三级嵌入式最新版选择题

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1、嵌入式系统以应用为中心、 以计算机技术为基础、 软硬件可裁剪、 功能、可靠性、 成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。巨型计算机实际上是一个巨大的 计算机系统。不属于嵌入式系统。嵌入式系统 cpu 范围极其广阔，从最初的4 位处理器，目前仍在大规模应用的8 位单片机，到最新的受到广泛青睐的32 位，64位嵌入式 CPU 。SoC 芯片可以分为通用 SoC 芯片和专用 SoC 芯片两大类，通用的 SoC 芯片中可以只有 一个CPU （或DSP ） ，称为单核 SoC ，也可以包含多个 CPU （或DSP ） ，称为多核 SoC 。 专用SoC 芯片可分为定制的嵌入式处理芯片和现场可编程嵌入式

2、处理芯片两类。 FPGA 芯片可以反复地编程、擦除、使用，在较短时间内就可完成电路的输入、编 译、优化、仿真，直至芯片的制作数码相机是嵌入式系统的典型应用之一。它由前端和后端两部分组成， 前端负责 数字图像获取， 后端负责数字图像的处理， 后端通常是以嵌入式DSP 作为核心的 SoC芯片， DSP用于完成数字图像处理；此外，数码相机中还有一个超低功耗的 8 位 MCU ，负责进行操作控制；高端数码相机配置有实时操作系统和图像处理软 件。电子书阅读器中存储的一本中文长篇小说，大小为128KB ，文件格式为 .txt，试 问该小说包含的汉字大约有6 万字（一个汉字占两个字节， 128*1024/2

3、 = 65536， 所以大约有六万字）数字视频信息的数据量相当大，通常需要进行压缩处理之后才进行传输和存储。 目前数字有线电视所传输的数字视频采用的压缩编码标准是MPEG-2（MPEG-2 还 可用于为广播，有线电视网，电缆网络以及卫星直播 (DirectBroadcastSatellite) 提供广播级的数字视频。 ）C类 IP 地址范围： 192.0.0.1到 223.255.255.254 。第 1 字节、第 2 字节和第 3 个字节为网络地址， 第 4 个字节为主机地址， 网络地址的最高位必须是“110“ 。C 类网络地址数量较多，适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254 台

4、计算机。A:0 B:10 C:110 D:1110 E:1111 嵌入式处理器的体系结构按指令集可分为两大类：CISC和 RISC ；按存储机制分 为冯诺依曼结构及哈佛结构；按字长分为8 位、16位、32 位和 64 位。在 ARM 的体系结构中， 处理器可以工作在3 种不同的状态， 一是 ARM 状态，二是 Thumb状态及 Thumb-2状态，三是调试状态。除支持Thumb-2的 ARM 处理器外， 其他所有 ARM 处理器都可以工作在ARM 状态。 ARM 状态是 ARM 处理器工作于 32 位指令的状态，所有指令均为32 位宽度。CPSR( 当前程序状态寄存器 ) 在任何处理器模式下被

5、访问。它包含了条件标志位、 中断禁止位、当前处理器模式标志以及其他的一些控制和状态位。在 Thumb 指令集中， 32 位有效立即数是由8 位立即数通过 左移操作而间接得到 的汇编中使用逻辑或指令和1 进行或运算（ ORR ）可以达到让寄存器中的指定位置 位的作用嵌入式系统常用的电源模块有AC-DC 模块、 DC-DC 模块或 LDO 模块 若嵌入式处理器芯片的系统复位引脚为nRESET ，则表示低电平复位， RESET 表示 高电平复位 基于 ARM处理器内核的嵌入式处理器芯片都有调试接口前向通道通常指的是输入接口， 由模拟量输入接口和数字量输入接口组成，模拟 输入接口包括传感器，信号调节电

6、路（滤波，放大器等），A/D 转换器等构成。 后向通道是输出接口， 由模拟量和数字量接口组成， 包括 D/A 转换器，功率放大 器，执行器等。AMBA 是 ARM公司公布的总线协议，是用于连接和管理片上系统(SoC) 中功能 模块的开放标准和片上互连规范。标准规定了ARM 处理器内核与处理器内部高 带宽 RAM、DMA 以及高带宽外部存储器等快速组件的接口标准，也规定了内核 与 ARM 处理器内部外围端口及慢速设备接口组件的接口标准。AMBA 有多个版 本，性能随版本的发展而逐步提高。I2C 集成电路互联总线是串行半双工传输，只有两条信号线，数据线SDA和时 钟线 SCL 。数据传送时高位在前

7、，低位在后，每次传送的字节数没有限制。属于 多主总线。及允许总线上有一个或多个主控器件和若干从器件同时进行操作。 SPI串行外设接口是一种全双工同步串行外设接口。SPI 一般使用 4条信号线： SCK 串行时钟线、 MISO主机输入 /从机输出数据线、 MOSI主机输出 /从机输入数据线 和SSEL 低电平有效的从机选择线。 UART通用异步收发器，由接收器，发送器，控制单元，波特率发生器等构成。 字符的发送和接受可以是FIFO模式，也可以是普通模式。 USB总线接口支持即插即用和热拔插功能。采用主从方式通信，只有一个主机。 有 USB1.0 1.1 2.0（半双工差分方式） 3.0 版本。

8、USB 接口提供内置电源系统总线通过桥接器与外围总线互连，外围总线连接的硬件组件包括：GPIO 、 UART 、SPI 、I2C、USB设备 ADC 、DAC等等。 DMA（Direct Memory Access ）控制 器是一种在系统内部转移数据的独特外设，可以将其视为一种能够通过一组专用 总线将内部和外部存储器与每个具有DMA 能力的外设连接起来的控制器。ARM 芯片内部有多个定时计数组件，主要包括看门狗定时器（WDT） 、Timer 通 用定时器、 RTC （real time clock） 、脉冲宽度调制器（ PWM） 。ARM芯片内部有多个可互联通信的组件，主要包括UART 、I2

9、C 、SPI 、CAN、USB 、 Ethernet 等。嵌入式系统的存储器以半导体存储器为主。使用的 RAM有 SRAM 、 DRAM等多种， 随着技术不断发展， FRAM和 MRAM 等新型存储器不断出现，也得到使用；NOR Flash和 NAND Flash是现在市场上两种主要的闪存技术；在性能高的嵌入式处理 器中都会集成内部Cache ，ARM9和 ARM11都有 Cache存储器。USB接口提供了内置电源， 主机的 USB接口向从设备提供电源； USB总线接口支 持设备的即插即用和热插拔功能，USB 2.0 采用半双工差分方式传送信息，目前 USB1.1 USB2.0 的速度为 48

10、0Mb/s，USB3.0达到 5Gb/s 即 640MB/s IEEE的实时 UNIX分委会认为实时操作系统应该具备7 个特征： 具有异步 I/O 和 中断处理能力； 任务切换时间和中断延迟时间确定；优先级中断和调度； 抢占式 调度；内存锁定；连续文件；同步( 轮转调度不是其必备特征 ) 一般按照对外部事件的响应时间快慢，将嵌入式操作系统分成强实时型和普通实 时型。强实时嵌入式操作系统有VxWorks，pSOS ，C/OS -II。单内核操作系统缺点： 占用内存空间大， 缺乏可扩展性而不方便移植， 可靠性较 低，其优点是应用程序生成效率高，系统花在内核功能切换上的开销非常小，对 外来事件反应速

11、度快用于 Linux 操作系统引导程序加载时所支持不同体系结构处理器种类最多的是 U-BOOt 。 U-Boot 不仅仅支持嵌入式Linux 系统的引导，它还支持 NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS 嵌入式操作系统。C/OS -II 是抢占式实时操作系统内核，只能管理64 个任务。目前的版本保留8 个任务给系统，这样用户编写的应用程序最多可以有56 个任务。不支持时间片 轮转调度法，因此赋给每一个任务的优先级是不相同的。每个任务拥有自用栈（不 同的栈空间）在 C/OS-II中有多种方法可以保护任务之间的共享数据和提供任务之间的通信。 其中主要有

12、以下三种：利用宏OS_ENTER_CRITICAL()和 OS_EXIT_CRITICAL()来关闭 中断和打开中断；利用函数OSSchedLock() 和 OSSchedUnlock() 对任务调度函数上 锁和开锁；利用信号量、互斥信号量、邮箱和消息队列进行任务间通信。利用内 存文件进行任务间的大规模数据共享是达不到保护任务之间的共享数据的作用。移植 C/OS -II 到一个嵌入式系统电路板上正常运行，MMU 存储器管理单元不是必 须的。硬件抽象层（ HAL ）不需要为系统提供了 TCP/IP 协议栈苹果IOS操作系统前身是 UNIX-BSD微内核操作系统微内核功能扩充方便，但是各个功能之间

13、的切换而引起的开销比 较大。由于程序调试时不占用目标机的资源，因此目标机的初始启动程序调试、硬件接 口的调试，一般都采用JTAG 。至于裸机状态的目标机当然更需要采用JTAG调试 方式了。嵌入式系统的应用形式是多种多样的，不同的嵌入式应用系统， 需要选择适合其 应用需求的开发工具来进行开发。采用开发工具的主要目的是提高开发质量， 缩 短开发周期，降低开发成本。 为提高 SoC的设计效率，减少重复开发，通常大多以IP 核为基础，在单个芯片 上集成处理器、 存储器和各种接口等组件， 组成一个相当完整的计算机系统。按 照 IC设计文件的类型， IP核通常分为三种： _软_核、固核和_硬_核。目前数码

14、相机中用于存储所拍摄相片的大多是_flash_存储器，假设一台数 码相机一次可连续拍摄 65536色的1024 x 1024的彩色相片 80张，数据压缩比平均 是4，则它使用的存储器容量大约是_40_MB。 （65536是16位，1024 x 1024*16/8=2M,压缩比是 4，则80*2/4=40M）无线局域网（ WLAN）是以太网与无线通信技术相结合的产物。它借助无线电波 进行数据传输，所采用的通信协议主要是_802.11_，数据传输速率可以达 到 11Mbps、54Mbps、_108_Mbps 甚至更高。经典 ARM 处理器有 7 种异常：主要包括复位RESET 、未定义指令 UND

15、、软件中 断 SWI、指令预取中止 PABT 、数据访问中止 DABT 、外部中断请求 IRQ以及_ 快速中断 _，其中优先级最高的异常是_复位_。Thumb-2指令集提供了专门用于开、关中断的专用指令，关外部中断使用的指令 为： _CPSID I_，开外部中断的指令为：_CPSIE I _。某 ARM汇编语言程序要调用子程序， 子程序名为 MySubrutine，则调用该子程序 的指令为_BL MySubrutine_，子程序返回调用程序的指令为_MOV PC,LR _。按照 AMBA总线规范，基于 ARM内核的嵌入式处理器芯片采用系统总线与_ 外围 _总线两层结构的方式构建片上系统。其中的

16、系统总线主要用于连接 _高_带宽快速组件。嵌入式系统的存储器以半导体存储器为主。随着技术的不断发展， 新型存储器不 断出现，主要包括 FRAM 和MRAM，分别称为_铁电随机存取 _存储器和 _磁性随机存取 _存储器。半导体存储器芯片的存储容量取决于该芯片的_地址 _总线的条数和_数据_总线的位数。嵌入式系统与通用计算机系统软件的相同之处，指的是嵌入式系统通常也具备 _引导_加载程序，外设_驱动_程序，操作系统，文件系统，网络协 议栈，图形用户界面，数据库，以及各种各样的应用程序等, 这些软件都是通用 计算机所拥有的。数据库管理系统、图形用户界面、互联网浏览器、媒体播放器等软件，如果运行 在嵌入式系统上， 往往具有内部结构精简，_代码_轻量化 ，占用存储资源 _少_的特点。实时系统的主要特征是能够及时响应外部发生的随机任务请求并且能够在规定 的时限内完成任务。 任