【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理器、微控制器與 DSP 之間的界限越來越模糊；32 位嵌入式處理器應(yīng)用日趨廣泛，已經(jīng)開始擠占原本數(shù)據(jù) 8 位 MCU 的市場(chǎng)；雙核或多核結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。1 列出 ARM7 微處理器的工作模式。答：user 用戶模式、sys 系統(tǒng)模式、fiq 快速中斷模式、irq 外部中斷模式、svc 管理模式、abt 數(shù)據(jù)訪問中止模式、und 未定義指令中止模式。第 15 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)1 ARM7 微處理器的有哪兩種工作狀態(tài)。答：ARM 狀態(tài)（32 位指令）和 Thumb 狀態(tài)（16 位指令）。1 簡(jiǎn)述 ARM 和 Thumb 狀態(tài)的區(qū)別及如何進(jìn)行狀態(tài)切換。答：ARM 狀態(tài)是 32 位指令，Thumb 狀態(tài)是 16 位指令。進(jìn)入 Thumb 狀態(tài)：執(zhí)行 BX 指令，當(dāng)操作數(shù)寄存器最低位為 1 時(shí)，可以使微處理器從 ARM狀態(tài)切換到 Thumb 狀態(tài)（處理器工作在 Thumb 狀態(tài)，如果發(fā)生異常并進(jìn)入異常處理子程序，則異常處理完畢返回時(shí)，自動(dòng)從 ARM 狀態(tài)切換到 Thumb 狀態(tài)）。進(jìn)入 ARM 狀態(tài)：執(zhí)行 BX 指令，當(dāng)操作數(shù)寄存器最低位為 0 時(shí)，可以使微處理器從 Thumb狀態(tài)切換到 ARM 狀態(tài)（處理器工作在 Thumb 狀態(tài)，如果發(fā)生異常并進(jìn)入異常處理子程序，則進(jìn)入時(shí)處理器自動(dòng)從 Thumb 狀態(tài)切換到 ARM 狀態(tài)）。 SRAM 有何特點(diǎn)。答：SRAM 屬于高速存儲(chǔ)器，價(jià)格較高，一般均用于對(duì)速度和性能要求較高的場(chǎng)合。常用的異步 SRAM 訪存周期在 7ns 至 100ns 之間，SRAM 的單片容量不大，大多在幾 K 至幾百K 之間。SRAM 存儲(chǔ)器芯片有 4 位、8 位、16 位、32 位等多種位寬，這種存儲(chǔ)器的訪存接口和操作時(shí)序最為簡(jiǎn)單。2 DRAM 有何特點(diǎn)。答：DRAM 和 SRAM 均屬于 RAM 存儲(chǔ)器，DRAM 的特點(diǎn)是存儲(chǔ)密度很大，速度比 SRAM慢，單位存儲(chǔ)成本較低，一般用于對(duì)容量要求較高的場(chǎng)合。常用的單片 DRAM 存儲(chǔ)器容量在幾百千至幾百兆字節(jié)之間，訪存周期一般是幾十納秒。2 EEPROM 有何特點(diǎn)。答：非揮發(fā)；存儲(chǔ)密度??；單位存儲(chǔ)成本較高；容量??；寫入有限制，頁(yè)寫要等待；接口時(shí)序簡(jiǎn)單，一般采用串行接口；小量參數(shù)存儲(chǔ)。2 Flash 有何特點(diǎn)。第 16 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)答：非揮發(fā)；存儲(chǔ)密度大；單位存儲(chǔ)成本較低；容量較大；接口時(shí)序復(fù)雜——需要擦除及Block 寫。2 FRAM 有何特點(diǎn)。答：非揮發(fā)；功耗低；讀寫速度快；接口時(shí)序簡(jiǎn)單；類似 SRAM 接口；成本高。2 什么是標(biāo)準(zhǔn) TTL 電平？有何特點(diǎn)。答：發(fā)送端：高電平，低電平；接收端：高電平，低電平。特點(diǎn)：噪聲容限小，負(fù)載能力弱。2 什么是標(biāo)準(zhǔn) CMOS 電平？有何特點(diǎn)。答：發(fā)送端：高電平，低電平；接收端：高電平，低電平。特點(diǎn)：噪聲容限大，負(fù)載能力強(qiáng)。2 鎖存器和觸發(fā)器有何區(qū)別。答：鎖存器是電平有效，觸發(fā)器是邊沿有效。2 什么是建立時(shí)間？答：在時(shí)鐘信號(hào)邊沿到來之前，數(shù)據(jù)信號(hào)必須提前一段時(shí)間保持穩(wěn)定有效。所有數(shù)據(jù)信號(hào)在時(shí)鐘信號(hào)邊沿（觸發(fā)器采集）前一段時(shí)間內(nèi)必須滿足建立時(shí)間的要求。2 什么是保持時(shí)間？答：在時(shí)鐘信號(hào)邊沿到來之后，數(shù)據(jù)信號(hào)必須在隨后的一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定有效。所有數(shù)據(jù)信號(hào)在時(shí)鐘信號(hào)邊沿（觸發(fā)器采集）后一段時(shí)間內(nèi)必須滿足保持時(shí)間的要求。 什么是訪存時(shí)序配合？答：存控發(fā)出的信號(hào)要滿足存儲(chǔ)器的時(shí)序要求，存儲(chǔ)器返回的信號(hào)要滿足存控的時(shí)序要求。3 在使用存儲(chǔ)器芯片與處理器接口時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意什么問題？第 17 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)答：當(dāng)使用存儲(chǔ)器芯片與存儲(chǔ)器接口的時(shí)候，需要特別注意 I/O 電平、讀寫速度、操作時(shí)序等問題。3 什么是總線？有何優(yōu)缺點(diǎn)。答：采用一組公共信號(hào)線作為計(jì)算機(jī)各部件之間的通信線，是計(jì)算機(jī)各功能部件互聯(lián)的主要形式，是各功能部件之間傳送信息的公共通路。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)易于擴(kuò)充或者更新；缺點(diǎn)：所有設(shè)備共享一組總線，同一時(shí)刻只有一個(gè)主設(shè)備能夠使用總線。3 什么是總線主設(shè)備？有何特點(diǎn)。答：?jiǎn)?dòng)一個(gè)總線周期（總線事務(wù)）的設(shè)備就是總線主設(shè)備，每次只能有一個(gè)主設(shè)備控制總線，例：CPU、DMAC 等等。3 什么是總線從設(shè)備？有何特點(diǎn)。答：響應(yīng)主設(shè)備的請(qǐng)求的設(shè)備就是總線從設(shè)備，同一時(shí)間里有一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備響應(yīng)主設(shè)備的請(qǐng)求。例：DMAC、UART 控制器、USB 控制器、I2C 控制器、SPI 控制器等等。3 什么是同步時(shí)序協(xié)議？答：事件出現(xiàn)在總線的時(shí)刻由總線時(shí)鐘來確定，所有事件都出現(xiàn)在時(shí)鐘信號(hào)的前沿，大多數(shù)事件只占據(jù)單一時(shí)鐘周期。3 什么是異步時(shí)序協(xié)議？答：事件出現(xiàn)在總線的時(shí)刻取決于前一事件的出現(xiàn)，總線時(shí)鐘信號(hào)線可有可無，總線周期的長(zhǎng)度是可變的。3 什么是集中式仲裁？答：由中央仲裁器裁決，每個(gè)主設(shè)備有兩條線接到中央仲裁器，一條是送往仲裁器的總線請(qǐng)求線，另一條是仲裁器送出的總線授權(quán)線。采用集中式仲裁的總線有 AMBA、PCI 總線等。第 18 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)3 什么是分布式仲裁？答：主設(shè)備都有自己的仲裁號(hào)和仲裁器，不需要中央仲裁器，當(dāng)有總線請(qǐng)求且總線空閑時(shí)，則把惟一的仲裁號(hào)發(fā)到共享的仲裁總線上，以優(yōu)先級(jí)策略為基礎(chǔ)，以獲勝者的仲裁號(hào)保留在仲裁線上（OC、OD 門）。采用分布式仲裁的總線有 CAN、I2C 總線等。3 通信總線 RS485 相對(duì) RS232C 做了什么改進(jìn)？為什么得到廣泛應(yīng)用？答：通信總線 RS485 相對(duì) RS232C 做了改進(jìn)：①多點(diǎn)傳輸；②差分傳輸，提高傳輸距離。得到廣泛應(yīng)用的原因：幾乎所有的處理器都包含串行接口控制器、軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低廉。 考慮 RS232C 雙機(jī)互聯(lián)且無硬件握手，其通信可靠性不高。利用你所學(xué)的知識(shí)，提出一種經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)實(shí)的簡(jiǎn)單方案來提高其通信可靠性。答：模仿 USB 協(xié)議，利用高層協(xié)議，采取兩種措施：①數(shù)據(jù)+CRC 校驗(yàn)；②鏈路層握手協(xié)議，建立可靠鏈路。4 請(qǐng)指出 USB 總線的四種傳輸類型，并指出每一種傳輸類型的基本特點(diǎn)。答：四種傳輸類型：控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸和等時(shí)傳輸控制傳輸：雙向，糾錯(cuò)，查詢、配置設(shè)備信息；批量傳輸：?jiǎn)蜗颍m錯(cuò)，大塊無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，延遲不定；中斷傳輸：?jiǎn)蜗?，糾錯(cuò)，小塊無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，延遲確定；等時(shí)傳輸：?jiǎn)蜗?，無糾錯(cuò)，大塊無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，延遲確定。4 請(qǐng)指出 USB 總線的四種傳輸類型。USB 移動(dòng)硬盤適合采用什么傳輸類型？USB 鼠標(biāo)適合采用什么傳輸類型？USB 攝像頭適合采用什么傳輸類型？如果需要傳輸 16 字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包的最大值為 8 字節(jié)，請(qǐng)問此次傳輸需要?jiǎng)澐譃閹讉€(gè)事務(wù)并說明原因？答： USB 總線的四種傳輸類型為：控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸和等時(shí)傳輸。USB 移動(dòng)硬盤適合采用批量傳輸；USB 鼠標(biāo)適合采用中斷傳輸；第 19 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)USB 攝像頭適合采用等時(shí)傳輸。此次傳輸需要?jiǎng)澐譃?3 個(gè)事務(wù)， 原因是最后一個(gè)事務(wù)的數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度必須小于 8 字節(jié)。4 什么是 I/O 接口電路？答：外設(shè)一般不能與 CPU 直接相連，必須經(jīng)過中間電路再與系統(tǒng)相連，這些中間電路被稱為 I/O 接口電路，簡(jiǎn)稱 I/O 接口。4 I/O 接口電路有哪些基本功能？答：數(shù)據(jù)緩沖功能、接受和執(zhí)行 CPU 命令的功能、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換的功能、數(shù)據(jù)格式變換功能、設(shè)備選擇功能、中斷管理功能。4 I/O 接口電路數(shù)據(jù)傳送方式有哪幾種？答：查詢、中斷、直接內(nèi)存訪問（DMA）、I/O 通道、I/O 處理機(jī)方式。4 中斷控制器的基本功能有哪些？答：中斷源的識(shí)別、中斷源的屏蔽、中斷優(yōu)先級(jí)處理等。4 什么是實(shí)時(shí)系統(tǒng)？答：指能在確定的時(shí)間內(nèi)對(duì)外部的異步事件做出響應(yīng)并執(zhí)行其功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其操作的正確性不僅依賴于邏輯設(shè)計(jì)的正確程度，而且與這些操作進(jìn)行的時(shí)間有關(guān)?！霸诖_定的時(shí)間內(nèi)”是該定義的核心，也就是說，實(shí)時(shí)系統(tǒng)是對(duì)響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格要求的。對(duì)邏輯和時(shí)序的要求非常嚴(yán)格，如果邏輯和時(shí)序出現(xiàn)偏差將會(huì)引起嚴(yán)重后果。4 什么是軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)？答：僅要求事件響應(yīng)是實(shí)時(shí)的，并不要求限定任務(wù)必須在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完成的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。4 什么是硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)？答：不僅要求事件響應(yīng)要實(shí)時(shí)，而且要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)的處理的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。第 20 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)50、 什么是基于查詢的實(shí)時(shí)軟件結(jié)構(gòu)？有何優(yōu)缺點(diǎn)？實(shí)時(shí)性如何決定？答：基于查詢的實(shí)時(shí)軟件結(jié)構(gòu)無中斷機(jī)制，僅采用查詢方式的實(shí)時(shí)軟件結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：側(cè)重任務(wù)的處理，軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，堆?？深A(yù)測(cè)，可調(diào)用不可重入函數(shù)（任務(wù)間不嵌套）。缺點(diǎn)：對(duì)事件響應(yīng)不能實(shí)時(shí)，容易丟棄異步事件；所有的任務(wù)具有相同的優(yōu)先級(jí)別，如果一個(gè)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間不可預(yù)測(cè)，則所有任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間不可預(yù)測(cè)；主程序是一個(gè)無限循環(huán)的結(jié)構(gòu)，一個(gè)任務(wù)崩潰則引起整個(gè)系統(tǒng)崩潰。實(shí)時(shí)性（最壞情況）：取決于所有其它任務(wù)執(zhí)行時(shí)間之和。5 什么是基于中斷的實(shí)時(shí)軟件結(jié)構(gòu)？有何優(yōu)缺點(diǎn)？實(shí)時(shí)性如何決定？答：基于中斷的實(shí)時(shí)軟件結(jié)構(gòu)采用純中斷方式的實(shí)時(shí)軟件結(jié)構(gòu)，事件和任務(wù)處理全部由中斷服務(wù)子程序完成。優(yōu)點(diǎn)：側(cè)重事件的處理，利用中斷優(yōu)先級(jí)解決了優(yōu)先級(jí)問題缺點(diǎn)：容易漏掉低優(yōu)先級(jí)異步事件；中斷嵌套容易導(dǎo)致棧溢出，堆棧不可預(yù)測(cè)；調(diào)用不可重入型函數(shù)時(shí)，要滿足互斥條件。實(shí)時(shí)性（最壞情況）：高優(yōu)先級(jí)任務(wù)能得到及時(shí)響應(yīng)和處理。5 什么是前后臺(tái)系統(tǒng)？有何優(yōu)缺點(diǎn)？實(shí)時(shí)性如何決定？答：前后臺(tái)系統(tǒng)分為前臺(tái)程序和后臺(tái)程序。前臺(tái)程序也稱中斷級(jí)程序，通過中斷來處理事件，在中斷服務(wù)子程序中，一般對(duì)中斷做一些簡(jiǎn)單的處理，然后給出事件發(fā)生的標(biāo)志，待后臺(tái)程序來處理；后臺(tái)程序也稱任務(wù)級(jí)程序，一個(gè)死循環(huán)，循環(huán)查詢各種標(biāo)志位，如果標(biāo)志位置位，就執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)程序。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，幾乎不需要額外的存儲(chǔ)開銷；可以避免中斷嵌套（棧溢出），避免漏掉異步事件；可調(diào)用不可重入函數(shù)（任務(wù)間不嵌套）。缺點(diǎn)：所有的任務(wù)具有相同的優(yōu)先級(jí)別，如果一個(gè)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間不能確定，則所有任務(wù)響應(yīng)時(shí)間不可預(yù)測(cè)；后臺(tái)程序是一個(gè)無限循環(huán)的結(jié)構(gòu)，一旦在這個(gè)循環(huán)體中正在處理的任務(wù)崩潰，使得整個(gè)任務(wù)隊(duì)列中的其他任務(wù)得不到機(jī)會(huì)被處理，從而造成整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。實(shí)時(shí)性：取決于所有其它任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間之和。第 21 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)5 重入函數(shù)有何特點(diǎn)？答：可用于遞歸調(diào)用或者多個(gè)過程同時(shí)調(diào)用；生成模擬棧，用來完成參數(shù)傳遞和保存局部變量；其他函數(shù)不可重入，原因是參數(shù)和局部變量放在固定存儲(chǔ)區(qū)域。5 一般盡量少采用重入函數(shù)，為什么？答：重入函數(shù)會(huì)導(dǎo)致棧不可預(yù)測(cè)，而嵌入式系統(tǒng)中 RAM 容量都很小，容易導(dǎo)致棧溢出。5 關(guān)鍵字 static 有什么作用？答：關(guān)鍵字 static 有三個(gè)作用：在函數(shù)體內(nèi)，一個(gè)被聲明為靜態(tài)的變量在這一函數(shù)被調(diào)用過程中維持其值不變；在文件域內(nèi)（但在函數(shù)體外），一個(gè)被聲明為靜態(tài)的變量可以被文件域內(nèi)所有函數(shù)訪問，但不能被文件域外其它函數(shù)訪問。它是一個(gè)本地的全局變量；在文件域內(nèi)，一個(gè)被聲明為靜態(tài)的函數(shù)只可被這一文件域內(nèi)的其它函數(shù)調(diào)用。那就是，這個(gè)函數(shù)被限制在聲明它的文件的本地范圍內(nèi)使用。5 關(guān)鍵字 const 有什么作用？答：關(guān)鍵字 const 的作用是為給讀你代碼的人傳達(dá)非常有用的信息，實(shí)際上，聲明一個(gè)參數(shù)為常量是為了告訴了用戶這個(gè)參數(shù)的應(yīng)用目的；通過給優(yōu)化器一些附加的信息，使用關(guān)鍵字 const 也許能產(chǎn)生更緊湊的代碼；合理地使用關(guān)鍵字 const 可以使編譯器很自然地保護(hù)那些不希望被改變的參數(shù)，防止其被無意的代碼修改。5 關(guān)鍵字 volatile 有什么作用？答：阻止編譯器優(yōu)化。一個(gè)定義為 volatile 的變量是說這變量可能會(huì)被意想不到地改變精確地說就是，優(yōu)化器在用到這個(gè)變量時(shí)必須每次都小心地重新讀取這個(gè)變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。5 列出 volatile 變量使用的幾種情況。答：并行設(shè)備的硬件寄存器（如：狀態(tài)寄存器）；中斷服務(wù)子程序中會(huì)訪問到的非自動(dòng)變量；多線程應(yīng)用中被幾個(gè)任務(wù)共享的變量。5 請(qǐng)指明該定義的含義并解釋每個(gè)修飾關(guān)鍵詞的作用：volatile const unsigned charUTRSTAT0。答：易失只讀狀態(tài)寄存器 UTRSTAT0；volatile：可能被外界（硬件、其他進(jìn)程）改變；const：本程序不應(yīng)該試圖去修改它；unsigned char：無符號(hào)字節(jié)類型；60、 請(qǐng)指出下述求平方函數(shù)的錯(cuò)誤并寫出正確代碼。 int square(volatile int *ptr) { return (*ptr) * (*ptr)。 }答：由于指針 ptr 指向 volatile 變量，該變量的值可能被硬件、其他進(jìn)程所改變，兩次讀的值可能不一樣，因此這段代碼可能返不是你所期望的平方值。正確的代碼如下：第 22 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)int square(volatile int *ptr){ int a。 a = *ptr。 // 只讀一次 return a * a。}6 談一談 S3C44B0x 的中斷響應(yīng)的詳細(xì)過程。答：S3C44B0x 的中斷響應(yīng)的詳細(xì)過程為：① 中斷源向中斷控制器發(fā)出中斷請(qǐng)求；② 中斷控制器通過 IRQ/FIQ 向 CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)