嵌入式实时系统试卷及答案

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1、嵌入式实时系统试卷及答案一、概念题（20%）EMCU：（EmbeddedMicrocontrollerUnit）嵌入式微控制器的简称，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心，芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、FlashRAM、EEPROM等各种必要的功能和外设。MPU：（MicroprocessorUnit）特指嵌入式微处理器，包括算术逻辑单元和控制单元，在应用中，将微处理器装配在专门设计的电

2、路板上，只保留和嵌入式应用有关的母板功能，这样可以大幅度地减小系统体积和功耗。DSP：(DigitalSignalProcessor)，数字信号处理器，一种特别用于快速处理数字信号的微处理器。DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。SOPC：（SystemOnProgrammingChip），可编程片上系统，指用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上。它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。RISC：（ReducedIn

3、structionSetComputer），精简指令集计算机。它提高了微处理器的效率，但需要更复杂的外部程序。RISC的最大特点是指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少，大多数是简单指令并都能在一个时钟周期内完成，易于设计超标量与流水线，寄存器数量多，大量操作在寄存器之间进行。ARM7TDMI：是从ARM6核发展而来的。由于ARM6所使用的电路技术使它很难在低于5v的电源电压下稳定的工作。ARM7弥补了这一不足，且在短时间增加了64位乘法指令（带M后缀），支持片上调试（带D后缀），高密度16位的Thumb指令机扩展（带T后缀）和

4、EmbededICE观察点硬件（带I后缀），形成了ARM7TDMI.ARM流水线：ARM7TDMI处理器使用流水线来增加处理器指令流的速度，这样可以使几个操作同时进行，并使处理器和存储器系统连续操作。流水线使用3个阶段，因此指令分3个阶段进行：取指、译码、执行，其中取指是从存储器中取指令；译码是对指令使用的寄存器进行译码；执行是从寄存器组中读出寄存器，执行移位和ALU操作，最后将寄存器写回到寄存器组。FPGA(选做题)：（fieldprogramablegatearray），现场可编程门阵列，是专用集成电路（ASIC）中集成度最高的一

5、种，用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置，以实现用户的逻辑，因而也被用于对CPU的模拟。用户对FPGA的编程数据放在Flash芯片中，通过上电加载到FPGA中，对其进行初始化。也可在线对其编程，实现系统在线重构，这一特性可以构建一个根据计算任务不同而实时定制的CPUCPLD(选做题)：（complexprogramablelogicarray），集成可编程逻辑器件，它可以在制造完成后由用户根据自己的需要定义其逻辑功能。CPLD的特点是有一个规则的构件结构，该结构由宽输入逻辑单元组成，这种逻辑单元也叫宏单元，并且CPLD使

6、用的是一个集中式逻辑互连方案。二、思考题（20%）1、简要分析ARM7体系结构，总结特点？   答：（1）ARM是精简指令集计算机（RISC），其设计实现了外型非常小但是性能高得结构。ARM处理器结构得简单使ARM得内核非常小，这样使器件得功耗也非常低。他集成了非常典型得RISC结构特性：－一个大而统一得寄存器文件。－装载、保存结构，数据处理得操作只针对寄存器得内容，而不直接对存储器进行操作。－简单的寻址模式，所有装载、保存的地址都只由寄存器内容和指令域决定。－统一和固定长度的指令域，简化了指令的译码。此外，ARM体系结构还提供：－每

7、一条数据处理指令都对算术逻辑单元（ALU）和移位器控制，以实现对ALU和移位器的最大利用。－地址自动增加和自动减少的寻址模式实现了程序循环的优化。－多寄存器装载和存储指令实现最大数据吞吐量。－所有指令的条件执行实现最快速的代码执行。这些在基本RISC结构上增强的特性使ARM处理器在高性能，低代码规模，低功耗和小的硅片尺寸方面取得良好得平衡。（2）ARM7微处理器系列具有如下特点：－具有嵌入式ICE－RT逻辑，调试开发方便。－极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用，如便携式产品。－能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。－代码密度

8、高并兼容16位的Thumb指令集。－对操作系统的支持广泛，包括WindowsCE、Linux、PalmOS等。－指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于用户的产品升级换代－主频最高可达130MI