嵌入式系统三级项目
嵌入式系统三级项目报告
——内存管理
姓名：
学号：
指导教师：赵逢达
2016 年7 月
摘要
内存管理模块是计算机操作系统中一个十分重要的组成部分，直接关系到系统是否能正常运行和整个系统性能优劣。内存的分配和回收策略在通用操作系统中得到了很好的研究与实现，受硬件资源限制，这些策略不完全适用于嵌入式操作系统，它没有考虑实时性、可预测性、资源相对有限性等嵌入式操作系统特征。下载已经编译好的文件到目标开发板上运行，体会操作系统中内存的分配模式，进程的建立以及内存的申请释放和管理。
关键词：内存管理、ARM配置samba服务器
目录
前言 0
1 实验简介 (1)
实验目的 (1)
实验的开发运行平台 (1)
项目内容 (1)
2 实验步骤 (2)
建立工作目录 (2)
在root 用户下建立新用户 (2)
配置samba 服务器 (2)
编译应用程序 (2)
下载调试 (2)
实验运行结果 (3)
3 数据流程图 (6)
创建新进程 (6)
原理 (6)
流程图 (6)
分配内存 (8)
原理 (8)
流程图 (8)
设置分配算法 (10)
原理 (10)
流程图 (10)
内存回收 (11)
原理 (11)
流程图 (11)
三个分配算法 (14)
首次适应算法FF (14)
最佳适应算法BF (14)
最坏适应算法WF (15)
流程图 (15)
4 心得体会 (19)
参考文献 (20)
、八、，
前言
在当前这个数字信息时代和网络技术高速发展的时代，嵌入式已经广泛渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活中等方方面面。随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广，嵌入式技术和人们的生活结合的越来越密切。如何在嵌入式系统中更加有效的对动态内存进行管理也变得越来越重要。动态内存管理的基本任务是有效地对动态内存进行分配、回收，并同时保证系统的快速性、高效性、可靠性。当系统请求内存分配时，系统需要从空闲链表中找一块空闲内存给予分配，当用户不再需要时而释放某块内存，系统需要回收这块内存，已备在新的需要请求时进行重新分配。
本次课题研究的范围包括使用嵌入式系统的各类产品，在这些产品中嵌入式系统中内存的管理就是用其中的方法之一。
通过本次试验体会操作系统中内存的分配模式；掌握内存分配的方法（FF,BF,WF ;学会进程的建立，当一个进程被终止时内存是如何处理被释放块，并当内存不满足进程申请时是如何使用内存紧凑；掌握内存回收过程及实现方法;学会进行内存的申请释放和管理;嵌入式系统不同于普通计算机系统，一般用于完成某种特定功能，要求实时性，可测性等。内存管理在嵌入式系统中是一个比较重要的问题，如果处理不好内存资源的管理，那么系统的效率将会大大降低，更严重的话系统将会无法正常运行。
此次项目主要研究对象是内存管理。通过本次项目体会操作系统中内存的分配模式，掌握内存分配的方法和内存回收过程及实现方法，学会进程的建立及进行内存的申请释放和管理。
1 实验简介
实验目的
1、通过本次试验体会操作系统中内存的分配模式；
2、掌握内存分配的方法( FF,BF,WF)；
3、学会进程的建立，当一个进程被终止时内存是如何处理被释放块，并当内存不满足进程申请时是如何使用内存紧凑；
4、掌握内存回收过程及实现方法；
5、学会进行内存的申请释放和管理；
实验的开发运行平台
UP-TECH S2410/P270 DVP 嵌入式实验平台、PC 机Pentium500 以上，硬盘10G以上。
PC机操作系统REDHAT LINU冷MINICOI W ARM-LINU)开发环境。
项目内容
使用Redhat Linux操作系统环境，安装ARM-Linux的开发库及编译器。创建一个新目录，并在其中编写和Makefile 文件。学习在Linux 下的编程和编译过程，以及ARM开发板使用和开发环境设置。下载已经编译好的文件到目标开发板上运行。
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一、选择题 1:嵌入式系统是一类特殊的计算机系统。下列产品中不属于嵌入式系统的是( )。 A.电饭煲 B.路由器 C.巨型机 机 2:嵌入式系统硬件的核心是。下面关于嵌入式系统特点的叙述中，错误的是( )。 A.支持实时处理 B.低功耗 C.字长在16位以下 D.集成了测试电路 3:下面关于微控制器的叙述中，错误的是( )。 A.微控制器将整个计算机硬件的大部甚至全部电路集成在一块芯片中 B.微控制器品种和数量最多，在过程控制、机电一体化产品、智能仪器仪表、家用电器、计算机网络及通信等方面得到了广泛应用 C.微控制器的英文缩写是 D.8位的微控制器现在已基本淘汰 4:片上系统()也称为系统级芯片，下面关于叙述中错误的是( )。 芯片中只有一个或 芯片可以分为通用芯片和专用芯片两大类 C.专用芯片可分为定制的嵌入式处理芯片和现场可编程嵌入式处理芯片两类 芯片可以反复地编程、擦除、使用，在较短时间内就可完成电路的输入、编译、优化、仿真，直至芯片的制作 5:数码相机是嵌入式系统的典型应用之一。下面关于数码相机的叙述中，错误的是( )。 A.它由前端和后端两部分组成，前端负责数字图像获取，后端负责数字图像的处理 B.后端通常是以嵌入式作为核心的芯片，用于完成数字图像处理 C.负责进行数码相机操作控制(如镜头变焦、快门控制等)是一个32位的 D.高端数码相机配置有实时操作系统和图像处理软件 6:电子书阅读器中存储的一本中文长篇小说，大小为128，文件格式为，试问该小说包含的汉字大约有多少万字?( ) A.6万字 B.12万字 C.25万字 1、嵌入式系统的定义 (1)定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 (2)嵌入式系统发展的4个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。 (3)知识产权核(IP核)：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。 (4)IP核模块有行为、结构和物理3级不同程度的设计，对应描述功能行为的不同可以分为三类：软核、固核、硬核。 2、嵌入式系统的组成：硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层 (1)硬件层：嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。 嵌入式核心模块=微处理器+电源电路+时钟电路+存储器Cache：位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是最近一段时间 微处理器使用最多的程序代码和数据。它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快。 (2)中间层(也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP)：它将系统上层软件和底层硬件分离开来，使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况，根据BSP层提供的接口开发即可。 BSP有两个特点：硬件相关性和操作系统相关性。设计一个完整的BSP需要完成两部分工作： A、嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。 片级初始化：纯硬件的初始化过程，把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。 板级初始化：包含软硬件两部分在内的初始化过程，为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。 系统级初始化：以软件为主的初始化过程，进行操作系统的初始化。 B、设计硬件相关的设备驱动。 (3)系统软件层：由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。 RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。 (4)应用软件：由基于实时系统开发的应用程序组成。 全国计算机等级考试三嵌入式系统开发技术题库第1套 一、选择题 1:嵌入式系统是一类特殊的计算机系统。下列产品中不属于嵌入式系统的是（）。 A:电饭煲 B:路由器 C:巨型机 D:POS机 2:嵌入式系统硬件的核心是CPU。下面关于嵌入式系统CPU特点的叙述中，错误的是（）。 A:支持实时处理 B:低功耗 C:字长在16位以下 D:集成了测试电路 3:下面关于微控制器的叙述中，错误的是（）。 A:微控制器将整个计算机硬件的大部甚至全部电路集成在一块芯片中 B:微控制器品种和数量最多，在过程控制、机电一体化产品、智能仪器仪表、家用电器、计算机网络及通信等方面得到了广泛应用 C:微控制器的英文缩写是MCU D:8位的微控制器现在已基本淘汰 4:片上系统（SoC）也称为系统级芯片，下面关于SoC叙述中错误的是（）。 A:SoC芯片中只有一个CPU或DSP B:SoC芯片可以分为通用SoC芯片和专用SoC芯片两大类 C:专用SoC芯片可分为定制的嵌入式处理芯片和现场可编程嵌入式处理芯片两类 直至芯片的制作 5:数码相机是嵌入式系统的典型应用之一。下面关于数码相机的叙述中，错误的是（）。 A:它由前端和后端两部分组成，前端负责数字图像获取，后端负责数字图像的处理 B:后端通常是以嵌入式DSP作为核心的SoC芯片，DSP用于完成数字图像处理 C:负责进行数码相机操作控制（如镜头变焦、快门控制等）是一个32位的MCU D:高端数码相机配置有实时操作系统和图像处理软件 6:电子书阅读器中存储的一本中文长篇小说，大小为128KB，文件格式为.txt，试问该小说包含的汉字大约有多少万字？（） A:6万字 B:12万字 C:25万字 D:40万字 7:数字视频信息的数据量相当大，通常需要进行压缩处理之后才进行传输和存储。目前数字有线电视所传输的数字视频采用的压缩编码标准是（）。 A:MPEG-1 B:MPEG-2 C:MPEG-4 D:MPEG-7 8:下面是IP协议中C类IP地址有关规定的叙述，其中正确的是（）。 A:它适用于中型网络 B:它所在的网络最多只能连接254台主机 C:它不能用于多目的地址发送（组播） D:它的二进制表示中最高3位一定是“101” 第十二套 1. 嵌入式系统的应用极其广泛，下列设备：①洗衣机、②电饭煲、③服务器、 ④平板扫描仪、⑤路由器、⑥机顶盒、⑦巨型机、⑧POS机中，属于嵌入式系统应用的是： A) 除④和⑤之外 B)除③和⑦之外 C) 除⑤和⑦之外 D) ①～⑧全部都是 2. 嵌入式系统的软件大多存储在非易失性存储器中，即使断电也不会消失。目前嵌入式系统使用最多的非易失性存储器是： A) Mask ROM B) Flash memory C) SRAM D) SSD 3. 下图是数字信号处理器（DSP）的典型应用方式，其中的①、②和③分别是： A) 模拟信号、DSP、数字信号 B) 模拟信号、DSP、模拟信号 C) 数字信号、DSP、数字信号 D) 数字信号、DSP、模拟信号 4. 片上系统（或系统级芯片）是目前广泛使用的一种嵌入式处理芯片，下面有关叙述中错误的是： A) 其英文缩写是SOC或SoC，它是电子设计自动化水平提高和大规模集成电路制造技术发展的成果 B) 它已成为集成电路设计的发展趋势，现在许多嵌入式处理芯片都是片上系统 C) 芯片中既包含处理器又包含存储器及外围电路，单个芯片就能实现数据的采集、转换、存储、处理和I/O等多种功能 D) 智能手机已经广泛采用片上系统，平板电脑大多还使用传统的Intel处理器 5. 在嵌入式系统（如数码相机）中，获取数字图像的过程 大体分为四步，如下图所示，正确的处理步骤是： A) 取样、扫描、分色、量化 B) 分色、量化、扫描、取样 C) 扫描、分色、取样、量化 D) 扫描、量化、取样、分色 6. 数字音频的比特率（码率）指的是每秒钟的数据量，它与取样频率、量化位数、声道数目、使用的压缩编码方法等密切相关。假设数字音频的比特率为32kb/s，其量化位数为8位，单声道，采用压缩编码，压缩比为2，那么取样频率是： A) 8 kHz B) 12 kHz C) 16 kHz D) 20 kHz 7. 微波通信是利用频率为300MHz~300GHz电磁波进行的通信，它具有频带宽、容量大的特性，应用广泛。下面不属于微波通信应用的是： A) 手机通信 B) 卫星通信 C) 无线局域网（WiFi） D)调频广播（FM） 8. 计算机局域网传输数据时，必须把数据组织成规定格式的"帧"，每一数据帧由下图所示的5个部分组成,其中①、②、③分别是： A) 有效载荷、控制信息、校验信息 B) 控制信息、校验信息、有效载荷 C)控制信息、有效载荷、校验信息 D) 校验信息、有效载荷、控制信息 1.下面是嵌入式系统硬件部分的逻辑组成及其与外部世界关系的示意图，其中的组成部分A是___【1】____接口；组成部分B是___【2】____接口。 【解题思路】 本题考查的主要是嵌入式系统硬件的逻辑组成。硬件的主体是中央处理器和存储器，他们通过I/O接口和I/O设备与外部世界联系，并借助总线相互连接。 【参考答案及解析】 【1】输入 【2】输出 2.数字图像的文件格式有多种，不同的文件格式采用不同的编码方法，具有不同的特点，适合不同的应用。其中，GIF图像文件格式颜色数目仅___【3】____种，文件特别小，适合互联网传输。____【4】___图像文件格式是静止图像数据压缩编码的国际标准，它在数码相机中得到广泛使用。 【解题思路】 此题考查数字图像的文件格式。数字图像的文件格式包括BMP，TIF（或TIEF），GIF，JPEG，PNG等，各有特点，适合不同的应用需求。 【参考答案及解析】 【3】256 【4】JPEG 3.具有Wi-Fi功能的手机、平板电脑、笔记本电脑等终端设备，需要在有“热点”的地方才可能接入无线网络。所谓“热点”其正式的名称是 ____【5】___，它实际上是一个无线交换机或无线 ___【6】____，室内覆盖距离一般仅为30m左右，室外通常可达100～300m。 【解题思路】 本题考查无线局域网的相关概念 【参考答案及解析】 【5】无线接入点 【6】路由器 4. ARM公司把ARM11之后的基于ARM Cortex- __【7】_____内核和ARM Cortex- __【8】_____内核的系列处理器称为嵌入式Cortex处理器。 【解题思路】 此题考查ARM处理器内核分类，尤其是Cortex处理器。 【参考答案及解析】 【7】R；Cortex-R为实时应用Cortex处理器，其中R表示Real Time； 计算机三级《嵌入式系统开发》简答题练习计算机三级《嵌入式系统开发》简答题练习 1.简述典型嵌入式系统的组成。 答：典型的嵌入式系统由2部分组成; 嵌入式硬件：包括处理器、存储器、总线、外部设备、IO端口、以及各种控制器; 2.简述影响嵌入式软件调试的因素。 答：影响嵌入式软件调试的因素主要包括3个： 硬件缺陷; 编译器自动优化; 外界环境干扰。 3.简述处理机管理中调度的作用和目的。 答：通过在进程之间切换CPU来提高计算机的实际使用效率;其 目的就是在任何时候都使得有一个进程在运行，从而使CPU使用率 最大化。 4.简述嵌入式程序优化遵循的原则。 答：嵌入式程序优化遵循三个原则： 等效原则 有效原则 经济原则 5.简述BootLoader的功能。 答：BootLoader主要有3个功能： 初始化目标硬件设备;控制启动过程;下载并执行操作系统映像。 6.简述GDB调试器提供的基本功能。 答：GDB调试器提供4个基本功能： 启动程序;在断点处暂停程序;在程序暂停时，可以检查程序中所发生的事情;动态改变程序的执行环境。 7.简述嵌入式操作系统的主要功能。 答：嵌入式操作系统由4个主要功能： 处理机管理;同步;内存管理;文件系统。 8.简述指令集模拟器按体系架构的分类及分类的含义。 答：指令集模拟器按体系架构分2类： 同构模拟器，指在某种体系架构的处理器之上，使用软件模拟出另一个与自己相同的虚拟机。 异构模拟器，在一种体系架构的处理器之上，模拟另外一种处理器的执行。、 9.简述嵌入式系统的发展阶段。 答：嵌入式系统有4个发展阶段： 无操作系统阶段; 简单操作系统阶段; 实时操作系统阶段; 面向internet阶段; 10.简述线程的优点。 答：线程主要优点有4个： 三级嵌入式系统开发技术-4 (总分：100.00，做题时间：90分钟) 一、选择题(总题数：50，分数：100.00) 1.与通用计算机(如PC)相比，嵌入式系统具有许多不同之处。下面不属于嵌入式系统特点的是______。（分数： 2.00） A.嵌入式系统与具体应用紧密结合，具有很强的专用性 B.嵌入式系统大多面向控制应用，可靠性十分重要 C.应用于过程控制、数据采集、通信传输等领域的嵌入式系统对实时性有一定要求 D.用户可以方便地对嵌入式系统的软件进行修改、升级和扩充√ 解析： 2.下面是关于嵌入式系统CPU的叙述，其中错误的是______。 （分数：2.00） A.嵌入式系统中目前仍大量使用8位和16位的CPU B.使用32位CPU是嵌入式系统技术发展的主流 C.数字信号处理器不能用作嵌入式系统的CPU √ D.嵌入式系统CPU大多能支持实时处理并具有低功耗特性 解析： 3.微控制器是嵌入式处理芯片的一个重要品种，下面有关叙述中正确的是______。 （分数：2.00） A.微控制器将CPU、存储器、I/O控制电路等全部集成在一块IC芯片中 B.微控制器的品种多，应用面广，是嵌入式处理芯片中历史最长的一个品种 C.4位和8位的MCU目前已很少使用，接近淘汰√ D.当前大多数32位MCU产品中都使用ARM处理器内核 解析： 4.片上系统也称为系统级芯片，它是嵌入式处理芯片的一个重要品种，下列叙述中错误的是______。 （分数：2.00） A.片上系统的英文原文是System On Chip，其缩写为SOC或SoC B.它是集成电路加工工艺进入到深亚微米时代的产物 C.片上系统实现了使用单个芯片进行数据的采集、转换、存储、处理和I/O等多种功能 D.片上系统能把除了模拟电路之外的各种电路都集成在单个芯片上√ 解析： 5.下列有关汉字编码标准的叙述中，错误的是______。 （分数：2.00） A.GB2312国标字符集仅包含6000多个汉字，许多情况下已不够使用 B.GB18030编码标准与Unicode编码标准完全兼容√ C.Unicode字符集包含的汉字超过2万个，既包括简体汉字，也包括繁体汉字 D.GB18030汉字编码标准与GB2312保持向下兼容 解析： 6.一幅1024×768的彩色图像，其数据量在2.25MB左右，若图像数据没有经过压缩处理，则图像中每像素是使用______二进制位表示的。 （分数：2.00） A.8位 B.16位 C.24位√ D.32位 解析： 2014计算机三级考试嵌入式系统开发技术上机试题及答案1 1．选择题 1．以下哪个不是嵌入式系统的设计的三个阶段之一：（A） A 分析 B 设计 C 实现 D 测试 2．以下哪个不是RISC架构的ARM微处理器的一般特点：（C ） A 体积小、低功耗 B 大量使用寄存器 C采用可变长度的指令格式，灵活高效 D 寻址方式灵活简 3．通常所讲的交叉编译就是在X86架构的宿主机上生成适用于ARM架构的（ A ）格式的可执行代码。 A elf B exe C pe D sh 4．下面不属于Boot Loader 阶段1所完成的步骤的是：（ C ） A . 硬件设备初始化。 B . 拷贝Boot Loader的阶段2到RAM空间中。 C . 将kernel映像和根文件系统映像从Flash 读到RAM空间中。 D . 设置堆栈。 5. 以下哪个不是ARM的7种运行状态之一：（B） A快中断状态 B挂起状态 C中断状态 D无定义状态 6. 用以下的哪个命令可以把server的 /tmp mount 到client的/mnt/tmp 并且是（A） A .mount -o ro server:/tmp /mnt/tmp B. mount -o ro /mnt/tmp server:/tmp C .mount -o ro client:/mnt/tmp server:/tmp D.mount -o ro server:/tmp client:/mnt/tmp 7. 以下哪个GUI是由中国人主持的一个自由软件项目：（A ） A MinuGUI B OpenGUI C MicroWindows D Qt/Embedded 8. 在下面的叙述中，( D )不是嵌入式图形用户接口（GUI）的主要特点。 A运行时占用的系统资源少 B. 模块化结构，便于移植和定制 C. 可靠性高 D. 美观华丽，图形算法复杂 嵌入式系统三级项目报告 ——内存管理 姓名： 学号： 指导教师：赵逢达 2016年7月 摘要 内存管理模块是计算机操作系统中一个十分重要的组成部分，直接关系到系统是否能正常运行和整个系统性能优劣。内存的分配和回收策略在通用操作系统中得到了很好的研究与实现，受硬件资源限制，这些策略不完全适用于嵌入式操作系统，它没有考虑实时性、可预测性、资源相对有限性等嵌入式操作系统特征。下载已经编译好的文件到目标开发板上运行，体会操作系统中内存的分配模式，进程的建立以及内存的申请释放和管理。 关键词：内存管理、ARM、配置s amba 服务器 目录 前言 0 1 实验简介 (1) 实验目的 (1) 实验的开发运行平台 (1) 项目内容 (1) 2 实验步骤 (2) 建立工作目录 (2) 在 root 用户下建立新用户 (2) 配置 samba 服务器 (2) 编译应用程序 (2) 下载调试 (2) 实验运行结果 (3) 3 数据流程图 (6) 创建新进程 (6) 原理 (6) 流程图 (6) 分配内存 (8) 原理 (8) 流程图 (8) 设置分配算法 (10) 原理 (10) 流程图 (10) 内存回收 (11) 原理 (11) 流程图 (11) 三个分配算法 (14) 首次适应算法FF (14) 最佳适应算法BF (14) 最坏适应算法WF (15) 流程图 (15) 4 心得体会 (19) 参考文献 (20) 前言 在当前这个数字信息时代和网络技术高速发展的时代，嵌入式已经广泛渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活中等方方面面。随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广，嵌入式技术和人们的生活结合的越来越密切。如何在嵌入式系统中更加有效的对动态内存进行管理也变得越来越重要。动态内存管理的基本任务是有效地对动态内存进行分配、回收，并同时保证系统的快速性、高效性、可靠性。当系统请求内存分配时，系统需要从空闲链表中找一块空闲内存给予分配，当用户不再需要时而释放某块内存，系统需要回收这块内存，已备在新的需要请求时进行重新分配。 本次课题研究的范围包括使用嵌入式系统的各类产品，在这些产品中嵌入式系统中内存的管理就是用其中的方法之一。 通过本次试验体会操作系统中内存的分配模式；掌握内存分配的方法（FF,BF,WF）；学会进程的建立，当一个进程被终止时内存是如何处理被释放块，并当内存不满足进程申请时是如何使用内存紧凑；掌握内存回收过程及实现方法；学会进行内存的申请释放和管理；嵌入式系统不同于普通计算机系统，一般用于完成某种特定功能，要求实时性，可测性等。内存管理在嵌入式系统中是一个比较重要的问题，如果处理不好内存资源的管理，那么系统的效率将会大大降低，更严重的话系统将会无法正常运行。 此次项目主要研究对象是内存管理。通过本次项目体会操作系统中内存的分配模式，掌握内存分配的方法和内存回收过程及实现方法，学会进程的建立及进行内存的申请释放和管理。 第一章 ARM概述及体系结构 1.ARM的全称:Advanced RISC Machine 2.ARM内核最大的优势在于高速度，低功耗，32位嵌入式RISC微处理器结构—ARM体系结构，ARM处理器核当前有6个系列产品：ARM7，ARM9，ARM9E,ARM10E,SecurCore,ARM11 3.ARM处理器的7种模式：用户模式，快速中断模式，外部中断模式，特权模式，数据访问模式，未定义模式，系统模式 4.ARM处理器共有37个寄存器，包括31个通用寄存器和6个状态寄存器。通用寄存器可以分为三类：未备份寄存器，备份寄存器，程序寄存器（PC），寄存器R14又称为连接寄存器，它有两个作用，第一：它存放了当前子程序的返回地址。第二：当异常中断发生时，该异常模式特定的物理R14被设置成该异常模式将要返回的地址。 5 CPRS（当前程序状态寄存器）中断控制位当I=1时禁止IRQ中断当F=1时禁止FIQ中断 6 ARM中断异常中断的种类：复位（RESET），未定义的指令(UNDENFINED INSTRUCTION)，软件中断(SOFTWARE INTERRUPT)，指令预取中止(PREFECH)，数据访问中止(DATA ABORT)，外部中断请求(IRQ)，快速中断请求(FRQ) 7 ARM的存储器接口可以分为四类：时钟和时钟控制信号，地址类信号，存储器请求信号，数据时序信号。 第三章构造和调试ARM系统 1 ARM应用系统的设计包含硬件系统的设计和软件系统的设计。最基本得组成部分包括：电源部分，晶振电路，复位电路，ROM和RAM。 2.P96的RESET电路（大家好好看下，老师上课说了下的）复位电路主要完成系统的上电复位和系统在运行时的用户的按键复位功能。它的工作原理是：在系统上电是，通过电阻R1向电容C1充电，当C1两端的电压未达到高电平的门限电压时，RESET端输出为低电平，系统处于复位状态，当C1两端的电压达到了高电平的门限电压时，RESER端输出为高电平，系统处于正常工作状态。当用户按下按钮S1时，C1两端的电荷被卸放掉，reset 端输出为低电平，系统进入复位状态，再重复以上的充电过程，系统进入正常的工作状态。 计算机三级嵌入式考试知识点整理 （计算机三级嵌入式考试只考选择题和填空题） 1.嵌入式系统的设计的三个阶段之一：1. 设计 2.实现 3.测试 2.RISC架构的ARM微处理器的一般特点：1. 体积小、低功耗 2.大量使用寄 存器3. 寻址方式灵活简 3.通常所讲的交叉编译就是在X86架构的宿主机上生成适用于ARM架构的格式 (elf)的可执行代码 4.Boot Loader阶段1所完成的步骤的是:1. 硬件设备初始化 2. 拷贝 Boot Loader的阶段2到RAM空间中3. 设置堆栈 5.ARM的7种运行状态之一:1. 快中断状态2. 中断状态3. 无定义状态4.管 理状态5.快速中断状态6.系统状态7.用户状态 6.命令可以把server的/tmp mount到client的/mnt/tmp并且是： mount-o ro server:/tmp/mnt/tmp 7.哪个GUI是由中国人主持的一个自由软件项目：MinuGUI 8.嵌入式图形用户接口（GUI）的主要特点：1. 运行时占用的系统资源少 2.模 块化结构，便于移植和定制3.可靠性高 9.RISC指令系统特点的是:1. 指令长度固定，指令种类少2.设置大量通用 寄存，访问存储器指令简单3. 选取使用频率较高的一些简单指令 10.通常所说的32位微处理器是指CPU字长为32位 11.在嵌入式软件交叉调试过程中，宿主机与目标机之间的连接与通信方式有:1. 串口2.并口3.网络4.JTAG 12.ADD R0,R1,[R2]属于寄存器间接寻址 13.ADD R0,R0,#1属于立即寻址 14.数据字越长则精度越高 15.典型的计算机系统结构是冯诺依曼体系结构 16.将传统的计算机系统芯片化，是嵌入式系统诞生后的∑发展模式发展模式 17.RISC指令系统特点的是：1. 大量使用寄存器2.采用固定长度指令格式3. 使用单周期指令4.寻址方式多 18.与通用操作系统相比嵌入式操作系统还必须具有的特点是：1. 强稳定性， 弱交互性2. 较强实时性 19.嵌入式系统产品：1. PDA 2.ATM机 3. 机顶盒 20.开源的嵌入式操作系统的是嵌入式linux 21.虚拟文件系统的是vfs 22.嵌入式系统通常执行特定功能 23.在嵌入式产品需求分析阶段完成的任务是操作系统和硬件选型 24.ARM处理器异常工作模式的是1. 快速中断模式2. 未定义模式 3. 数据访问 终止模式 25..嵌入式软件开发与通用软件开发增加了代码固化环节 26.嵌入式系统调试方式中不占用系统资源的调试方式是ICE在线仿真器 27.ARM汇编程序中实现程序跳转的方式使用跳转指令 28.ADD R0,R1,[R2]中的第二操作数属于寄存器间接寻址方式 29.烧写到FLASH里的是.bin格式的文件 二、填空题 1.ARM内核有（T）（D）（M）（I）四个功能模块。 一、选择题 1. 嵌入式系统的应用极其广泛，下列设备：①洗衣机、②电饭煲、③服务器、④平板扫描仪、⑤路由器、⑥机顶盒、 ⑦巨型机、⑧POS机中，属于嵌入式系统应用的是： A) 除④和⑤之外B)除③和⑦之外 C) 除⑤和⑦之外 D) ①～⑧全部都是 2. 嵌入式系统的软件大多存储在非易失性存储器中，即使断电也不会消失。目前嵌入式系统使用最多的非易失性存储器是： A) Mask ROM B) Flash memory C) SRAM D) SSD 3. 下图是数字信号处理器（DSP）的典型应用方式，其中的①、②和③分别是： A) 模拟信号、DSP、数字信号B) 模拟信号、DSP、模拟信号 C) 数字信号、DSP、数字信号 D) 数字信号、DSP、模拟信号 4. 片上系统（或系统级芯片）是目前广泛使用的一种嵌入式处理芯片，下面有关叙述中错误的是： A) 其英文缩写是SOC或SoC，它是电子设计自动化水平提高和大规模集成电路制造技术发展的成果 B) 它已成为集成电路设计的发展趋势，现在许多嵌入式处理芯片都是片上系统 C) 芯片中既包含处理器又包含存储器及外围电路，单个芯片就能实现数据的采集、转换、存储、处理和I/O等多种功能 D) 智能手机已经广泛采用片上系统，平板电脑大多还使用传统的Intel处理器 5. 在嵌入式系统（如数码相机）中，获取数字图像的过程 大体分为四步，如下图所示，正确的处理步骤是： A) 取样、扫描、分色、量化 B) 分色、量化、扫描、取样 C) 扫描、分色、取样、量化 D) 扫描、量化、取样、分色 6. 数字音频的比特率（码率）指的是每秒钟的数据量，它与取样频率、量化位数、声道数目、使用的压缩编码方法等密切相关。假设数字音频的比特率为32kb/s，其量化位数为8位，单声道，采用压缩编码，压缩比为2，那么取样频率是： A) 8 kHz B) 12 kHz C) 16 kHz D) 20 kHz 7. 微波通信是利用频率为300MHz~300GHz电磁波进行的通信，它具有频带宽、容量大的特性，应用广泛。下面不属于微波通信应用的是： A) 手机通信 B) 卫星通信 C) 无线局域网（WiFi）D)调频广播（FM） 8. 计算机局域网传输数据时，必须把数据组织成规定格式的"帧"，每一数据帧由下图所示的5个部分组成,其中①、 ②、③分别是： A) 有效载荷、控制信息、校验信息 B) 控制信息、校验信息、有效载荷 C)控制信息、有效载荷、校验信息 D) 校验信息、有效载荷、控制信息 9. 关于嵌入式处理器内核说法错误的是： 2014年计算机三级考试嵌入式系统开发技术知识点汇总一、嵌入式系统开发的基础知识 1．嵌入式系统的特点、分类、发展与应用，熟悉嵌入式系统的逻辑组成。 （1）特点： 专用性 隐蔽性（嵌入式系统是被包装在内部） 资源受限（要求小型化、轻型化、低功耗及低成本，因此软硬件资源受到限制） 高可靠性（任何误动作都可能会产生致命的后果） 软件固化（软件都固化在只读存储器ROM中，用户不能随意更改其程序功能） 实时性 （2）逻辑组成 硬件：1)处理器（运算器、控制器、存储器） 目前所有的处理器都是微处理器中央处理器（CPU）和协助处理器（数字信号处理器DSP、图像处理器、通信处理器） 2)存储器（随机存储器RAM和只读存储器ROM） RAM分为动态DRAM和静态SRAM两种。DRAM电路简单、集成度高、功耗小、成本低，但速度稍慢慢；SRAM电路较复杂、集成度低、功耗较大、成本高，但工作速度很快，适合用作指令和数据的高速缓冲存储器 RAM当关机或断电时，其中的信息都会消失，属于易失性存储器 ROM属于不易失性存储器。分为电可擦可编程只读存储器（存放 固件）和闪速存储器（Flash ROM简称内存）。内存的工作原理：在低 压下，存储的信息可读但不可写，这类似于ROM；在较高的电压下， 所存储的信息可以更改和删除，这有类似于RAM。 3)I/O设备与I/O接口 4)数据总线 软件 （3）分类 按嵌入式系统的软硬件技术复杂程度进行分类： 1)低端系统采用4位或8位单片机，在工控领域和白色家电领域占主导地位，如计算器、遥控器、充电器、空调、传真机、BP机等。 2)中端系统采用8位/16位/32位单片机，主要用于普通手机、摄像机、录像机、电子游戏机等。 3)高端系统采用32位/64位单片机，主要用于智能手机、调制解调器、掌上计算机、路由器、数码相机等。 （4）发展 20世纪60年代初，第一个工人的现代嵌入式系统（阿波罗导航计算机） 20世纪60年代中期，嵌入式计算机批量生产 20世纪70年代，微处理器出现 20世纪80年代中期，外围电路的元器件被集成到处理器芯片中，昂贵的模拟电路元件能被数字电路替代 20世纪90年代中期SOC出现，集成电路进入超深亚微米乃至纳米加工时代 2．嵌入式系统的组成与微电子技术（集成电路、EDA、SoC、IP核等技术的作用和发展）（1）集成电路IC 2016新编计算机等级嵌入式三级 2014年计算机三级考试嵌入式系统开发技术题库(有答案) 一单项选择题 1. 世界上第一台计算机研制成功的年代是( C ) Α.1944年 B.1945年 C.1946年 D.1947年 2. 十进制数235，用二进制表达为( A ) Α.11101011 B.11101010 C.11101001 D.11101110 3. ARM采用定长指令格式，所有指令都是32位，Bit[31:28]为( B ) Α.目标寄存器编码 B.条件执行 C.指令操作符编码 D.永远是0 4. 8080处理器是( C ) Α.32位处理器 B.16位处理器 C.8位处理器 D.4位处理器 5. 把微处理器与外部设备相连接的线路称为( D ) Α.电源线 B.控制线 C.数据线 D.总线 6. 嵌入式软件开发构建阶段的第一步是( A ) Α.编译 B.链接 C.定址 D.打包 7. 以下有关进程和程序的说法错误的是( D ) Α.进程是动态的 B.程序是静态的 C.一个程序可以对应多个进程 D.程序就是进程 8. 微软开发的嵌入式操作系统是( C ) Α.RT-Linux B.MontaVista C.Windows CE D.VxWorks 9. ROM监视器是一个小程序，驻留在嵌入式系统的( B ) Α.RAM中 B.ROM中 C.Flash中 D.DOM中 10.直接存储器存取的英文缩写是( A ) Α.DMA B.DRAM C.ISA D.IRQ 11. 以下不是嵌入式系统应用领域的是( C ) Α.移动电话 B.汽车电子 C.办公系统 D.军工航天 12. 十进制数235，用八进制表达为( C ) Α.351 B.352 C.353 D.354 13. ARM采用定长指令格式，所有指令都是32位，Bit[27:26]为( C ) Α.目标寄存器编码 B.指令操作符编码 C.永远是0 D.条件执行 14. 80286处理器是( B ) Α.32位处理器 B.16位处理器 全国计算机等级考试三级教程 ——嵌入式系统开发技术 整理着：老乡 开始日期：2015 03 09 截止日期：2015 03 15 一、嵌入式系统概论 1.与通用计算机相比，嵌入式系统具有许多不同之处。下面是其特点是（）： A.嵌入式系统与应用紧密结合，具有很强的专用性 B.嵌入式大多数面向应用，可靠性十分重要 C.应用于过程控制、数据采集、通讯传输等领域的嵌入式系统对实时性有一 定要求 D.用户可以方便对嵌入式系统的软件进行修改、升级和扩充 2.关于嵌入式系统CPU叙述中错误的是（）： A.嵌入式系统中目前仍大量使用8位、16位的CPU B.使用32位CPU仍是嵌入式系统发展的主潮流 C. 数字信号处理器不能用作嵌入式系统的CPU D. 嵌入式系统的CPU大多数支持实时处理并且具有低功耗的特性 3.微控制器是嵌入式处理芯片的主要品种之一，下面正确是（）： A. 微控制器将CPU、存储器、IO接口控制电路全部集中在一块芯片上 B.微控制器的品种多、应用广、是嵌入式处理芯片中历史悠久的一个品种 C. 4位、8位处理器的MCU目前很少用，接近淘汰 D. 当前大多数32位MCU产品中都使用ARM处理内核 4.片上系统也成为系统级芯片，下列错误是（）： A. 英文名为System on Chip ，缩写SoC或者SOC B.它是集成电路加工工艺进入到深亚微米时代的产物 C. 片上系统实现了使用单个芯片进行数据采集、转换、存储、处理和IO等多种功能 D. 片上系统除了模拟电路之外各种电路都集成在一个芯片上 5.下列关于汉字编码标准中错误是（）： A.GB2312国际字符仅包含6000多个汉字，许多情况下已经不够用 2019年计算机三级嵌入式系统开发技术综合真题及答 案 三、综合题 1、某机械设备的控制器，其基本功能要求有： 需要有8个数字量输入，用于采集设备的状态信息；且需要8个数字量输出，用于控制设备动作。 具备一个RS-232接口，能够和上位机连接，接收上位机发送的命令及参数。 需要提供一个基准定时信号，定时时间间隔为0.01秒。 需要彩色LCD显示器，用于显示状态信息等。 根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建该机械设备控制器的硬件平台，请完善下面的叙述和C语言程序（需要使用的控制寄存器的格式见题后说明）。 （1）若硬件设计时采用GPIO端口E的GPE0~GPE7引脚作为8个数字量输出，那么软件设计时其初始化语句是： rGPECON=(rGPECON|0x00005555)&___【1】____。若软件设计时需要通过GPE5引脚输出“1”来驱动执行机构动作，那么语句是：rGPEDAT= rGPEDAT | ___【2】____。（注：rGPECON是端口E的控制寄存器所对应的变量，rGPEDAT是端口E的数据寄存器所对应的变量） （2）硬件设计时，选用UART0来完成RS-232接口电路设计。在软件设计时，其初始化程序中波特率设置为9600bps，数据格式设置为：8位数据位、奇校验、1位停止位。请补充完善下面的UART0初始化函数（注：主频参数为PCLK）： voidUART0_Init() rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFFF00)|___【3】____; //端口H相对应引脚功能初始化 rUFCON0=0x0; //FIFO不使能 rUMCON0=0x0; rULCON0=___【4】____; //设置线路控制寄存器 rUCON0=0x145; //设置控制寄存器 rUBRDIV0=((int)(PCLK/___【5】____) 1); //设置波特率，小数采用四舍五入 （3）按照上面UART0初始化函数所设置的通信速率，每秒钟最多能传输___【6】____个字节的信息。若上位机有大小为4KB的初始参数需要下载到控制器中，那么，约需传输____【7】___秒才能完成下载（1K＝1024，精确到小数点后面1位数字）。 （4）系统中所需要的0.01秒基准定时时间选用S3C2410芯片内部的Timer0部件来产生。若系统的主频参数PCLK为264MHz，分频器值选择为16，预分频系数选择为3，那么，Timer0的计数常数为___【8】____。软件设计时，设计了如下的Timer0初始化函数，请补充完善。（注：下面程序中⑨、⑩、⑿用8位十六进制数表示，⑾用4位十六进制数表示） voidTimer0Int(void) //设置定时器配置寄存器0（TCFG0） rTCFG0=___【9】____; //Timer0预分频系数选择为3，该寄存器中其它无关位均为0 //设置定时器配置寄存器1（TCFG1）三级嵌入式考试大纲
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