嵌入式系统开发_李宥谋_答案(1)

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1、嵌入式系统开发习题11.什么是嵌入式系统？有何特点？答：嵌入式系统的概念有很多种，在嵌入式系统领域中比较认同的嵌入式系统的概念是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统的特点：⑴嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。⑵系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置中，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。⑶专用性强。⑷系统精简。

2、⑸系统软件（OS）要求具有高实时性。⑹嵌入式软件开发要走向标准化，需要使用多任务的操作系统。⑺嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。2.嵌入式系统可以分为几层？每一层各完成哪些功能？答：嵌入式系统由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。硬件层：以嵌入式微处理器为核心，存储器用以存储数据和执行代码，相关的设备接口和I/O接口，这些组成了一个嵌入式系统的基础，实现逻辑运算，算术运算等。中间层：将系统上层软件和底层硬件进行分离，封装成标准的接口，在上层软件开发人员无需知道底层硬件的具体情况，完成的任务是底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作、硬件的配置等功能。软件层：主要由RTO

3、S、文件系统、图形用户接口、网络系统和通用的组件模块组成，是软件开发的基础。功能层：用来完成被控对象的控制功能。3.嵌入式系统中硬件抽象层有什么特点？答：硬件抽象层是介于硬件层与软件层之间的中间层，它将系统上层软件与底层硬件分离开来，具有以下两个特点：⑴硬件相关性：因为嵌入式实时系统的硬件环境具有应用相关性，而作为上层软件与硬件平台之间的接口，硬件抽象层需要为操作系统提供操作和控制具体硬件的方法。⑵操作系统相关性：不同的操作系统具有各自的软件层次结构，因此，不同的操作系统具有特定的硬件接口形式。4.简述嵌入式处理器的硬件组成？答：随着集成电路集成度的不断提高，嵌入式系统板级的硬件电路

4、模块也越来越多的集成到芯片内部，目前处理器芯片内部的电路模块组成如下：⑴处理器内核，以CPU为核心，有的还包含MMU（存储器管理单元）、Cache（高速缓存）、ICE（在线仿真）等电路模块。24⑵DSP/协处理器，对于多媒体处理的处理器，内部一般有DSP（数字信号处理）、浮点运算、图像加速等协处理器。⑶RAM/ROM，在单片机处理器中，处理器芯片内部一般集成了ROM（只读存储器）和RAM（可读可写存储器）。⑷处理器内部控制电路，如PLL（锁相环）、复位、DMA（直接存储器存取）、中断控制器、低功耗控制、看门狗等电路。⑸芯片内部接口电路，如GPIO（通用输入、输出）接口、I2C（双向两

5、线制的串行总线）接口、IIS（音频总线）接口、SPI（串行外设接口）、USB（通用串行总线）接口、LCD（液晶显示）接口、ADC/DAC（模数/数模转换）、UART（通用异步收发器）、IrDA（红外接口）、CAN（控制器局域网络）总线接口、以太网接口、Timer/RTC（定时器/计数器）接口等电路模块。5.嵌入式处理器分那几类？它们有何特点？答：⑴嵌入式微处理器。特点：处理能力强，具有较高的性能，价格也相应较高。⑵嵌入式微控制器。特点：主要用于嵌入式体统工业的主流，跟嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降，可靠性提高。并且价格低廉，功能优良

6、，拥有的品种和数量最多。⑶嵌入式DSP处理器。特点：DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，具有很高的编译效率和指令的执行速度。⑷SoC片上系统。特点：①实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块②具有极高的综合性，在一个硅片内部运用VHDL等硬件描述语言，实现一个复杂的系统③绝大部分系统构件在系统内部，系统简洁，减少了系统的体积和功耗，提高了系统的可靠性跟设计生产效率。6.分析目前市场上常用的几种嵌入式处理器，说明不同嵌入式处理器的各自特点？答：目前市场上常用的嵌入式处理器有MCS51单片机，ARM处理器，MIPS处理器

7、，PowerPC处理器，MC68000处理器，X86处理器等。MCS51的特点是，8位CPU，片内振荡器，4KBROM,128KBRAM,21个特殊功能寄存器，32根I/O总线，片外可寻找范围分别为64KB的外部程序和数据，两个16位的定时/计数器，一个全双工串口接口，中断结构分为两级优先级，5个中断源，适于按位逻辑运算的处理器。ARM处理器的特点是，体积小，功耗低，成本低，高性能，支持16/32位双指令集，在全球有众多合作伙伴。MIPS处理器的特点是，高