嵌入式期末考试题(3)

2019-05-18 17:12

18.GNU工具集中,编译、链接工具是_________________________________________。 19.嵌入式系统常用的Flash有 NOR Flash和__________________________Flash两种, 20.典型嵌入式软件部署方式可以分为_______________________________和网络式两种. 21.嵌入式软件优化目标主要包括是__________________、功耗性能和空间性能等三个方面。 22.嵌入式软件开发流程分为编码阶段、___________阶段、部署阶段、调优阶段和其他阶段。 23.Moblin的操作系统内核是____________________________________________________。 24.Moblin基础层提供的功能可大致分为用户界面服务和_______________服务两个部分。 25.一个典型的嵌入式系统软件从下至上分别为中间层、________、系统服务层和应用层。

16.Projgen 17.预处理 18.gcc 19.NAND 20.烧写式 21.速度性能 22.构建 23.Linux 24.应用 25.操作系统层 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

16.操作系统定制的英文名为Customization ,又称操作系统__________________________。 17.GNU工具集中调试工具是___________________________________________________。 18.Linux系统中键盘属于______________________________________,磁盘属于块设备。 19.Linux发行版主要有Redhat 家族和_________________________________________家族。 20.Linux设备的类型有字符设备、块设备、______________________________________等。 21.Moblin映像包括Moblin平台、_____________________________和应用程序_等3部分。 22.执行当前目录下的myprog可执行文件的命令为:________________________________。 23.桌面计算机的WIMP交互界面在硬件上是以____________、键盘和鼠标等设备为基础的。 24.Moblin提供了QT、________________________________和Clutter等不同的界面开发库, 25.UI的英文含义是User Interface,中文常翻译成____________________________________。

16.裁剪 17.gdb 18.字符设备 19.Debian 20.网络设备 21.文件系统 22./myprog 23.屏幕 24.GTK 25.用户界面

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16.完全把系统软件和硬件部分隔离开来的是__________,从而大大提高了系统的可移植性。 17.嵌入式系统的软件包括两部分:______________________________和用户的应用程序。 18.BootLoader就是在________运行前执行的一小段程序,用于引导加载程序以及系统内核。 19.GNU工具集中性能分析和优化工具是__________________________________________。 20.Moblin推荐使用______________________________________________来开发用户界面。 21.在VTune中热点区域(hotspot)是指那些_____________________________________。 22.对程序的性能优化,需要遵循等价原则、__________________和合算原则等几条原则。 23.使用IPP库的C源代码程序中必须包含_________________________________头文件。 24.高速缓存使用的依据是_________________________________________________原则。 25.局部性包含两个方面,它们分别是_______________________________和空间局部性。

16.硬件抽象层 17.系统软件 18.操作系统内核 19.gprof 20.Clutter 21.花费很长执行时间的代码区域 22.有效原则 23.ipp.h 24.局部性 25.时间局部性

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16.Intel专用的性能库主要有两个作用,一个是___________,二是帮助优化程序运行性能。 17.Intel专用的性能库包括_______________、数学核心库MKL、线程生成模块TBB等组件。 18.汇编语言与C混合编程的模式主要有两种:一种是C调用汇编代码,另一种是

_______________________________。 19.嵌入式系统的优化大致分为:___________________、代码尺寸优化和低功耗优化等方面。 20.高速缓存与内存的数据交换是以_______________________________________为单位的。 21.PGO优化的含义是__________________________________________________________。 22.如果在高速缓存中有所需数据,处理器直接访问高速缓存,这种情况称为___________。 23.处理器(或CPU)的动态功率,又称___________________________________________。 24.处理器的功耗包括__________________________________________和动态功耗2部分。 25.嵌入式系统的构架中,一般软件亦分为__________________和应用软件两个主要部分。

16.可以方便用户编程 17.集成性能原语IPP 20.块(block) 25.嵌入式OS

名词解释

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 26.实时任务:带有实时性约束的任务称为实时任务(Real-Time Task)。

27.普适计算:又称普存计算或普及计算,Pervasive Computing或Ubiquitous Computing:强调和环境融为一体的计算,计算机本身从人们视线里消失。

28.简单单处理器系统:一般只由单片嵌入式微处理器(集成有存储器、I/O、A/D等)和辅助器件(如电源、时钟等)组成。

29.可扩展单处理器系统:除了微处理器(包括片上集成器件,字长8或16bit)之外,还需要添加一些简单的扩展芯片,如扩展存储器和外部接口。

30.嵌入式片上系统:随着电子设计自动化(EDA)的推广和超大规模集成电路(VLSI)设计的普及,以及半导体工业的迅速发展,可以在一个硅片上实现一个更为复杂的系统,这就是片上系统。

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26.复杂嵌入式系统:面向大规模的应用,一般选用16或32bit嵌入式微处理器。所用微处理器具有丰富的片上外设接口,但是由于应用规模较大,有时需要扩展存储器、IC芯片(音视频处理、加密解密、显示)等。 27.冯·诺依曼结构:数据和指令保存在同一个存储器上。

28.流水技术:将一重复的时序过程分解为若干子过程,每个子过程都可有效地在其专用功能段上与其它子过程同时执行,这种技术称为流水技术。

29.特权模式:特权模式下,程序可以访问所有系统资源,也可以任意切换微处理器模式。 30.超标量:是指在CPU中有一条以上的流水线,并且每个时钟周期内可以完成一条以上指令。

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26.处理机间流水线:又叫宏流水线,是由两个以上的处理机串行地对同一数据流进行处理,每个处理机完成一项任务。

27.实时多任务系统:由多个并发执行的实时任务构成的系统称为实时多任务系统。 28.总线桥:使总线可以互连的逻辑电路,可用来连接不同速度、不同规格的总线。 29.嵌入式微处理器EMPU:由通用计算机的CPU演变而来,不同的是在嵌入式应用中EMPU被装配在专门设计的印制电路板上,仅保留与应用有关的硬件,并配上必要的外围电路。 30.生存时间:是数据有效等待时间,在这段时间里数据是有效的。

18.嵌入式汇编代码

19.运行速度优化 24.静态功耗

21.Profile导引的优化 22.命中 23.切换功率

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 26.嵌入式微控制器MCU:嵌入式微控制器又称单片机,它是将整个计算机系统的主要硬件集成到一块芯片中。

27.响应时间:是计算机从识别一个外部事件到做出响应的时间。 28.Thumb状态:此时微处理器执行16-bit半字对齐Thumb指令。

29.功能部件流水线:又叫运算操作流水线,是把处理机的算术逻辑部件分段,使得各种数据类型的操作能够进行流水。

30.IP 核:IP核是指具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块,是实现系统芯片(SOC)的基本构件

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26.吞吐量:是指在给定时间内,系统可以处理的事件总数。

27.嵌入式DSP处理器:嵌入式数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)在系统结构上采用哈佛结构和专用的硬件乘法器,在指令算法上提供了快速的离散时间信号处理指令,专门用于信号处理。

28.AMBA总线结构:AMBA包括ASB/AHB、APB和APB桥支持多个CPU、存储器和外围设备集成在片上系统中。

29.满堆栈(Full Stack):堆栈指针指向最后压入堆栈的数据。 30.ARM状态:此时微处理器执行32-bit字对齐ARM指令。

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26.用户模式:大多数用户程序运行在用户模式下,此时应用程序不能访问受操作系统保护的系统资源,应用程序也不能直接切换微处理器模式。

27.异常:当正常的程序执行流程发生暂时的停止时,称之为异常。

28.空堆栈(Empty Stack):堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置。根据堆栈的生成方式分。

29.递增堆栈(Ascending Stack):堆栈由低地址向高地址生成。

30.指令流水线:计算机指令可以分成若干个阶段,每个阶段的操作相对独立。在流水线装满之后,几条指令可以并行执行,从而充分利用硬件资源提高CPU运行效率。

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26.同步:任务之间存在着协作分工,需要相互传递数据和信息才能完成各自的功能。 27.USB通信模型:主从式结构(Host-Slave),即采用USB总线进行通信的双发必有一方在通信控制中担当主机(Host)的角色。

28.项目计划:是为设计一个结构或开发一个产品描述项目中应该具有的活动和人员安排; 29.任务:在软件设计时抽象出来的具有相互作用的程序集合或软件实体。

30.实时操作系统:为有效支持实时多任务应用,从系统中抽象出来的、便于上层应用开发的平台,被称为实时多任务操作系统,简称实时操作系统(RTOS) 。

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 26.多处理器系统:多个CPU协同工作的系统,即为多处理器系统。

27.哈佛结构:数据和指令分开存储 ,PC 指 针 仅 指 向 程序存储器而不指向数据存储器。

28.递减堆栈(Descending Stack):堆栈由高地址向低地址生成。

29.微内核:嵌入式操作系统中,经过划分功能,用很短的结构(几到几十千字节)实现最基本和很具体的功能,此结构成为微内核结构。

30.互斥:如果当前已经有一个任务正在访问某个共享数据,那么其它任务暂时都不能访问,只能等到它先用完。 简答题

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 31.简述嵌入式处理器的特点。

答:低档处理器多采用哈佛结构,高档处理器多采用冯·诺伊曼结构;(2分)品种规格系列化;对实时多任务有很强的支持能力;(2分)可靠性高、功耗低、集成度高、性价比高。(2分)

32.简述CMOS电平及其特点。

答:发送端:高电平>0.9Vdd,低电平<0.1Vdd;(2分)接收端:高电平>0.7Vdd,低电平<0.3Vdd。(2分)特点:噪声容限大,负载能力强。(2分) 33.简述信号的建立时间和信号的保持时间。

答: 建立时间:在时钟信号边沿到来之前,数据信号必须提前一段时间保持稳定有效。(3分)保持时间:在时钟信号边沿到来之后,数据信号必须在随后的一段时间内保持稳定有效。(3分)

34.简述非抢先式实时操作系统及其优缺点。

答:对于基于优先级的实时操作系统而言,非抢先式实时操作系统是指某个任务运行后,就把CPU控制权完全交给了该任务,直到它主动将CPU控制权还回来。(2分)

优点:实时性比不使用实时操作系统的好,程序设计相对简单,可调用不可重入函数(任务间不嵌套)。(2分)缺点:如果最长任务的执行时间不能确定,系统的实时性就不能确定。(1分)实时性:取决于最长任务的执行时间。(1分) 35.简述优先级倒置产生的条件、现象以及解决方案。

答:条件:基于优先级抢先式的任务调度、资源共享。(2分)

现象:低优先级任务L和高优先级任务H共享资源,在任务L占有共享资源之后,任务H就绪,但这时任务H必须等待任务L完成对共享资源的操作。在任务L完成对共享资源的操作之前,任务M也已就绪并将抢先任务L运行。在任务M运行时,系统中具有最高优先级的任务H仍然保持挂起状态。(3分) 解决方案:优先级继承、优先级顶置。(1分)

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 31.简述嵌入式开发环境主要包括的组件。

答:嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境(2分),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。(4分)

32.简述一个比较完善的操作系统应当包括的模块。

答:一个比较完善的操作系统应当包括内存管理(2分)、进程管理、文件管理(2分)以及为了充分利用各种资源而设计的调度机制等四个模块。(2分) 33.简述Boot Loader在嵌入式系统中主要起的作用。

答:Boot Loader是在嵌入式系统复位启动时,操作系统内核运行前,执行的一段程序。(3分)通过Boot Loader,初始化硬件设备,建立内存和I/O空间映射图,为最终加载操作系统内核调整好适当的系统软硬件环境。(3分) 34.简述嵌入式系统的概念、组成及特点。

答:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,采用可剪裁软硬件,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。(2分)一般由嵌入式

微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。(2分) 其特点有 嵌入式系统通常是面向特定应用的。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。(2分) 35.简述嵌入式系统中进程间通信主要采用的形式。

答:嵌入式系统中进程间通信主要采用两种形式:共享内存和消息传递。(3分)二者在逻辑上没有什么区别,进程通信采用哪种方式,主要依赖实际需要。进程间通信也可以采用信号和管道的方式。(3分)

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 31.简述嵌入式操作系统进程的定义。

答:进程是可并发执行的、具有独立功能的程序在一个数据集合上的运行过程(3分),是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。(3分) 32.简述冯·诺依曼结构和哈佛结构的区别。

答:①冯·诺依曼结构比哈佛结构简单;(3分)②哈佛结构的系统运行效率比冯·诺依曼结构要高。(3分)

33.简述RISC指令集的特点。

答:特点:①选择使用频率高的简单指令;(2分)②指令长度固定,减少指令格式和寻址方式;(2分)③简易的译码指令格式;④在单周期完成指令等(2分) 34.简述CISC指令集的缺点。

答:计算机技术发展不断引入新的复杂的指令集,造成计算机体系结构越来越复杂。(3分)指令使用频率相差悬殊:约20%被反复使用,占整个程序代码的80%;而剩余的80%的指令不经常使用,在程序中只占20%。(3分) 35.简述超标量技术应用的限制情况。

答:超标量处理器在执行的过程中必须动态地检查指令的相关性;(2分)如果代码中有分支指令,必须将分支被执行和分支不被执行这两种情况分开考虑;(2分)计算执行时间几乎是不可能的。(2分)

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 31.简述ARM指令集的分类。

答:ARM指令集总体分为六大类:数据处理指令、程序状态寄存器访问指令、Load/Store指令、跳转指令(转移指令)、异常中断指令、协处理器指令。(每类1分)

32.简述I/O端口的寻址方式及具体思想。

答:(1)存储器映射法(3分)

将 I/O端口或部件和存储器芯片作相同的处理,即微处理器对他们的读/写操作没什么差别,I/O端口或部件被当作处理器的一部分,占用存储器地址空间的一部分。对I/O端口或部件内的寄存器读/写操作无需特殊的命令,用存储器的数据传送指令即可。 (2)I/O隔离法(3分)

将I/O端口或部件和存储器芯片作不同的处理,在总线中用控制信号线来区别,达到使I/O端口或部件地址空间和存储器地址空间分离的作用。 33.简述嵌入式产品研发方案报告的主要内容。

答:1)需求分析,国内外发展概况及趋势等; 2)研发的可行性论证;3)软硬件功能和技术型指标;4)关键性问题和采用的技术路线;5)研发投入(人力财力物力);6)研发进程。(每项1分) 34.简述中断源的识别方法。

答:中断源识别一般采用中断向量识别方法:(2分)

中断向量即外设提供的中断程序入口地址。(2分)微处理器根据中断向量转移到对应中断服务程序执行事物处理。(2分)


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