【正文】 嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分。具有通用操作系統(tǒng)的基本特點(diǎn)：能夠有效管理越來(lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)資源，能夠把硬件虛擬化，簡(jiǎn)化的驅(qū)動(dòng)程序移植和維護(hù)，能夠提供庫(kù)函數(shù)、驅(qū)動(dòng)程序、工具集以及應(yīng)用程序。6 談一談以處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程？答：需求分析，看看用戶需要解決哪些問(wèn)題；選擇處理器和相應(yīng)的硬件；硬件的設(shè)計(jì)，原理圖和 PCB；軟件的設(shè)計(jì)，處理器的初始化，中斷，外設(shè)等等；系統(tǒng)調(diào)試、測(cè)試。70、 談一談加載嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。缺點(diǎn)：額外的存儲(chǔ)開(kāi)銷，2~5%的 CPU 額外負(fù)荷，內(nèi)核的費(fèi)用。答：“嵌入式”并不意味著“實(shí)時(shí)”，例如 181。7 什么是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)？答：指具有實(shí)時(shí)性、能支持實(shí)時(shí)系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)。7 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基本功能有哪些？答：任務(wù)管理，任務(wù)間同步和通信，存儲(chǔ)器優(yōu)化管理，實(shí)時(shí)時(shí)鐘服務(wù)，中斷管理服務(wù)。7 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的有哪些評(píng)價(jià)指標(biāo)？答：任務(wù)調(diào)度算法、上下文切換時(shí)間、確定性、最小內(nèi)存開(kāi)銷和最大中斷禁止時(shí)間。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)性比不使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的好，程序設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，可調(diào)用不可重入函數(shù)（任務(wù)間不嵌套）。實(shí)時(shí)性：取決于最長(zhǎng)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)性好，優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)只要具備了運(yùn)行的條件，或者說(shuō)進(jìn)入了就緒態(tài)，就可以立即（任務(wù)切換時(shí)間）運(yùn)行。實(shí)時(shí)性：取決于任務(wù)（上下文）切換時(shí)間。答：條件：基于優(yōu)先級(jí)搶先式的任務(wù)調(diào)度、資源共享。在任務(wù) L 完成對(duì)共享資源的操作之前，任務(wù) M 也已就緒并將搶先任務(wù) L 運(yùn)行。解決方案：優(yōu)先級(jí)繼承、優(yōu)先級(jí)頂置7 進(jìn)行嵌入式操作系統(tǒng)選擇的時(shí)候，主要應(yīng)當(dāng)考慮什么因素？答：一般在進(jìn)行嵌入式操作系統(tǒng)選擇的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)考慮如下因素：1)、 進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間，即從開(kāi)始設(shè)計(jì)到產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間長(zhǎng)短；2)、 可移植性3)、 可利用的資源，已有的技術(shù)積累4)、 系統(tǒng)定制能力5)、 成本6)、 中文內(nèi)核支持80、 簡(jiǎn)述基于 HostTarget 模式的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)流程答：1) 在 Host（PC）上完成嵌入式軟件的編寫(xiě)、編譯、目標(biāo)代碼生成；第 26 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)2) 通過(guò)下載，將目標(biāo)代碼下載到目標(biāo)機(jī)上；3) 使用 HostTarget 聯(lián)合調(diào)試方式對(duì)目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的嵌入式應(yīng)用進(jìn)行調(diào)試。問(wèn)：① DRM 接收機(jī)采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法一般應(yīng)該經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)階段？② 確定是否需要鍵盤(pán)、LCD、USB 等接口應(yīng)該在什么階段？確定 DRM 接收機(jī)的重量、大小和功耗應(yīng)該在什么階段？③ 確定 OFDM 解調(diào)、Viterbi 譯碼器采用軟件實(shí)現(xiàn)還是硬件實(shí)現(xiàn)應(yīng)該在什么階段？確定CPU 選擇 TI 的 DSP 還是 ARM 的 ARM10E 應(yīng)該在什么階段？天線調(diào)諧器中頻信號(hào)A/DOFDM 解調(diào)Viterbi 譯碼信道解調(diào)糾錯(cuò)解碼解復(fù)用AAC譯碼數(shù)字業(yè)務(wù)解碼D/A模擬音頻數(shù)字音頻USBUSB接口調(diào)諧控制LCDCPU鍵盤(pán)答： DRM 接收機(jī)采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法一般應(yīng)該經(jīng)過(guò)需求分析、①規(guī)格說(shuō)明、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)測(cè)試。③ 確定 OFDM 解調(diào)、Viterbi 譯碼器采用軟件實(shí)現(xiàn)還是硬件實(shí)現(xiàn)應(yīng)該在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段；確定 CPU 選擇 TI 的 DSP 還是 ARM 的 ARM10E 應(yīng)該在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。clk 為時(shí)鐘信號(hào)，上升沿有效；rd 為讀信號(hào)，高電平有效。問(wèn)：①下圖中地址段持續(xù)幾個(gè)時(shí)鐘周期？在地址段主設(shè)備發(fā)出的信號(hào) C/BE表示什么意思？②下圖中數(shù)據(jù)段時(shí)期持續(xù)了幾個(gè)時(shí)鐘周期？從設(shè)備如何知道數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束？③如果時(shí)鐘 CLK 為 33MHz，數(shù)據(jù)總線寬度為 32 位，下圖數(shù)據(jù)傳輸速率為多少？峰值傳輸速率為多少？什么情況下才能達(dá)到峰值傳輸速率？1CLKFRAMEADC/BEIRDYTRDY地址段等待傳輸?shù)却齻鬏?3456789地址CMD數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2BE數(shù)據(jù)3等待傳輸數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段答：①下圖中地址段持續(xù) 1 個(gè)時(shí)鐘周期，在地址段主設(shè)備發(fā)出的信號(hào) C/BE表示總線命令。主設(shè)備使 IRDY有效的同時(shí)使 FRAME無(wú)效，用來(lái)告訴從設(shè)備這是最后一個(gè)數(shù)據(jù)段，表明數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。峰值傳輸速率為 133MB/s，當(dāng)沒(méi)有等待周期，傳輸拍數(shù)趨向無(wú)窮時(shí)達(dá)到峰值傳輸速率。問(wèn)：①下圖中地址段持續(xù)幾個(gè)時(shí)鐘周期？在地址段主設(shè)備發(fā)出的信號(hào) C/BE表示什么意思？②下圖中數(shù)據(jù)段時(shí)期持續(xù)了幾個(gè)時(shí)鐘周期？從設(shè)備如何知道數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束？③如果 CLK 為 33MHz，數(shù)據(jù)總線寬度為 32 位，下圖數(shù)據(jù)傳輸速率為多少？峰值傳輸速率為多少？什么情況下才能達(dá)到峰值傳輸速率？1CLKFRAMEADC/BEIRDYTRDYDEVSEL傳輸傳輸?shù)却却却齻鬏?3456789地址CMD數(shù)據(jù)1BE1數(shù)據(jù)2BE2BE3數(shù)據(jù)3地址段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段答：①下圖中地址段持續(xù) 1 個(gè)時(shí)鐘周期，在地址段主設(shè)備發(fā)出的信號(hào) C/BE表示總線命令。主設(shè)備使 IRDY有效的同時(shí)使 FRAME無(wú)效，用來(lái)告訴從設(shè)備這是最后一個(gè)數(shù)據(jù)段，表明傳輸結(jié)束。峰值傳輸速率為 133MB/s，當(dāng)沒(méi)有等待周期，傳輸拍數(shù)趨向無(wú)窮時(shí)達(dá)到峰值傳輸速率。答：（1）功能示意圖如下TXDTXDRXDGNDDTRDSR計(jì)算機(jī)ADTERXDGNDDTRDSR計(jì)算機(jī)BDTE（2）其利用硬件握手進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的工作過(guò)程如下：計(jì)算機(jī) A 接收計(jì)算機(jī) B 發(fā)送當(dāng)計(jì)算機(jī) A 準(zhǔn)備好，則使 DTR 有效。當(dāng)計(jì)算機(jī) A 未準(zhǔn)備好，則使 DTR 無(wú)效。計(jì)算機(jī) B 接收計(jì)算機(jī) A 發(fā)送當(dāng)計(jì)算機(jī) B 準(zhǔn)備好，則使 DTR 有效。當(dāng)計(jì)算機(jī) B 未準(zhǔn)備好，則使 DTR 無(wú)效。第 32 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù) 分析在四線連接方式的 RS485 組網(wǎng)方式中，為何不能實(shí)現(xiàn)對(duì)等通信？（10 分）TXDRXD主機(jī)SRSTXDRRXDSTXDRSRSRRXD從機(jī)RXDTXDRXD TXD答：假設(shè) 4 根總線從上到下依次命名為 A、B、C、D1）所有從機(jī)的接收線均連接在 A、B 總線上；2）所有從機(jī)的發(fā)送線均連接在 C、D 總線上；3）如果某從機(jī)需要與另一從機(jī)通信（即對(duì)等通信），則它需要將信息發(fā)送到 C、D 總線，但由于另一從機(jī)的接收線在 A、B 上，故兩者不能直接通信。因此需要在所有連接到總線上的設(shè)備之間，建立一種總線仲裁機(jī)制，例如令牌環(huán)機(jī)制等等，以保證不會(huì)在總線上造成沖突；6）一旦一個(gè)設(shè)備獲得總線的使用權(quán)，則可以成為主設(shè)備，而總線上其他的設(shè)備成為從設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)主從通信。令牌段Token空閑OUT數(shù)據(jù)段DataDATA0/1 握手段Handshake ACK主機(jī)發(fā)出NAKSTALL空閑設(shè)備發(fā)出答：（1） 令牌段：主機(jī)發(fā)出令牌包，尋址從機(jī)；（2） 數(shù)據(jù)段：主機(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)包；（3） 握手段：a) 從機(jī)如果接收令牌包或者數(shù)據(jù)包出錯(cuò)，無(wú)響應(yīng)；b) 從機(jī)端點(diǎn)不存在，回送 STALL；c) 從機(jī)端點(diǎn)暫時(shí)不能接收數(shù)據(jù)，回送 NAK；d) 從機(jī)接收正確，回送 ACK。答：（1） 令牌段：a) 主機(jī)發(fā)出令牌包，尋址從機(jī)。（3） 握手段：a) 主機(jī)如果接收數(shù)據(jù)包出錯(cuò)，無(wú)響應(yīng)；b) 主機(jī)如果接收數(shù)據(jù)包正確，回送 ACK。define IOPMOD (*(volatile unsigned long *)0x03FF5000)define IOPDATA (*(volatile unsigned long *)0x03FF5008)void Delayms(unsigned int)。IOPMOD = 0xFFFFFFFF。for(。){LED = IOPDATA。IOPDATA = LED。if(!(IOPDATA amp。}return(0)。//將所有 IO 口置為輸出模式//延遲程序//IO port mode register//IO port data register第 37 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)1 分析下述 S3C44B0x 的示例程序。 // 當(dāng)前時(shí)刻int main(void){ init_timer()。 // Turn LED1 On wait(1000)。 // Turn LED2 On wait(1000)。 pICI_ISPC = INT_TIMER5。 tick = timeval。}問(wèn)：① 語(yǔ)句“while (1){…… }”的作用是什么？② 關(guān)鍵詞“__irq”的作用是什么？③ 語(yǔ)句“pICI_ISPC = INT_TIMER5。”的作用是清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志；④ 中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU 響應(yīng)中斷并查詢中斷源得到中斷向量表入口地址，到中斷向量表相應(yīng)入口地址取指令執(zhí)行，該處為跳轉(zhuǎn)指令，執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令跳轉(zhuǎn)到子程序HandlerTIMER5 處執(zhí)行；⑤ 此程序的功能是雙燈閃爍。高低角為實(shí)時(shí)跟蹤，采用 PID 控制（一種控制算法），采樣周期為 20ms；方位角為步進(jìn)控制，每一次步進(jìn) 度。雷達(dá)自動(dòng)伺服系統(tǒng)俯仰通道實(shí)時(shí)跟蹤，天線上位機(jī)工控機(jī)RS422A接收機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)下位機(jī)S3C44B0x功放角度傳感器伺服電機(jī)高低角RS232C鍵盤(pán)顯示80C51功放步進(jìn)電機(jī)方位角答：① 該系統(tǒng)為嵌入式系統(tǒng)。② 下位機(jī) 80C51 的任務(wù)簡(jiǎn)單：顯示、鍵盤(pán)、串口通信、步進(jìn)控制，而且本身計(jì)算能力弱，無(wú)需配操作系統(tǒng)；③ 下位機(jī) S3C44B0x 的任務(wù)也簡(jiǎn)單：兩個(gè)串口通信、一個(gè) PID 控制，本身計(jì)算能力屬于中等，但實(shí)時(shí)性、可靠性要求高，采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可保證實(shí)時(shí)性和可靠性，可配簡(jiǎn)單實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如 uC/OSII；也可不配操作系統(tǒng)，PID 計(jì)算量不大，但要仔細(xì)設(shè)計(jì) PID 控制軟件，以保證實(shí)時(shí)性，但可靠性會(huì)降低；④ 上位機(jī)工控機(jī)計(jì)算能力強(qiáng)，任務(wù)復(fù)雜，要完成雷達(dá)接收信號(hào)的處理，但實(shí)時(shí)性要求不是很高，為了簡(jiǎn)化應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)，要配操作系統(tǒng)，一般配 Embedded 2000/XP 等復(fù)雜而非實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，軟件設(shè)計(jì)大幅度簡(jiǎn)化。（提示：使用 OSUnMapTbl 作為已知的映射表，使用 C 語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)計(jì)算過(guò)程的算法）OSRdyTbl[0] = 00000000、OSRdyTbl[1] = 01000000、OSRdyTbl[2] = 10001001OSRdyTbl[3] = 1111011OSRdyTbl[4] = 0010001OSRdyTbl[5] = 11110101OSRdyTbl[6] = 00010000、OSRdyTbl[7] = 11110010答：OSRdyGrp = 11111110Y = OSUnMapTbl[OSRdyGrp]。Tid = Y * 8 + X。X = 6。第 40 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)1 指揮臺(tái)與發(fā)報(bào)機(jī)之間確定采用串口（RS232C 協(xié)議）進(jìn)行雙機(jī)互聯(lián)（傳送命令，反饋信息），且沒(méi)有采用硬件握手機(jī)制。在不改變串口通信機(jī)制的前提下（物理層不變），利用你所學(xué)的知識(shí)，提出一種經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)實(shí)的方案來(lái)提高其通信可靠性。（①數(shù)據(jù)+CRC 校驗(yàn)數(shù)據(jù)（8 字符）+CRC 校驗(yàn)（2 字符），具體分析略。1 請(qǐng)用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單框架程序（個(gè)別地方也可文字?jǐn)⑹觯篌w現(xiàn)前后臺(tái)系統(tǒng)的編程思想（任務(wù)就是一個(gè)函數(shù)，直接調(diào)用，無(wú)需實(shí)現(xiàn)，但至少三個(gè)任務(wù)），并分析前后臺(tái)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)以及它的實(shí)時(shí)性如何決定。 else if( eventFlag2) task2( )。}}前臺(tái)程序：__irq void HandleFlag1( void ){ 清中斷請(qǐng)求標(biāo)志。}__irq void HandleFlag2( void )第 41 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù){清中斷請(qǐng)求標(biāo)志。}__irq void HandleFlag3( void ){ 清中斷請(qǐng)求標(biāo)志。}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(kāi)銷。實(shí)時(shí)性：取決于所有其它任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間之和。要求體現(xiàn)前后臺(tái)系統(tǒng)的編程思想，有收、發(fā)、處理三個(gè)任務(wù)，并分析前后臺(tái)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)以及它的實(shí)時(shí)性如何決定（變量函數(shù)聲明、啟動(dòng)代碼、初始化函數(shù)不用寫(xiě)，非關(guān)鍵程序可文字?jǐn)⑹觯? if( eventProcess ) task_process( )。 }}前臺(tái)程序：__irq void HandlerURXD1 ( void ){ // 清中斷請(qǐng)求標(biāo)志。第 42 頁(yè) 共 44 頁(yè)《嵌入式系統(tǒng)》試題庫(kù)}__irq void HandlerUTXD1 ( void ){ // 清中斷請(qǐng)求標(biāo)志。}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(kāi)銷。實(shí)時(shí)性：取決于所有其它任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間之和