嵌入式ARM期末总结

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2024年7月14日发(作者：)

一、填空题(请将答案填入题后括号中)：共10小题，每小题2分，满分20分。

1、一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：处理器、（存储器）、输入/输出和软件，一般

软件亦分为（系统软件）和应用软件两个主要部分。

2、根据嵌入式系统使用的微处理器，可以将嵌入式系统分为（嵌入式微控制器），嵌入式DSP，（嵌

入式微处理器）以及片上系统。

3、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序，其基本功能有进程管理、（进程间通信）、（内存管

理）、I/O资源管理。

4、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为实时操作系统和（分时操作系统），其中实时

系统亦可分为（硬实时系统）和软实时系统。

5、内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的（通信），内核的

基本服务是（任务切换）。

6、嵌入式开发一般采用（宿主机/目标机）方式，其中宿主机一般是指（pc机/台式机）。

7、哈佛体系结构数据空间和地址空间（分开），ARM920T采用（哈弗体系）的内核架构。

8. ARM7TDMI采用（ 3）级流水线结构，ARM920TDMI采用（5）级流水线。

9 .按操作系统的分类可知，Dos操作系统属于顺序执行操作系统，Unix操作系统属于（分时）操作

系统，VxWorks属于（实时嵌入式）操作系统。

10、ARM7TDMI中，T表示支持16位Thumb指令集，D表示（支持在片可调试），M表示内嵌乘法器

Multiplier，I表示（嵌入式ICE），支持在线断点和调试。

1．嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并_软硬件可剪裁__、对其功能和____

可靠性_____、___体积_____、__功耗___等有严格要求的专用计算机系统。

3．为了提高__运行速度和稳定可靠性__ 嵌入式系统中的软件一般都固化在__CPU或只读存储

体___中，而不是存贮于__可移动外存储体___中。

4．由于嵌入式系统本身不具备___自我开发能力___，即使设计完成以后用户通常也是不能对其程序

功能进行修改的，须有一套__开发和仿真调试系统__才能进行交叉开发。

5．嵌入式系统的核心部件是___嵌入式处理器___，嵌入式开发硬件平台的选择主要是嵌入式处

理器的选择。

6．嵌入式系统设计时，必须优先考虑的问题有：__用户的功能需求___ 、___系统体系结构___、

___性能和成本问题____ 、并考虑实时运行和速度、能耗以及体积等问题。

7．嵌入式系统的软件包括两部分： 嵌入式OS 、___应用功能软件__。

8．为了提高的开发的效率，降低开发难度，提高重用性，经验告诉大家；

__基于嵌入式操作系统，采用模块化方式__是开发嵌入式系统软件的必由之路。

10．A/D变换器工作原理可分__逐次比较式____和____双积分__两种工作方式。

1、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举出六种较常用的。

Windows CE/Windows Mobile、VxWork、Linux、uCos、Symbian、QNX

1、 ARM微处理器有 7种工作模式，它们分为两类 非特权模式 、 特权模式 。

其中用户模式属于 非特权模式

2、 ARM支持两个指令集， ARM核因运行的指令集不同，分别有两个状态 ARM 、

Thumb ，状态寄存器CPSR的 T 位反映了处理器运行不同指令的当前状态

3、 ARM核有多个寄存器，其中大部分用于通用寄存器，有小部分作为专用寄存器，

R15 寄存器用于存储PC，R13通常用来存储 SP

4、 ARM处理器有两种总线架构，数据和指令使用同一接口的是 冯诺依曼 ，数据和指令分开

使用不同接口的是 哈佛结构

5、 ARM微处理器复位后，PC的地址通常是 0x0 ，初始的工作模式是Supervisor 。

6、 ARM微处理器支持虚拟内存，它是通过系统控制协处理器 CP15 和MMU（存储管理部件）来

进行虚拟内存的存储和管理。当系统发生 数据 异常和

指令领取 异常时，异常处理程序透过嵌入式操作系统的内存管理机制，通过MMU交换物理内

存和虚拟内存的页面，以保证程序正常执行。

7、 编译链接代码时，有两种存储代码和数据的字节顺序，一种是 小端对齐 ，另一种是 打

断对齐

8、 构建嵌入式系统开发环境的工具链有多种，其中开放源码的工具链是 GNU工具链 ，ARM公

司提供的工具链是 ADS工具链

9、 计算机有CISC和RISC两种类型，以ARM微处理器为核心的计算机属于RISC类型，其指令长度

是定长的

二、选择题(请将答案填入题后括号中)：共10小题，每小题2分，满分20分。

1、下面哪种操作系统不属于商用操作系统。

A. windows xp B. Linux

( )

C. VxWorks

D. WinCE

( ) 2. 下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。

A. 内核精简 B. 专用性强 C. 功能强大

D. 高实时性

( ) 3. 下面哪种不属于嵌入式系统的调试方法。

A. 模拟调试 B. 软件调试 C. BDM/JTAG调试

D. 单独调试

( ) 4. 在嵌入式ARM处理器中，下面哪种中断方式优先级最高。

A. Reset B. 数据中止 C. FIQ

D. IRQ

( ) 5. NAND FLASH和NOR FLASH的区别正确的是。

A. NOR的读速度比NAND稍慢一些

C. NAND的擦除速度远比NOR的慢

B. NAND的写入速度比NOR慢很多

D.大多数写入操作需要先进行擦除操作

( ) 6. 下面哪种嵌入式操作系统很少用在手机上。

A. Symbian B. linux

C. Win CE

D. VxWorks

( ) 7、0

X

07&0

X

11的运算结果是。

(A)

0

X

01

(C)

0

X

17

（B）0

X

11

（D）0

X

07

8、以下哪种方式不属于文件系统的格式 。

(A)

FAT

(C)

NTFS

( )

（B）DOS

（D）E

XT

9、在将

UC

/

OS

操作系统移植到ARM处理器上时，以下哪些文件不需要修改。

(A)

OS_CORE.C

(C)

OS_CPU.H

（B）

INCLUDE

.

H

( )

（D）OST

ASK

I

NIT

( ) 10、下面哪个特点不属于SUB设备的特点。

(A) 串行通信方式

（B）不可热拨插

(C) 分HOST、DEVICE和HUB （D）通信速率比RS232快

2. 下面哪种不属于嵌入式系统的调试方法。 ( D )

A. 模拟调试 B. 软件调试

C. BDM/JTAG调试 D. 单独调试

6．下面关于DMA方式的描述，不正确的是（ C ）

A. DMA方式使外设接口可直接与内存进行高速的数据传输

B. DMA方式在外设与内存进行数据传输时不需要CPU干预

C. 采用DMA方式进行数据传输时，首先需要进行现场保护

D. DMA方式执行I/O交换要有专门的硬件电路

7. 在嵌入式系统的存储结构中，存取速度最快的是（ B ）。

A. 内存 B. 寄存器组 C. Flash D. Cache

8. 软件需求分析阶段的任务不应该包括（ A ）。

A．结构化程序设计 B. 问题分析

C. 可靠性与安全性要求 D. 确定功能与性能要求

9. 软件开发模型给出了软件开发活动各阶段之间的关系，（ D ）不是软件开发模型。

A. 瀑布模型 B. 螺旋模型 C. 原型模型 D. 程序模型

10. 利用（ A ）完全把系统软件和硬件部分隔离开来，从而大大提高了系统的可移植性。

A. 硬件抽象层 B. 驱动映射层 C. 硬件交互层 D. 中间层

三、判断题：共5小题，每小题2分，满分10分。

1、所有的电子设备都属于嵌入式设备。

2、CISC将被RISC所取代。 .

（x）

（x）

（对）

（对）

（对）

3、嵌入式linux操作系统属于免费的操作系统。

4、移植操作系统时需要修改操作系统中与处理器直接相关的程序。

5、嵌入式开发需要专门的软件和硬件设备。

简答题：共2小题，每小题10分，满分20分。

1、 根据嵌入式系统的特点，写出嵌入式系统的定义。

以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁减、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求

的专用计算机系统。

2、 简述嵌入式系统的特点。

答：(1)专用的计算机系统(功能具体专用，非通用性）

(2)代码固化（程序固化，软件特定）

(3)实时性要求（大多数嵌入式系统是实时系统）

(4)可靠性要求（讲究稳定可靠）

(5)操作系统的支持（嵌入操作系统的优势）

(6)专门的开发工具、环境和方法

（7）知识集成系统（系统软硬件的行业性，技术性要求高）

3、 举例说明嵌入式系统的应用领域。

答：

5. 简单说明ARM微处理器的特点.

答：(1) 体积小、低功耗、低成本、高性能。

(2) 支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好地兼容8位/16位器件。

(3) 大量使用寄存器，指令执行速度更快。

(4) 大多数数据操作都在寄存器中完成，通过Load/Store结构在内存和寄存器之间批量传递数

据。

(5) 寻址方式灵活简单，执行效率高。

(6) 指令长度固定。

6、 简述嵌入式系统产品的设计和开发过程。

答：① 在嵌入式系统的开发过程中，一般采用的方法是首先在通用PC机上的集成开发环境中

编程；② 然后通过交叉编译和链接，将程序转换成目标平台(嵌入式系统)可以运行的二进制代码；

③ 接着通过嵌入式调试系统调试正确；④ 最后将程序下载到目标平台上运行。

要强调，选择合适的开发工具和调试工具，对整个嵌入式系统的开发都非常重要。

7、简述嵌入式系统的发展趋势。

答：嵌入式系统正朝着以下趋势进一步发展：

(1) 发展行业性的嵌入式硬件平台，制定行业标准。

(2) 随着相关技术的发展，SOC将成为应用主流。

(3) 发展功能更加强大的开发工具和嵌入式操作系统，支持复杂度越来越高的嵌入式应用软件

的开发。

(4) 面向网络互联的嵌入式系统成为必然趋势。

(5) 嵌入式系统向新的嵌入式计算模型方向发展。

.嵌入式系统的组成，能画出嵌入式系统的组成框架。

答：嵌入式系统由软件系统和硬件系统两部分组成。

7．嵌入式系统开发流程

答:嵌入式系统开发流程一般可分为4个阶段：需求分析阶段、硬件开发阶段、软件开

发阶段和程序固化阶段。

处理器一共有几种工作模式，分别是？那种模式下，专业寄存器最多。

ARM处理器一共有7种运行模式，它们分别是：用户模式(user)、快速中断模式(fiq)、

外部中断模式(irq)、管理模式(svc)、数据访问中止模式(abt)

系统模式(sys)和未定义指令中止模式(und)。

指令的寻址方式。

(1)寄存器寻址 (2)立即数寻址；(3)寄存器偏移寻址(4)寄存器间接寻址；(5)基址变址

寻址 (6)多寄存器寻址；(7)堆栈寻址(8)块拷贝（复制）寻址；(9)相对寻址。

2.什么是初始化程序？bootloader的作用。

答：初始化程序是系统加电后运行的第一段软件代码。在嵌入式系统中，通常整个系统

的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。简单地说，BootLoader就是在操作系统

内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，可以初始化硬件设备、建立内存空

间的映射图，从而将系统的软、硬件环境带到一个合适的状态，以便为调用应用程序或

者操作系统内核准备好正确的环境。

3、搭建嵌入式开发环境，连接目标板，一般使用什么通信接口连接？在Windows主机

上使用什么软件建立连接？在Linux主机上使用什么软件建立连接？

答：RS-232，以太网口、并口

在Windows主机上使用超级终端软件

在Linux主机上使用Minicom软件

4、 试分析实时操作系统的工作状态特点及相互之间的转换。

运行：获得CPU的控制权；

就绪：进入任务等待队列，通过调度中转为运行状态；

挂起：任务发生阻塞，称出任务等待队列，等待系统实时事件的发生而被唤醒，

从而转为就绪或者运行；

休眠：任务完成或者错误等原因被清除的任务，也可以认为是系统中不存在的

任务

3.开发环境的建立

建立主机Linux平台

建立交叉开发环境的第一步，是建立一个Linux平台来对应用程序和内核进行编译，

通常使用虚拟软件VMware和Red Hat Linux来搭建一个在Windows环境下运行的Linux

平台。步骤如下：

1）在PC机上安装并运行VMware

2）安装Red Hat Linux操作系统

4.常用Linux命令

ls 列出当前目录下的文件名

改变工作目录 cd

复制文件cp

移动或更改文件、目录名称mv

建立新目录mkdir

删除目录rmdir

删除文件 rm

显示文件或目录大小命令 du

显示当前路径命令 pwd

备份文件命令tar

5.什么是交叉编译工具。

答：交叉编译是一个平台上生成另外一个平台上的可执行代码。使用交叉编译工具有很

多种原因，有时是因为目标平台上不允许或不能够安装所需的编译器；有时是因为目标

平台资源贫乏，无法运行所需编译器；有时是因为目标平台还没有建立，连操作系统都

没有，根本无法运行编译器。

,makefile

答：makefile文件用来描述源程序之间的相互关系并自动维护编译工作。Make是一个

命令工具，它用来解释makefile中定义的指令或规则。

7、嵌入式开发环境主要包括哪些组件？

答：嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括

宿主机

目标机（评估电路板）

基于JTAG的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE

运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境

嵌入式操作系统

8、交叉编译环境的建立

一。准备工作安装linux环境

下载交叉编译文件包 2

二。建立目录1.建立交叉编译环境目录/usr/local/arm/(一定要在这个目录下否则

会报错)

三。安装交叉编译环境1.复制安装包到目录下

/mnt/hgfs/share/2 /usr/local/arm/

2.解包交叉编译文件

cd /usr/local/arm/

tar jxvf 2（正常的话会在arm目录下看到2.95.3这个文件

夹）

四。配置环境变量1.修改bashrc文件

cd /etc/

vi bashrc

(在文件最后一行添加环境变量

PATH=/usr/local/arm/2.95.3/bin:$PATH) 2.保存退出

代码 export

cp

命令模式下wq

3.重新启动linux。

2、I/O接口电路数据传送方式有：查询、中断、DMA、I/O通道和I/O处理机方式。

3、从模块结构来看，嵌入式系统由三大部分组成，分别是：硬件、软件和开发平台。

4、嵌入式系统的设计过程包括：需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系

统集成和系统测试。

5、RAM存储器有两种，分别是：SRMA和DRAM。

6、谈一谈嵌入式系统的发展趋势（列出五个趋势以上）。

答：产品种类不断丰富；应用范围不断普及；性能不断提高；功耗不断降低，体积不断

缩小；网络化、智能化程度不断提高；软件成为影响价格的主要因素。

7、嵌入式Linux操作系统的特点。

答：广泛的硬件支持、内核高效稳定、开放源码，软件丰富、优秀的开发工具、完善的网络通信和

文件管理机制

四、分析计算题：共2小题，每小题10分，满分20分。

1、 从底层硬件到上层应用软件，试分析嵌入式计算系统的组成主要分为哪几个部分，并写出各部

分所完成的功能。

(1)硬件层；(2)中间层(嵌入式系统初始化，硬件相关的驱动程序)；(3)软件层(操作系统、文件系统、

GUI，网络及通用组件)；(4)功能层。

3. 请描述建立一个嵌入式开发平台的步骤。（13分）

答：(1)连接主机和目标板

（2）使用flash工具烧写bootloader

(3)配置并启动主机的bootp服务

（4）配置并启动主机的tftp服务

（5）使用tftp下载内核及根文件系统镜像到目标板，重启目标板

（6）配置并启动NFS服务

（7）在目标板使用mount挂载主机的目录

（8）再次使用bootp命令确认bootp服务是否建立，使用tftp命令确认tftp服务建立。

（9）将内核镜像和根文件系统cp到tftp根目录。

（10）重启目标板，确认嵌入式linux正常启动。

五、专业名词解释(写出以下英文简写对应的中文名称)：共5小题，每小题2分，满分10分。

（1）RISC

（2）IP

（Reduce Instruct Set Computer）

（Intellectual Property）；

（3）ISR (Interrupt Servers Routine)

（4）JTAG (Join Test Active Group)

（5）IDE(Integrate Development Environment)

1. RTOS_________Real Time Operating System. 译为实时操作系统。实时系统是指一个能够在指

定的或者确定的时间内，实现系统功能和对外部或内部、同步或异步事件作出响应的系统。

2. SOC------ System On Chip 称为片上系统。SOC是20世纪90年代后期出现的一种新的嵌

入式集成器件。

3. DSP_________ Dagital Signal Processer. 称为数字信号处理器。是专门用于数字信号处

理的嵌入式芯片。DSP处理器在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，使其适合于执行DSP算

法，因而能够对离散时间信号进行极快的处理计算，提高了编译效率和执行速度。

5. UML______(Unified Modeling Language,统一建模语言)是一种用于描述、构造软件系统以

及商业建模的语言,它综合了在大型、复杂系统的建模领域得到认可的优秀软件工程方法。

六．综合测试题(共计20分)

1．现在流行的MP3音乐播放器是一个较为典型的嵌入式产品，其大致组成框图如下，请选择简

介其中五个模块的功能。

解答：（1）ARM7TDMI ARM7中最有特色，产销量大、性价比高而应用最广的一个芯片

（2）USB 接口，一般用于和PC机连接，完成音乐文件的传输。

（3） LCD 一般指一个液晶显示屏，显示和用户交互的信息。

（4） MP3解码+音频放大器，完成文件解码转换，音乐信号的处理。

（5） IDE为集成开发环境和调式接口。

2．如图是一个一般嵌入系统设计的流程框图，请对流程作以恰当解释。

系统需求分析：

规格说明

体系结构设计

执行装置设计

硬件设计 软件设计

系统集成

系统测试

产品定型

解答：此流程图完整地描述了进行嵌入式系统和产品设计和开发的过程和步骤。我们按照该流

图分阶段完成各步骤的工作。抓紧每个阶段的任务和重点，严把每个环节和保证工作质量，就能达

到预想的目标。

本文标签： 系统开发软件运行