1、嵌入式開發期中試卷試卷適用范圍：2011級計算機科學與技術（本）1、2班一、填空題（每空1分，共46分）習 題 11填空題（1）嵌入式系統是以應用為中心、以 計算機技術 為基礎，軟、硬件可裁剪，適應于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等方面有特殊要求的專用計算機系統。（2）嵌入到對象體系中的專用計算機系統。 嵌入性 、 專用性 與 計算機系統 是嵌入式系統的三個基本要素。 對象系統 是指嵌入式系統所嵌入的宿主系統。（3）嵌入式系統按形態可分為設備級（工控機）、板級（單板、模塊）、 芯片級（MCU、SOC）。（4）嵌入式系統由 硬件 和 軟件 兩大部分組成，硬件一般由高性能微處理器和外圍接

2、口電路組成，軟件一般由操作系統和應用程序構成，軟件和硬件之間由所謂的中間層（BSP層，板級支持包）連接。（5）嵌入式系統從組織層次上看，嵌入式系統一般由 硬件層 、 中間層 、 軟件層 和功能層組成。（6）在專用的嵌入式板子上面運行GNU/Linux系統已經變得越來越流行。一個嵌入式Linux系統從軟件的角度看通常可以分為四個層次： 引導加載程序 、 Linux內核 、 文件系統 、用戶應用程序。（7）嵌入式系統硬件的核心部件是各種類型的 嵌入式處理器 。（8）嵌入式系統的核心部件是嵌入式處理器，一般把嵌入式處理器分成4類，即 微處理器 、 微控制器 、 數字信號處理器 、和嵌入式片上系統。（

3、9）ARM公司首創了 chipless 的生產模式，專門從事基于RISC技術芯片的設計開發，公司本身并不生產芯片，而是設計出高效的IP內核，授權給半導體公司使用。（10）ARM7TDMI中，T表示 支持Thump指令集 。D表示支持片上調試（Debug）。M表示內嵌硬件乘法器（Multiplier）。I表示支持片上斷點和調試點。（11）ARM9系列微處理器包含 ARM920T 、ARM922T和ARM940T三種類型，以適用于不同的應用場合。（12）ARM微處理器有兩種工作狀態： Thump狀態 、 ARM狀態 。（13）通用寄存器分為三類：未分組寄存器、 分組寄存器 、 程序計數器（PC）

4、。（14） 異常 是由內/外部源引起的需要處理器干預的一個事件。（15）精簡指令集計算機RISC（Reduced Instruction Set Computer）和 復雜指令集計算機CISC 是當前CPU的兩種架構。（16）ARM微處理器的在較新的體系結構中支持兩種指令集： ARM指令集 、 Thump指令集 。（17）MMU的作用有兩個： 將虛擬地址轉化為物理地址 、 對存儲器訪問的控制 。習 題 21填空題（1） 交叉開發環境 是由開發主機和目標板兩套計算機系統構成的。（2）OK2440-II開發板采用 核心板 + 底板 的模式，核心板為6層，底板為2層。（3）交叉編譯的主要特征是某機器

5、中執行的程序代碼不是在本機編譯生成，而是由另一臺機器編譯生成的，一般把前者稱為 目標機 ，后者稱為 宿主機 。（4）基于ARM平臺的交叉編譯工具鏈主要有： arm-linux-* 和 arm-elf-* 。（5）arm-linux-*是針對 linux程序 的開發環境的（6）arm-elf-*是針對 uCLinux程序 的開發環境（7）2002年11月，清華大學計算機系的博士后 陳渝 提出了用軟件實現嵌入式開發板硬件模擬器的想法，在模擬器上可以運行各種操作系統，這樣就可以在沒有開發板的情況下學習和研究操作系統。于是借鑒了ARMulator的實現，提出了 SkyEye 項目。（8）SkyEye是

6、一個 指令級 模擬器，可以模擬多種嵌入式開發板，可支持多種CPU指令集，在SkyEye上運行的操作系統意識不到它是在一個虛擬的環境中運行，而且開發人員可以通過SkyEye調試操作系統和系統軟件。（9）SkyEye模擬的硬件配置和模擬執行行為由配置文件 skyeye.conf 中的選項確定。（10）skyeye.conf的選項主要由兩種組成： 單參數選項行 、 多參數選項行 。（11） TFTP 是TCP/IP協議族中的一個用來在客戶機與服務器之間進行文件傳輸的簡單協議，主要基于UDP協議來實現。（12） NFS 是由Sun開發并發展起來的文件系統，用于在不同機器，不同操作系統之間通過網絡互相分

7、享各自的文件。習 題 31填空題（1）目前，在嵌入式系統開發中，使用的主要編程語言是 C 和 匯編 。（2）從程序員的角度看， 函數庫 實際上就是一些頭文件（.h）和庫文件（.so或.a）的集合。（3）Linux下大多數函數默認將頭文件放到 /usr/include 目錄下，而庫文件放到 /usr/lib 目錄下。（4） 靜態庫 也叫做檔案（archive），可以認為是一些目標代碼的集合，靜態庫的文件名按慣例以“.a”作為文件后綴名。（5） 共享庫 是在程序啟動時被加載到執行程序中的，并且可以被多個執行程序共享使用。（6）GCC（GNU Compiler Collection）是 一組編譯工具

8、 的總稱，主要的任務是預處理和編譯，并且提供了與編譯器緊密相關的運行庫（libgcc_s.so、libstdc+.so等）的支持。（7）Makefile文件規則包含兩個部分： 依賴關系 和 生成目標的方法 。（8） 編程庫 是指始終可以被多個Linux軟件項目重復使用的代碼集。（9）在匯編語言中，用 助記符 代替操作碼，用 地址符號 代替地址碼。（10）PC機上，對于x86系列的處理器，有 AT&T 和 Inter 兩種語法格式。（11）目前常用的ARM編譯環境有2種： ARM ASM 、GNU ARM ASM。 。（12） 偽操作 是ARM匯編語言源程序里的一些特殊助記符，其作用主要

9、是為完成匯編程序做各種準備工作，在源程序匯編期間由 匯編程序 處理。（13） 宏指令 是由用戶按照宏定義格式編寫的一段程序，其中語句可以是指令、偽操作、偽指令，甚至是已定義的宏指令。（14）用戶可以通過 AREA 偽操作來定義一個段。（15）匯編源程序的缺省入口是 start 標號，用戶也可以在鏈接腳本文件中用 ENTRY 標志指明其它入口點。（16）為了使C語言程序和匯編程序之間能夠互相調用，必須為子程序間的調用制定規則，在ARM處理器中，這個規則被稱為 ATPCS規則 。（17）一般地，當參數個數不超過4個時，使用 R0-R3 這4個寄存器來傳遞參數。（18）在ARM處理器平臺上的底層驅動

10、開發，通常會有兩種方式：一種是脫離操作系統的裸機驅動設計方法，這與以前在8位機和16位機上的常用開發方式類同。另一種就是 基于_操作系統的底層驅動設計方法 。（19） asm 用來聲明一個內聯匯編表達式，所以任何一個內聯匯編表達式都是以它開頭的，是必不可少的。（20）在ARM匯編語言程序中，子程序的調用一般是通過 BL 指令實現。（21）ELF格式文件有3類：可重定位的目標文件、 可執行文件 、共享庫。（22）可從兩個視角了解ELF文件格式：程序鏈接的視角、 程序執行的視角 。（23）每一個鏈接過程都由 鏈接腳本 控制。二、簡答題（共54分）（13）簡述ARM指令集和Thumb指令集各自的特點

11、。 ARM指令集和Thumb指令集具有以下共同點：較多的寄存器，可以用于多種用途。對存儲器的訪問只能通過Load/Store指令。項目ARM指令Thumb指令指令工作標志CPSR的T位=0CPSR的T位=1操作數尋址方式大多數指令為3地址大多數指令為2地址指令長度32位16位內核指令58條30條條件執行大多數指令只有分支指令數據處理指令訪問桶形移位器和ALU獨立的桶形移位器和ALU指令寄存器使用15個通用寄存器+PC8個通用低寄存器+7個高寄存器+PC程序狀態寄存器特權模式下可讀可寫不能直接訪問異常處理能夠全盤處理不能處理（14）簡述嵌入式操作系統的種類與特點。uC/OS-II：可應用于8位，

12、16、32位單片機或DSPwindowsCE ：微軟開發的一個開放的，可升級的32位嵌入式系統，是基于掌上型電腦類的電子設備操作系統VxWorks：專門為實時嵌入式系統設計開發的Linux：類似于UNIX的操作系統Palm OS：是一個32位的嵌入式操作系統（15）列出一些知名的嵌入式Linux版本。ETLinux 設計用于在小型工業計算機，尤其是 PC/104 模塊上運行的 Linux 的完全分發版。 LEM 運行在 386 上的小型（<8 MB）多用戶、網絡 Linux 版本。 LOAF “Linux On A Floppy”分發版,運行在 386 上。 uClinux 在沒有 MM

13、U 的系統上運行的 Linux。目前支持 Motorola 68K、MCF5206 和 MCF5207 ColdFire 微處理器。 uLinux 在 386 上運行的 tiny Linux 分發版。 ThinLinux 面向專用的照相機服務器、X-10 控制器、MP3 播放器和其它類似的嵌入式應用的最小化的 Linux 分發版。（16）簡述嵌入式系統的結構。1嵌入式系統的硬件架構2嵌入式系統的軟件結構 圖1.2 嵌入式系統硬件結構 圖1.3 嵌入式系統軟件結構（17）簡述嵌入式系統開發流程、開發要點。（1）系統需求分析。（2）體系結構設計。（3）硬件/軟件協同設計?；隗w系結構，對系統的軟件

14、、硬件進行詳細設計。（4）系統集成。（5）系統測試。（1）通過模擬器進行嵌入式學習，有哪些優點？1.學習的成本降低，使開發人員比較容易進入嵌入式軟件開發的廣闊領域2.可以模擬多種嵌入式開發板，可以支持多種CPU指令集3.更加方便開發人員調試操作系統和系統軟件（2）交叉開發環境主要由哪些工具組成？交叉調試環境包括宿主機端的交叉調試器和目標機端的調試代理。（3）簡述采用交叉編譯的主要原因？采用交叉編譯的主要原因有兩個：首先，在嵌入式系統開發的起始階段，目標平臺尚未建立，因此需要做交叉編譯，來生成所需的BootLoader以及操作系統內核；其次，當目標平臺能夠啟動之后，由于目標機資源的限制，不能提供

15、足夠的資源供編譯過程使用，因而只好將編譯工程轉移到高性能的宿主機中進行（1）簡述GCC軟件包里包含哪些工具，他們的作用是什么？1.源代碼預處理程序cpp cpp02.C編譯器cc，ccl cclplus gcc3.C+編譯器c+，cclplus g+4.庫文件（2）簡述編譯C語言源程序時的基本流程。源程序-預處理器-編譯器-匯編器-鏈接器-可執行程序（6）使用編程庫的主要優點？1.可以簡化編程，實現代碼重復使用，進而減小應用程序的大小2.可以直接使用比較穩定的代碼（9）簡述匯編分類。X86下的AT&T和INTERARM系列的ARM ASM和 GNU ARM ASM（11）在C中嵌入匯編的格式？asm (“匯編語句”：輸出寄存器：輸入寄存器：會被修改的寄存器;（12）簡述C語言與匯編語言混合編程應遵守的規則。AT