zhuǎn)讓給

4、合作伙伴來生產(chǎn)各具特色的芯片。ARM處理器的特點：小體積、低功耗、低成本而性能高。1632位指令集。全球至多的合作伙伴。4.4.什么是實時系統(tǒng)？它由哪些特征？如何分類？什么是實時系統(tǒng)？它由哪些特征？如何分類？實時系統(tǒng)是具有實時性且能支持實時控制系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)。其首要任務(wù)是調(diào)動一切可利用的資源來完成實時控制任務(wù)，其次才著眼于提高計算機系統(tǒng)的使用效率，其重要特點是能滿足對時間的限制和要求。實時性：實時系統(tǒng)所產(chǎn)生的結(jié)果在時間上有嚴(yán)格的要求

5、，只有符合時間要求的結(jié)果才是正確的。并行性：要求系統(tǒng)有并行處理能力，以便能同時相應(yīng)來自不同端口的輸入信號。多路性：對多個不同的現(xiàn)場進(jìn)行采集，以及對多個對象和多個執(zhí)行實行控制。獨立性：每個用戶向?qū)崟r系統(tǒng)提出服務(wù)請求，相互間是獨立的。在實時控制系統(tǒng)中對信號的采集和對象控制也是獨立的?？深A(yù)測性：實時系統(tǒng)的實際行為必須處在一定的限度內(nèi)，而這個限度由系統(tǒng)的定義獲得?？煽啃裕阂环矫嬷赶到y(tǒng)的正確性，另一方面指系統(tǒng)的健壯性，即使系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤，仍然處于可

6、預(yù)測狀態(tài)，仍可以安全地帶錯運行和平緩降級它的性能。分類：強實時系統(tǒng)(保質(zhì)、保量、在限定時間內(nèi)完成任務(wù))、弱實時系統(tǒng)(沒有限制完成時間)、一般實時系統(tǒng)(強和弱的折中)。5.5.RTOSRTOS由幾部分組成？它由哪些特點？與一般操作系統(tǒng)有何不同？由幾部分組成？它由哪些特點？與一般操作系統(tǒng)有何不同？實時內(nèi)核(主要實現(xiàn)任務(wù)管理，定時器管理，存儲器管理、任務(wù)間通信與同步，中斷管理等)、網(wǎng)絡(luò)組件、文件系統(tǒng)、圖形用戶界面。特點：支持異步事件的響應(yīng)；中

7、斷和調(diào)度任務(wù)的優(yōu)先級機制；支持搶占式調(diào)度；確定的任務(wù)切換時間和中斷延遲時間；支持同步。6.6.實時操作系統(tǒng)常用的任務(wù)調(diào)度算法有哪幾種？實時操作系統(tǒng)常用的任務(wù)調(diào)度算法有哪幾種？基于優(yōu)先級的調(diào)度算法：非搶占式調(diào)度，搶占式調(diào)度板級支持包(BoardSupptPackage)是操作系統(tǒng)與目標(biāo)應(yīng)用硬件環(huán)境的中間接口，它是軟件包中具有平臺依賴性的那一部分。功能：在系統(tǒng)啟動時，對硬件進(jìn)行初始化；為驅(qū)動程序提供訪問硬件的手段。工作：在系統(tǒng)啟動時，對硬件

8、進(jìn)行初始化進(jìn)行：(1)將系統(tǒng)代碼定位到CPU將要執(zhí)行的內(nèi)存入口處，比便硬件初始化完畢后CPU能夠執(zhí)行系統(tǒng)代碼(2)根據(jù)不同CPU在啟動時的硬件規(guī)定，BSP要負(fù)責(zé)將CPU設(shè)置為特定狀態(tài)。(3)對內(nèi)存進(jìn)行初始化，根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)存配置將系統(tǒng)的內(nèi)存劃分為代碼、數(shù)據(jù)、堆棧等不同的區(qū)域。(4)如果有特殊的啟動代碼，BSP要將控制權(quán)移交給啟動代碼。(5)如果應(yīng)用軟件中包含一個嵌入式操作系統(tǒng)，BSP要負(fù)責(zé)將操作系統(tǒng)需要的模塊加載到內(nèi)存中。(6)如果應(yīng)用軟

9、件中包含一個嵌入式操作系統(tǒng)，BSP還要在操作系統(tǒng)初始化之前，將硬件設(shè)置為靜止?fàn)顟B(tài)，以免造成操作系統(tǒng)初始化失敗。為驅(qū)動程序提供訪問硬件的手段進(jìn)行：(1)將驅(qū)動程序提供的ISR(中斷服務(wù)程序)掛載到中斷向量表上。(2)創(chuàng)建驅(qū)動程序初始化所需要的設(shè)備對象，BSP將硬件設(shè)備描述為一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。(3)為驅(qū)動程序提供訪問硬件設(shè)備寄存器的函數(shù)。(4)為驅(qū)動程序提供可重用性措施。只要不同的硬件系統(tǒng)BSP提供的接口相同，驅(qū)動程序就可在不同的硬件系統(tǒng)上運行

10、。第四章1.1.ARM7ARM7和ARM9ARM9在流水線方面有何不同？在流水線方面有何不同？ARM7處理器核使用了典型三級流水線的馮諾伊曼結(jié)構(gòu)，ARM9系列則采用了基于五級流水線的哈佛結(jié)構(gòu)。通過增加流水線級數(shù)簡化了流水線各級的邏輯，進(jìn)一步提高了處理器的性能。ARM7系列處理器中每條指令分取指、譯碼、執(zhí)行三個階段，分別在不同的功能部件上依次獨立完成。取指部件完成從存儲器裝載一條指令，通過譯碼部件產(chǎn)生下一周期數(shù)據(jù)路徑需要的控制信號，完成寄

11、存器的解碼，再送到執(zhí)行單元完成寄存器的讀取、ALU運算及運算結(jié)果的寫回，需要訪問存儲器的指令完成存儲器的訪問。ARM9系列處理器的流水線分為取指、譯碼、執(zhí)行、訪存、回寫。取指部件完成從指令存儲器取指；譯碼部件讀取寄存器操作數(shù)，與三級流水線中不占有數(shù)據(jù)路徑區(qū)別很大；執(zhí)行部件產(chǎn)生ALU運算結(jié)果或產(chǎn)生存儲器地址(對于存儲器訪問指令來講)；訪存部件訪問數(shù)據(jù)存儲器；回寫部件完成執(zhí)行結(jié)果寫回寄存器。2.2.ARMARM處理器支持的數(shù)據(jù)類型有哪些？處

12、理器支持的數(shù)據(jù)類型有哪些？字節(jié)：在ARM體系結(jié)構(gòu)中字節(jié)的長度均為8位。字：在ARM體系結(jié)構(gòu)中字節(jié)的長度均為32位。半字：在ARM體系結(jié)構(gòu)中字節(jié)的長度均為16位3.3.寫出寫出ARMARM使用的各種工作模式和狀態(tài)。使用的各種工作模式和狀態(tài)。ARM微處理器的工作狀態(tài)一般有兩種，并可在兩種狀態(tài)之間切換：第一種為ARM狀態(tài)，此時處理器執(zhí)行32位的字對齊的ARM指令；第二種為Thumb狀態(tài)，此時處理器執(zhí)行16位的、半字對齊的Thumb指令。在程序