嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用復(fù)習(xí)題答案自制版(電子科大)

考試題型：填空題、選擇題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題、設(shè)計(jì)題考試方式：開卷第0章緒論l、什么是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)？在解決了對(duì)不同目標(biāo)信息的數(shù)字化編碼、數(shù)字化傳輸、數(shù)字化解碼的基本理論、算法定義和協(xié)議規(guī)范之后，對(duì)其如何進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)成，如何以最優(yōu)化的性能（如速度）、最低廉的成本（如芯片而積、集成密度等）來(lái)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的技術(shù)。2、什么是集成電路IC?集成電路(IC)是指通過(guò)一系列特定的加工工藝，將多個(gè)晶體管、電阻、電容等器件，按照一定的電路連接集成在一塊半導(dǎo)體單品片（如Si或GaAs）或陶瓷等基片上，作為一個(gè)不可分割的整體完成某一特定功能的電路組件3、什么是集成電路IP?集成電路IP是經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)、預(yù)先驗(yàn)證，符合產(chǎn)業(yè)界普片認(rèn)同的設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，具有相對(duì)獨(dú)立功能的電路模塊或予系統(tǒng)。其具有知識(shí)含量高、占用芯片而積小、運(yùn)行速度快、功耗低、工藝容差性大等特點(diǎn)，可以復(fù)用(Reuse)于SOC、SOPC或復(fù)雜ASIC設(shè)計(jì)中。4、什么是sOc?SOC，即嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的最高形式—一片上系統(tǒng)。從狹義角度講，它是信息系統(tǒng)核心的芯片集成，是將系統(tǒng)關(guān)鍵部件集成在一塊芯片上；從廣義角度講，SOC是一個(gè)微小型系統(tǒng)，5、光刻的基本原理。光刻是以某種波長(zhǎng)的光為曝光光源，透過(guò)掩模版（由不透光的圖形組成），照射在涂有光刻膠（光致抗蝕劑）的被加工材料表面上，利用光刻膠的感光性和抗蝕性，經(jīng)過(guò)化學(xué)顯影，制作出與掩模版圖形一致的光刻膠圖形。光刻是復(fù)制微細(xì)圖形的最有效手段之一，是芯片制作的核心技術(shù)。掩模版是一種玻璃板，加了一個(gè)反射金屬層。光刻膠是一種光敏組織聚合物，性質(zhì)與膠卷類似，光能改變它的化學(xué)性質(zhì)。第1章嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)4、嵌入式系統(tǒng)的定義和特點(diǎn)是什么？分別從技術(shù)角度和系統(tǒng)角度給出嵌入式系統(tǒng)的定義技術(shù)角度：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗和應(yīng)用環(huán)境有特殊要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。是將應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)硬件集成在—起的系統(tǒng)系統(tǒng)角度：嵌入式系統(tǒng)是設(shè)計(jì)完成復(fù)雜功能的硬件和軟件，并使其緊密耦合在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？從三要素說(shuō)：嵌入式：嵌入到對(duì)象體系中，有對(duì)象環(huán)境要求專用性：軟、硬件按對(duì)象要求裁減計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)對(duì)象的智能化功能功耗限制、低成本、多速率、環(huán)境相關(guān)性、系統(tǒng)內(nèi)核小、專用性強(qiáng)、不可壟斷性、產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定性具有實(shí)時(shí)性課件上的表達(dá)：(1)專用性：與具體應(yīng)用緊密結(jié)合，按照特定的應(yīng)用需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成預(yù)定的任務(wù)。(2)隱敝性：通常是宿主設(shè)備的一個(gè)部分，隱藏在其內(nèi)部，不為人知。(3)資源受限：要求小型化、輕量化、低功耗及低成本，對(duì)系統(tǒng)的配置及軟件開發(fā)有著苛刻的要求。(4)高可靠性：大多面向控制應(yīng)用，系統(tǒng)的可靠性十分重要。(5)實(shí)時(shí)性：在一個(gè)可預(yù)測(cè)和有保證的時(shí)間段內(nèi)對(duì)外部事件作出正確的反應(yīng)。(6)軟件固化：軟件固化在只讀存儲(chǔ)器中，用戶通常不能隨意。5、什么是軟件？一般包括幾個(gè)部分？軟件產(chǎn)品的特性是什么？軟件(software)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件(hardware)相互依存的另一部分，它包括程序(program)、相關(guān)數(shù)據(jù)(data)及其說(shuō)明文檔(document)。其中：程序是按照事先設(shè)計(jì)的功能和性能要求執(zhí)行的指令序列；數(shù)據(jù)是程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；文檔是與程序開發(fā)維護(hù)和使用有關(guān)的各種圖文資料。軟件是一種邏輯實(shí)體，具有抽象性。軟件沒有明顯的制造過(guò)程。軟件在使用過(guò)程中，沒有磨損、老化的問題。軟件對(duì)硬件和環(huán)境有著不同程度的依賴性。這導(dǎo)致了軟件移植的問題。軟件的開發(fā)至今尚未完全擺脫手工作坊式的開發(fā)方式，生產(chǎn)效率低。軟件是復(fù)雜的，而且以后會(huì)更加復(fù)雜。軟件的成本相當(dāng)昂貴。軟件工作牽涉到很多社會(huì)因素。6、嵌入式系統(tǒng)的一般分為哪幾層？每層的具體作用是什么？應(yīng)用層——》操作系統(tǒng)層——》驅(qū)動(dòng)層——》硬件驅(qū)動(dòng)層驅(qū)動(dòng)層是直接與硬件打交道的一層，它對(duì)操作系統(tǒng)和應(yīng)用提供所需的驅(qū)動(dòng)的支持。該層主要包括三種種類型的程序。操作系統(tǒng)層操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中最基本的程序。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中全部軟硬資源的分配與回收、控制與協(xié)調(diào)等并發(fā)的活動(dòng)；操作系統(tǒng)提供用戶接口，使用戶獲得良好的工作環(huán)境；操作系統(tǒng)為用戶擴(kuò)展新的系統(tǒng)功能提供軟件平臺(tái)。應(yīng)用層應(yīng)用層軟件主要由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用任務(wù)組成每個(gè)應(yīng)用任務(wù)完成特定的工作，如I/O任務(wù)、計(jì)算的任務(wù)、通信任務(wù)等，由操作系統(tǒng)調(diào)度各個(gè)任務(wù)的運(yùn)行。處理器模式說(shuō)明備注用戶(usr)正常程序執(zhí)行模式不能直接切換到其它模式系統(tǒng)(sys)運(yùn)行操作系統(tǒng)的特權(quán)任務(wù)與用戶模式類似，但具有可以直接切換到其它模式等特權(quán)快中斷(fiq)支持高速數(shù)據(jù)傳輸及通道處理FIQ異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式中斷(irq)用于通用中斷處理IRQ異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式管理(svc)操作系統(tǒng)保護(hù)模式系統(tǒng)復(fù)位和軟件中斷響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式中止(abt)用于支持虛擬內(nèi)存和/或存儲(chǔ)器保護(hù)在ARM7TDMI沒有大用處未定義(und)支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真未定義指令異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式ARM狀態(tài)：此時(shí)處理器執(zhí)行32位的字對(duì)齊的ARM指令Thumb狀態(tài)：此時(shí)處理器執(zhí)行16位的、半字對(duì)齊的Thumb指令21、ARM處理器的8種基本尋址方式及應(yīng)用實(shí)例。1．寄存器尋址；2．立即尋址；3．寄存器移位尋址；4．寄存器間接尋址；5．基址尋址；6．多寄存器尋址；7．堆棧尋址：8．塊拷貝尋址；22、總線的主要參數(shù)：總線寬度、總線頻率、總線帶寬。它們之間的關(guān)系是什么?總線寬度，又稱總線位寬，指的是總線能同時(shí)傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)?？偩€頻率，總線工作速度的一個(gè)重要參數(shù)，工作頻率越高，速度越快。通常用MHZ表示?？偩€帶寬，又稱總線的數(shù)據(jù)傳送率，是指在一定時(shí)間內(nèi)總線上可傳送的數(shù)據(jù)總量，用每秒最大傳送數(shù)據(jù)量來(lái)衡量?？偩€帶寬越寬，傳輸率越高。關(guān)系：總線帶寬（單位：MB／s）=（總線寬度/8）×總線頻率23、I/O端口的編址方式有哪些？ARM處理器使用的哪一種？存儲(chǔ)器映射編址：I/O端口的地址與內(nèi)存地址統(tǒng)一編址，即I/O單元與內(nèi)存單元在同一地址空間I/O映射編址：I/O端口與內(nèi)存單元分開編址，即I/O單元與內(nèi)存單元都有自己獨(dú)立的地址空間ARM選用的是：存儲(chǔ)器映射編址24、ARM9TDMI中的T、D、M、I的含義是什么？T：16位寬度的壓縮指令集(Thumb)D:支持在片調(diào)試(Debug)，允許處理器響應(yīng)調(diào)試請(qǐng)求暫停M;具有增強(qiáng)型乘法器，可生成64位的結(jié)果I：嵌入式ICE部件，可提供片上斷點(diǎn)和調(diào)試點(diǎn)的支持第3章嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)25、最小硬件系統(tǒng)主要包括哪些部分？最小硬件系統(tǒng)通常是指以嵌入式處理器為核心，包含電源、時(shí)鐘和復(fù)位等保障處理器正常工作的基本硬件電路。26、鎖相環(huán)的主要用途是什么？畫出其簡(jiǎn)要原理框圖，并闡述其基本原理。結(jié)合課件例子能夠簡(jiǎn)單編程實(shí)現(xiàn)利用PLL倍頻，得到系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)鐘。（掌握通過(guò)寄存器編程，實(shí)現(xiàn)硬件功能的方法）鎖相環(huán)技術(shù)目前的應(yīng)用集中在以下三個(gè)方面：第一信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)；第二信號(hào)的調(diào)頻和解調(diào)；第三信號(hào)頻率合成電路。鑒相器是相位比較裝置，用來(lái)比較輸入信號(hào)ui(t)與壓控振蕩器輸出信號(hào)uo(t)的相位，它的輸出電壓ud(t)是對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)信號(hào)相位差的函數(shù)。環(huán)路濾波器的作用是濾除ud(t)中的高頻分量及噪聲，以保證環(huán)路所要求的性能。壓控振蕩器受環(huán)路濾波器輸出電壓uc(t)的控制，使振蕩頻率向輸入信號(hào)的頻率靠攏，直至兩者的頻率相同，使得VCO輸出信號(hào)的相位和輸入信號(hào)的相位保持某種特定的關(guān)系，達(dá)到相位鎖定的目的。27、典型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)層次是什么？存儲(chǔ)系統(tǒng)面臨的兩個(gè)主要問題是什么？存儲(chǔ)系統(tǒng)面臨的兩個(gè)問題：（1）微處理器主時(shí)鐘頻率的提高比存儲(chǔ)器速度的提高要快，以至于目前用作主存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)芯片速度比微處理器的速度要低許多；（2）在嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)所設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)容量并不能滿足程序所需的全部存儲(chǔ)容量要求，即需要在一個(gè)相對(duì)較小的物理存儲(chǔ)空間中提供相對(duì)較大的虛擬存儲(chǔ)空間。28、NandFlash和NorFlash的區(qū)別？SRAM和SDRAM的區(qū)別？①（1）性能比較NOR和NAND是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)NOR的讀速度比NAND稍快一些NAND的寫入速度比NOR快很多NAND的擦除速度遠(yuǎn)比NOR的快大多數(shù)寫入操作需要先進(jìn)行擦除操作NAND的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路更少（2）接口差別NORFLASH帶有SRAM接口，線性尋址，可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個(gè)字節(jié)NANDFLASH使用復(fù)用接口和控制IO多次尋址存取數(shù)據(jù)（3）容量和成本NANDFLASH生產(chǎn)過(guò)程更為簡(jiǎn)單，成本低常見的NORFLASH為128KB～16MB，而NANDFLASH通常有8～128MB（4）可靠性和耐用性在NAND中每塊的最大擦寫次數(shù)是100萬(wàn)次，而NOR的擦寫次數(shù)是10萬(wàn)次位交換的問題NANDFLASH中更突出，需要ECC糾錯(cuò)NANDFLASH中壞塊隨機(jī)分布，需要通過(guò)軟件標(biāo)定——產(chǎn)品量產(chǎn)的問題②SRAM讀寫速度比SDRAM讀寫速度快；SRAM比SDRAM功耗大；SDRAM的集成度可以做得更大，則其存儲(chǔ)容量更大；SDRAM需要周期性地刷新，而SRAM不需要。29、SDRAM的尋址方式是什么？NandFlash的尋址方式是什么？30、什么是CACHE？為什么要引入CACHE？CACHE的工作原理。（提示：理解例1）Cache是一種小容量的高速緩沖存儲(chǔ)器。高速緩沖存儲(chǔ)器Cache是位于CPU與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器，它的容量比內(nèi)存小但交換速度快。在Cache中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分，但這一小部分是短時(shí)間內(nèi)CPU即將訪問的，當(dāng)CPU調(diào)用數(shù)據(jù)時(shí)，就可避開內(nèi)存直接從Cache中調(diào)用，從而加快讀取速度。由此可見，在CPU中加入Cache是一種高效的解決方案，這樣整個(gè)內(nèi)存儲(chǔ)器（Cache+內(nèi)存）就變成了既有Cache的高速度，又有內(nèi)存的大容量的存儲(chǔ)系統(tǒng)了。一般Cache采用高速的SRAM制作，其價(jià)格比主存貴，但因其容量遠(yuǎn)小于主存，因此能很好地解決速度和成本的矛盾。在Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)中，把Cache和主存劃分為相同大小的塊。主存地址可以使用塊號(hào)(B)和塊內(nèi)地址(W)兩部分組成。同樣Cache的地址也可以使用塊號(hào)(B)和塊內(nèi)地址(W)兩部分組成。命中：當(dāng)CPU訪問存儲(chǔ)器時(shí)，通過(guò)存儲(chǔ)器地址變換部件把地址變換成cache的塊號(hào)和塊內(nèi)地址，如果變換成功（稱為cache命中），就用得到的cache地址訪問cache，從cache中取數(shù)；如果變換失敗，則產(chǎn)生cache失效信息，并用主存儲(chǔ)器的地址訪問主存儲(chǔ)器，同時(shí)將包含被訪問字在內(nèi)的一整塊都從主存儲(chǔ)器讀出來(lái)，裝入到cache中，但如果這時(shí)cache已滿，需要采用適當(dāng)?shù)奶鎿Q算法來(lái)更新cache。設(shè)cache的存取時(shí)間為tc，命中率為h，主存的存取時(shí)間為tm，則平均存取時(shí)間：ta=tc×h+(tc+tm)×(1-h)?！纠?】某微機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)由一級(jí)cache和主存組成。已知主存的存取時(shí)間為80ns，cache的存取時(shí)間為6ns，cache的命中率為85%，試求該存儲(chǔ)系統(tǒng)的平均存取時(shí)間。ta=6ns×85%+(6ns+80ns)×(1-85%)=18nscache的命中率與cache的大小、替換算法、程序特性等因素有關(guān)。cache未命中時(shí)CPU還需要訪問主存，這時(shí)反而延長(zhǎng)了存取時(shí)間。31、什么是虛擬內(nèi)存技術(shù)？為什么要引入虛擬內(nèi)存技術(shù)？所謂虛擬存儲(chǔ)機(jī)制，指的是把多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)模塊通過(guò)一定的手段集中管理。即利用一個(gè)存儲(chǔ)池（StoragePool）將所有存儲(chǔ)介質(zhì)模塊統(tǒng)一管理，因而從系統(tǒng)角度看到的就不是多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)模塊，而是一個(gè)被分區(qū)或者分卷的超大容量的存儲(chǔ)系統(tǒng)。這種將多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)模塊統(tǒng)一管理起來(lái)，為使用者提供大容量、高數(shù)據(jù)傳輸性能的存儲(chǔ)系統(tǒng)的技術(shù)，就稱為虛擬存儲(chǔ)技術(shù)。32、存儲(chǔ)管理單元MMU的作用是什么？為什么引入快表？MMU是MemoryManagementUnit的縮寫，中文名是內(nèi)存管理單元，它是CPU中用來(lái)管理虛擬存儲(chǔ)器、物理存儲(chǔ)器的控制線路，同時(shí)也負(fù)責(zé)將虛擬地址映射為物理地址，以及提供硬件機(jī)制的內(nèi)存訪問授權(quán)。快表是一個(gè)高速、具有并行查詢能力的聯(lián)想存儲(chǔ)器，用于存放正運(yùn)行的進(jìn)程的當(dāng)前頁(yè)號(hào)和塊號(hào)，或者段號(hào)和段起始地址。加入快表后,在地址轉(zhuǎn)換時(shí)，首先在快表中查找，若找到就直接進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換；未找到，則在主存頁(yè)表繼續(xù)查找，并把查到的頁(yè)號(hào)和塊號(hào)放入快表中?？毂淼拿新屎芨?，有效地提高了地址轉(zhuǎn)換的速度。一頁(yè)式系統(tǒng)，其頁(yè)表存放在主存中：（提示：理解課件例2）有一頁(yè)式系統(tǒng)，其頁(yè)表存放在主存中：（1）如果對(duì)主存的一次存取需要2.5μs，試問實(shí)現(xiàn)一次頁(yè)面訪問的存取時(shí)間是多少？（2）如果系統(tǒng)加有快表，平均命中率為80%，當(dāng)頁(yè)表項(xiàng)在快表中時(shí)，其查找時(shí)間為0.05μs，（1）頁(yè)表在主存，兩次訪問內(nèi)存：先訪問頁(yè)表，找到線性地址對(duì)應(yīng)的物理地址，再利用這物理地址訪問實(shí)際的內(nèi)存頁(yè)面，故共用2*2.5us=5us（2）如果有快表，那就可以分為命中和未命中兩種情況：命中查詢快表+訪問內(nèi)存未命中查詢快表+查詢頁(yè)表+訪問內(nèi)存因而此時(shí)的存取時(shí)間為：0.8*（0.05μs+2.5μs）+（1-0.8）*（0.05μs+2.5μs*2）=3.05μs33、設(shè)計(jì)接口電路的必要性是什么？I/O接口設(shè)計(jì)的重點(diǎn)又是什么？I/O接口電路也簡(jiǎn)稱接口電路。它是主機(jī)和外圍設(shè)備之間交換信息的連接部件（電路）。它在主機(jī)和外圍設(shè)備之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用。設(shè)計(jì)接口電路的必要性：a)解決CPU和外圍設(shè)備之間的時(shí)序配合和通信聯(lián)絡(luò)問題。b)解決CPU和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和匹配問題。c)解決CPU的負(fù)載能力和外圍設(shè)備端口選擇問題。I/O接口設(shè)計(jì)的重點(diǎn)：設(shè)計(jì)I/O接口邏輯以及開發(fā)其驅(qū)動(dòng)程序。34、一個(gè)典型的I/O接口邏輯內(nèi)部通常具有哪幾種類型的寄存器？其各自的作用是什么？（會(huì)對(duì)I/O接口進(jìn)行簡(jiǎn)單編程操作，提示：理解課件例3）例3：使用S3C2440A的端口G的第4～7引腳驅(qū)動(dòng)四個(gè)LED，并點(diǎn)亮GPG4引腳的LED寄存器GPGDAT和GPGUP寬度均為16位，各引腳按其編號(hào)與相應(yīng)的寄存器位對(duì)應(yīng)。GPGDAT中存放的即為需要輸出的數(shù)據(jù)，根據(jù)硬件電路連接圖可知，要將第4引腳LED點(diǎn)亮，則對(duì)應(yīng)的引腳應(yīng)輸出低電平，所以寄存器GPGDAT中的[7:4]位應(yīng)設(shè)置為二進(jìn)制值1110。本例中端口為輸出功能，因此寄存器GPGUP中對(duì)應(yīng)各位均設(shè)置為1，將上拉電阻斷開。GPGCON EQU 0x56000060GPGDAT EQU 0x56000064GPUP EQU 0x56000068；配置GPGCON寄存器，設(shè)置相關(guān)引腳為輸出功能配置GPGUP寄存器，斷開各上拉電阻 LDR R0,=GPGCONLDR R0,=GPGUP LDR R1,[R0]LDR R1,[R0] BIC R1,R1,#0x0000FF00ORR R1,R1,#0x00F0 ORR R1,R1,#0x00005500STR R1,[R0] STR R1,[R0]；輸出驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，點(diǎn)亮GPG4引腳對(duì)應(yīng)的LED LDR R2,=GPGDAT LDR R3,[R2] ORR R3,R3,#0x00F0 BIC R3,R3,#0x0010 STR R3,[R2]35、常見的觸摸屏分為哪幾類？其各自的原理是什么？電阻式觸摸屏電容式觸摸屏紅外式觸摸屏表面聲波觸摸屏36、OSI結(jié)構(gòu)模型具體由哪幾層組成，其各層的作用分別是什么？TCP/IP模型的具體由哪幾層組成，其各層的作用分別是什么？（1）物理層。規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間最底層的接口特性，包括物理連接的機(jī)械特性（即接插件的大小、形狀等）、電氣特性（即代表邏輯“1”和邏輯“0”的電參數(shù)）、電子部件和物理部件的基本功能以及位交換的基本過(guò)程。（2）數(shù)據(jù)鏈路層。主要作用是控制信息在單一鏈路中傳輸?shù)牟铄e(cuò)，通常包括傳輸信息的校驗(yàn)、總線錯(cuò)誤檢測(cè)等。（3）網(wǎng)絡(luò)層。定義了基本的端到端數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)層在多數(shù)據(jù)鏈路存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)中特別重要。（4）傳輸層。定義了面向連接的服務(wù)，它可以保證數(shù)據(jù)按一定的順序、無(wú)差錯(cuò)地在多條鏈路上傳送。（5）會(huì)話層。提供了一種控制網(wǎng)絡(luò)上終端用戶交互的機(jī)制，例如數(shù)據(jù)分組和檢測(cè)點(diǎn)。（6）表示層。規(guī)定了數(shù)據(jù)交換的格式，并且為應(yīng)用程序提供有效的轉(zhuǎn)換工具。（7）應(yīng)用層。提供了終端用戶程序和網(wǎng)絡(luò)之間的一個(gè)應(yīng)用程序接口。37、網(wǎng)卡的主要功能主要是什么？理解數(shù)據(jù)封裝和解封裝的過(guò)程。理解和熟悉差分曼切斯特編解碼。①數(shù)據(jù)的封裝與解封。發(fā)送時(shí)將上一層交下來(lái)的數(shù)據(jù)加上首部和尾部，成為以太網(wǎng)的幀。接受時(shí)將以太網(wǎng)的幀剝?nèi)ナ撞颗c尾部，然后送交上一層。 ②鏈路管理，主要是CSMA/CD協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。③編碼與譯碼，即曼徹斯特編碼與譯碼。現(xiàn)在我們要講的就是差分曼徹斯特編碼：在信號(hào)位開始時(shí)改變信號(hào)極性，表示邏輯"0"；在信號(hào)位開始時(shí)不改變信號(hào)極性，表示邏輯"1"；如右圖a)NRZ(不歸零碼)b)曼徹斯特碼c)差分曼徹斯特碼38、簡(jiǎn)要介紹RS232標(biāo)準(zhǔn)和RS485標(biāo)準(zhǔn)？結(jié)合課件深入理解如何對(duì)S3C2440的UART0進(jìn)行編程操作。（提示：理解課件例5）例5：UART0采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，要求使用8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，奇校驗(yàn)，傳輸速率115200bps，不使用FIFO，關(guān)閉流控制，處理器外設(shè)時(shí)鐘PCLK=66.68MHz。步驟1：接口初始化設(shè)置幀格式、時(shí)鐘來(lái)源、收發(fā)模式、中斷配置、FIFO的使用、波特率計(jì)算等步驟2：數(shù)據(jù)傳遞可選擇使用查詢方式或中斷方式傳遞圖片放置遵循從上到下，從左到右的順序第4章嵌入式Linux操作系統(tǒng)39、操作系統(tǒng)的主要功能是什么？操作系統(tǒng)抽象了一個(gè)實(shí)際的硬件系統(tǒng)，使用戶程序運(yùn)行在一個(gè)虛擬的硬件上。（1）存儲(chǔ)器管理（2）進(jìn)程管理（3）設(shè)備驅(qū)動(dòng)（4）文件系統(tǒng)40、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)？評(píng)價(jià)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的主要指標(biāo)是什么？一般實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)的上位機(jī)和實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)等實(shí)時(shí)性較弱的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，并且提供了開發(fā)、調(diào)試、運(yùn)用一致的環(huán)境。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求高的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)具有規(guī)模小(一般在幾K～幾十K內(nèi))、可固化使用實(shí)時(shí)性強(qiáng)(在毫秒或微秒數(shù)量級(jí)上)的特點(diǎn)。主要有三個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量系統(tǒng)的性能：響應(yīng)時(shí)間(ResponseTime)生存時(shí)間(SurvivalTime)吞吐量(Throughput)41、目前流行的嵌入式操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)有哪三種？目前操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)可分為：?jiǎn)螇K結(jié)構(gòu)、客戶/服務(wù)器（微內(nèi)核）結(jié)構(gòu)和層次結(jié)構(gòu)。42、Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核主要由哪幾個(gè)子系統(tǒng)組成，簡(jiǎn)要說(shuō)明其各子系統(tǒng)的作用。uClinux，RTLinux各自的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合是什么？1.進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程調(diào)度模塊負(fù)責(zé)控制進(jìn)程對(duì)CPU資源的使用。所采取的調(diào)度策略是使得各個(gè)進(jìn)程能夠公平合理地訪問CPU，同時(shí)保證內(nèi)核能及時(shí)地執(zhí)行硬件操作。2.內(nèi)存管理內(nèi)存管理模塊用于確保所有進(jìn)程能夠安全地共享主存儲(chǔ)區(qū)域。3.文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)模塊用于支持對(duì)外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和操作。虛擬文件系統(tǒng)模塊通過(guò)向所有的外部存儲(chǔ)設(shè)備提供一個(gè)通用的文件接口，隱藏了各種硬件設(shè)備的不同細(xì)節(jié)，從而提供并支持與其他操作系統(tǒng)兼容的多種文件系統(tǒng)格式。4.網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口提供了對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的存取和對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)硬件的支持。網(wǎng)絡(luò)接口可分為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議部分負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)每一種可能的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)與硬件設(shè)備通信，每一種可能的硬件通信設(shè)備都有相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。5.進(jìn)程間通信支持進(jìn)程之間各種通信機(jī)制。其通信機(jī)制主要包括信號(hào)、文件鎖、管道、等待隊(duì)列、信號(hào)量、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存和套接字等。uClinux是嵌入式Linux操作系統(tǒng)的一個(gè)重要分支它繼承了Linux的優(yōu)秀性能，是專門針對(duì)無(wú)MMU的處理器設(shè)計(jì)的嵌入式操作系統(tǒng)RTLinux（AReal-TimeLinux,亦稱作實(shí)時(shí)Linux）是Linux中的一種硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。RT-Linux開發(fā)者并沒有針對(duì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特性而重寫Linux的內(nèi)核將linux的內(nèi)核代碼做一些修改，將linux本身的任務(wù)以及l(fā)inux內(nèi)核本身作為一個(gè)優(yōu)先級(jí)很低的任務(wù)，而實(shí)時(shí)任務(wù)作為優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。即在實(shí)時(shí)任務(wù)存在的情況下運(yùn)行實(shí)時(shí)任務(wù)，否則才運(yùn)行l(wèi)inux本身的任務(wù)。適用場(chǎng)合：uClinux：1、目標(biāo)處理器沒有存儲(chǔ)管理單元MMU2、對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的低端平臺(tái)RTLinux：1、需要運(yùn)用Linux的各種服務(wù)2、對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合43、Linux內(nèi)核的雙樹系統(tǒng)。Linux內(nèi)核采用的是雙樹系統(tǒng)一棵是穩(wěn)定樹，主要用于發(fā)行另一棵是非穩(wěn)定樹或稱為開發(fā)樹，用于產(chǎn)品開發(fā)和改進(jìn)Linux內(nèi)核版本號(hào)由3位數(shù)字組成如Linux內(nèi)核1.1.0相對(duì)于1.0.0來(lái)說(shuō)是“不穩(wěn)定”版本。在Linux內(nèi)核開發(fā)過(guò)程中，“不穩(wěn)定”版本通常是在原有版本基礎(chǔ)上增加了新的功能或者新的特性。44、理解任務(wù)調(diào)度的基本原理。調(diào)度用來(lái)確定多任務(wù)環(huán)境下任務(wù)執(zhí)行的順序和在獲得CPU資源后能夠執(zhí)行的時(shí)間長(zhǎng)度。操作系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)調(diào)度程序來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)度功能。調(diào)度程序以函數(shù)的形式存在，用來(lái)實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的調(diào)度算法。調(diào)度程序本身并不是一個(gè)任務(wù)，是一個(gè)函數(shù)調(diào)用，可在內(nèi)核的各個(gè)部分進(jìn)行調(diào)用。45、在操作系統(tǒng)中，I/O管理采用層次結(jié)構(gòu)的思想。從上到下一般分為幾層？各層的主要作用是什么？（1）API層設(shè)備管理層驅(qū)動(dòng)邏輯層硬件抽象層設(shè)備層（2）體系結(jié)構(gòu)1.硬件抽象層是硬件功能模塊的集合，是對(duì)硬設(shè)備功能的第一層抽象，實(shí)現(xiàn)基本的IO操作。所關(guān)心的是如何實(shí)現(xiàn)硬件功能的軟件接口，而不是設(shè)備的管理邏輯。每個(gè)硬件可能有多個(gè)端口（設(shè)備），對(duì)應(yīng)的硬件抽象層是對(duì)這些端口（設(shè)備）操作的基本抽象，為驅(qū)動(dòng)程序管理這些設(shè)備提供接口。上層驅(qū)動(dòng)程序在不需要了解具體設(shè)備硬件信息的情況下，就可以操作這些設(shè)備。2.驅(qū)動(dòng)邏輯層存放系統(tǒng)中的所有驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的管理邏輯通過(guò)硬件抽象層來(lái)管理設(shè)備每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序管理一類設(shè)備，例如所有串口都由串口驅(qū)動(dòng)程序來(lái)管理，所有中斷控制器都由中斷控制器驅(qū)動(dòng)程序管理。檢測(cè)設(shè)備和初始化設(shè)備使設(shè)備投入運(yùn)行和退出服務(wù)從設(shè)備接收數(shù)據(jù)并提交給內(nèi)核從內(nèi)核接收數(shù)據(jù)送到設(shè)備檢測(cè)和處理設(shè)備錯(cuò)誤3.設(shè)備管理層管理系統(tǒng)中的設(shè)備，并向上提高統(tǒng)一的接口。設(shè)備管理層不直接操作設(shè)備，它只能通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序來(lái)間接操作設(shè)備。4.API層用于對(duì)設(shè)備管理層提供的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的包裝，以方便應(yīng)用程序使用。46、Linux系統(tǒng)的設(shè)備分為哪幾類？各自的特點(diǎn)。Linux系統(tǒng)的設(shè)備分為如下三類：字符設(shè)備(chardevice)塊設(shè)備(blockdevice)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(networkdevice)字符設(shè)備是指存取時(shí)沒有緩存的設(shè)備塊設(shè)備的讀寫都有緩存來(lái)支持，且塊設(shè)備必須能夠隨機(jī)存取(randomaccess)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在Linux里做專門的處理47、簡(jiǎn)述Linux驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)流程。（1）查看原理圖、數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解設(shè)備的操作方法。（2）在內(nèi)核中找到相近的驅(qū)動(dòng)程序，以它為模板進(jìn)行開發(fā)。（3）實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序的初始化：比如向內(nèi)核注冊(cè)這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序，這樣應(yīng)用程序傳入文件名時(shí)，內(nèi)核才能找到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。（4）設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的操作，比如open、close、read、write等函數(shù)。（5）實(shí)現(xiàn)中斷服務(wù)（不是每個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)所必須的）（6）編譯該驅(qū)動(dòng)程序到內(nèi)核中，或者用insmod命令加載。（7）測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序。48、什么是進(jìn)程？進(jìn)程的特征有哪些？進(jìn)程與程序的關(guān)系是什么？進(jìn)程是一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次運(yùn)行活動(dòng)。它是操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)執(zhí)行的基本單元，在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，進(jìn)程既是基本的分配單元，也是基本的執(zhí)行單元。進(jìn)程是一個(gè)具有獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次運(yùn)行活動(dòng)。它可以申請(qǐng)和擁有系統(tǒng)資源，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，是一個(gè)活動(dòng)的實(shí)體。它不只是程序的代碼，還包括當(dāng)前的活動(dòng)，通過(guò)程序計(jì)數(shù)器的值和處理寄存器的內(nèi)容來(lái)表示。③進(jìn)程的特征（1）動(dòng)態(tài)性：進(jìn)程的實(shí)質(zhì)是程序在多道程序系統(tǒng)中的一次執(zhí)行過(guò)程，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)產(chǎn)生，動(dòng)態(tài)消亡的。（2）并發(fā)性：任何進(jìn)程都可以同其他進(jìn)程一起并發(fā)執(zhí)行（3）獨(dú)立性：進(jìn)程是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，同時(shí)也是系統(tǒng)分配資源和調(diào)度的獨(dú)立單位；（4）異步性：由于進(jìn)程間的相互制約，使進(jìn)程具有執(zhí)行的間斷性，即進(jìn)程按各自獨(dú)立的、不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)（5）結(jié)構(gòu)特征：進(jìn)程由程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊三部分組成。③1）程序是指令的有序集合，其本身沒有任何運(yùn)行的含義，是一個(gè)靜態(tài)的概念。而進(jìn)程是程序在處理機(jī)上的一次執(zhí)行過(guò)程，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。（2）程序可以作為一種軟件資料