嵌入式实时操作系统习题集

2026/4/27 3:24:45

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第一章 绪论

一、填空题

1、ARM( Advanced RISC Machines),既可以认为是一个公司的名字,也可以认为是对一类处理器的通称,还可以认为是一种技术的名字。1991年ARM公司成立于英国剑桥,主要出售芯片设计技术的授权,将ARM技术知识产权IP核的技术转让给不同厂商,形成各种芯片,其中IP核是指( 是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序)。

2、从技术的角度,嵌入式系统定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、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。是将(应用程序、操作系统和计算机硬件)集成在一起的系统。 3、(MCS-51系列的单片机)是低端嵌入式系统中用得最多的微处理器。

4、嵌入式最小硬件系统由(时钟系统、供电系统、存储器系统、调试测试接口、 复位及其配置系统和嵌入式控制器)组成。

5、计算机系统由(硬件和软件)构成,在发展初期并没有操作系统这个概念,用户使用(监控程序)来使用计算机。

6、到目前为止,主流的操作系统有三种:(多道批处理、分时和实时操作系统)。

7、对基于芯片的开发来说,应用程序一般是一个无限的循环,可称为(前后台系统或超循环系统)。

8、中断服务程序处理异步事件,这部分可以看成前台行为,前台也叫(中断级)。时间相关性很强的关键操作一定是靠中断服务程序来保证的。

9、指处理时不可分割的代码,运行这些代码不允许被打断,称为(代码的临界区),也称为临界区。

10、可以被一个以上任务使用的资源叫做(共享资源)。

11、多任务系统中,内核负责管理各个任务,或者说为每个任务分配CPU时间,并且负责任务之间的通信。内核提供的基本服务是(任务切换)。 12、

13、多数实时内核是(基于优先级调度法)的。

二、判断题

1、嵌入式系统一定是实时系统。(×)

2、如果“软实时系统”没有满足指定的时间约束并不会导致灾难性的后果,而对于“硬实时系统”来说却是灾难性的。(√)

3、硬件抽象层是位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层,其目的在于将硬件抽象化。它隐藏了特定平台的硬件接口细节,为操作系统提供虚拟硬件平台,使其具有硬件无关性,可在多种平台上进行移植。 (√)

4、操作系统是计算机中最基本的程序。操作系统负责计算机系统中全部软硬资源的分配与回收、控制与协调等并发的活动;操作系统提供用户接口,使用户获得良好的工作环境;操作系统为用户扩展新的系统功能提供软件平台。 (√)

5、调度是内核的主要职责之一。调度就是决定该轮到哪个任务运行了。(√) 6、非占先式调度法也称作合作型多任务,各个任务彼此合作共享一个CPU。(√)

7、占先式内核要求每个任务自我放弃CPU 的所有权。占先式调度法也称作合作型多任务,

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各个任务彼此合作共享一个CPU。(×)

8、当系统响应时间很重要时,要使用占先式内核。最高优先级的任务一旦就绪,总能得到CPU的控制权。(√)

9、中断是一种硬件机制,用于通知CPU有个异步事件发生了。中断一旦被识别,CPU保存部分(或全部)上下文即部分或全部寄存器的值,跳转到专门的子程序,称为中断服务子程序(ISR)。中断服务子程序做事件处理,处理完成后,在前后台系统中,程序回到后台程序。(√)

10、中断是一种硬件机制,用于通知CPU有个异步事件发生了。中断一旦被识别,CPU保存部分(或全部)上下文即部分或全部寄存器的值,跳转到专门的子程序,称为中断服务子程序(ISR)。中断服务子程序做事件处理,处理完成后,对占先式内核而言,让进入就绪态的优先级最高的任务开始运行。(√)

11、中断是一种硬件机制,用于通知CPU有个异步事件发生了。中断一旦被识别,CPU保存部分(或全部)上下文即部分或全部寄存器的值,跳转到专门的子程序,称为中断服务子程序(ISR)。中断服务子程序做事件处理,处理完成后,对非占先式内核而言,程序回到被中断了的任务。(√)

三、论述题

1、什么是嵌入式系统?从两个方面说明嵌入式系统的基本概念。 答:(1)从技术的角度定义:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、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。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。

(2)从系统的角度定义:嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧密耦合在一起的计算机系统。术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分,称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。 2、下图中,分别表示什么系统? 任务ISR 任务任务 ISR 任务任务任务 ISR 任务

答: 分别是前后台系统, 非占先操作系统, 占先操作系统。

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第二章 嵌入式系统的硬件基础

一、填空题

1、与冯.诺曼结构处理器比较,哈佛结构处理器有两个明显的特点:1)使用两个独立的(存储器)模块,分别存储指令和数据,每个存储模块都不允许指令和数据并存;2) 使用独立的(两条总线),分别作为CPU与每个存储器之间的专用通信路径,而这两条总线之间毫无关联。

2、ARM7 系列使用(3级)流水线。

3、通过分时复用的方式,将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。是电脑中传输数据的公共通道,将其称为(总线)。 4、基于蓝牙接口和红外接口的传输设备,(蓝牙技术)传输距离远。 5、嵌入式系统中的触摸屏分为(电阻式、电容式和电感式)三种。

二、判断题

1、复杂指令集CIS具有大量的指令和寻址方式,指令长度可变8/2;CRISC精简指令集 只包含最有用的指令,指令长度固定,确保数据通道快速执行每一条指令,使CPU硬件结构设计变得更为简单。(√) 2、冯·诺依曼结构的处理器中程序存储器和数据存储器公用一条总线。它需要事先编制程序,事先将程序(包含指令和数据)存入主存储器中,计算机在运行程序时就能自动地、连续地从存储器中依次取出指令且执行。(√)

3、在存储器系统中,寄存器比本地存储器(Flash、ROM、磁盘)的时钟周期短。(√)

三、论述题

1、 嵌入式系统的硬件由哪几个组成部分? 答:

3

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第三章 嵌入式ARM体系结构

一、填空题

1、ARM微处理器是整个系统的核心,通常由3大部分组成:(控制单元、算术逻辑单元和寄存器)。

2、在ARM7TDMI处理器内部有(37个)用户可见的寄存器。

3、ARM处理器为RISC芯片,其简单的结构使ARM内核非常小,这使得器件的功耗也非常低。数据处理操作只针对(寄存器)的内容,而不直接对(存储器)进行操作; 4、各ARM体系结构版本中V1版本的基本的数据处理指令,不包括(乘法)。 5、ARM7TDMI的流水线分3级,分别为:(取指,译码,执行)。 6、ARM处理器支持下列数据类型有:(字节8位 ,半字 16位(必须分配为占用两个字节), 字32位(必须分配为占用4各字节))。

7、ARM指令的长度刚好是(1个字(分配为占用4个字节),Thumb指令的长度刚好是半字(占用2个字节))。

8、ARM7TDMI处理器有两种操作状态:(ARM状态和Thumb状态)。 9、ARM7TDMI处理器的模式有以下七种:(用户,系统,中断,快中断,管理,中止,未定义)。

10、除(用户模式)外,其它模式均为特权模式。ARM内部寄存器和一些片内外设在硬件设计上只允许(或者可选为只允许)特权模式下访问。此外,特权模式可以自由的切换处理器模式,而用户模式不能直接切换到别的模式。

11、中断,快中断,管理,中止,未定义这五种模式称为(异常模式)。它们除了可以通过程序切换进入外,也可以由特定的异常进入。当特定的异常出现时,处理器进入相应的模式。每种异常模式都有一些独立的寄存器,以避免异常退出时用户模式的状态不可靠。 12、(用户和系统)这两种模式都不能由异常进入,而且它们使用完全相同的寄存器组。 13、ARM7TDMI体系结构的处理器,在汇编语言中寄存器(R0~R13)为保存数据或地址值的通用寄存器。它们是完全通用的,不会被体系结构作为特殊用途,并且可用于任何使用通用寄存器的指令。

14、ARM7TDMI体系结构的处理器中(R0~R7)为未分组的寄存器,也就是说对于任何处理器模式,这些寄存器都对应于相同的(32位)物理寄存器。 15、ARM7TDMI处理器中的寄存器R14为(链接寄存器),在结构上有两个特殊功能:在每种模式下,模式自身的R14版本用于保存子程序返回地址;当发生异常时,将R14对应的异常模式版本设置为异常返回地址(有些异常有一个小的固定偏移量)。 16、ARM7TDMI处理器中的寄存器R15为(程序计数器(PC)),它指向正在取指的地址。可以认为它是一个通用寄存器,但是对于它的使用有许多与指令相关的限制或特殊情况。如果R15使用的方式超出了这些限制,那么结果将是不可预测的。 17、ARM7TDMI处理器中的寄存器CPSR为(程序状态寄存器),在异常模式中,另外一个寄存器“程序状态保存寄存器(SPSR)”可以被访问。每种异常都有自己的SPSR,在进入异常时它保存CPSR的当前值,异常退出时可通过它恢复CPSR。

18、只要正常的程序流被暂时中止,例如响应一个来自外设的中断,处理器就进入(异常模式)。

19、当nRESET信号被拉低时(一般外部复位引脚电平的变化和芯片的其它复位源会改变

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