主流嵌入式芯片与操作系统市场调研报告
背景介绍
IEEE（国际电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。
嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统。
目前，嵌入式系统已经融入到人们生活的方方面面，本文的工作就是对嵌入式系统做简单的调研。
调研目标
本文针对嵌入式系统的市场进行调研，对目前市场上主流的嵌入式处理芯片和嵌入式操作系统作简要的介绍，尤其是其在医疗领域的应用。
调研内容
（一）嵌入式处理芯片
嵌入式处理器是各种类型面向用户、面向产品、面向应用的嵌入式系统的核心部件，其功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约。不同的嵌入式处理器面向不同的用户，可能是一般用户，行业用户或单一用户。
嵌入式处理可以分成下面几类：嵌入式微处理器(Embedded Micro- processor Unit, EMPU)，嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)，嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)，嵌入式片上系统(System On Chip, SOC)。
目前市场上的嵌入式处理芯片生产厂商有很多，主要厂商有intel、ST、TI、Freescale、Microchip等。
（1）Intel
自1976年，推出第一款处理器8048以来到现在的凌动处理器，英特尔嵌入式业务逐渐根深叶茂。英特尔在嵌入式市场投入了30余年的精力，取得了非凡的成
绩，并得到了应用领域用户和合作伙伴的广泛认可。
面向嵌入式应用的英特尔架构带来超越PC和服务器的应用计算，为涉及30个领域的近3500家客户提供多种嵌入式产品及解决方案。
其主要的嵌入式产品有：
英特尔?至强?处理器
英特尔?酷睿?处理器
英特尔?凌动?处理器
嵌入式英特尔技术在通信基础架构、电子标牌、能源、工业、车载信息娱乐平台、机器到机器、医疗、零售等多方面都有着十分广阔的应用空间。
嵌入式英特尔技术在医疗领域的应用十分广泛，从计算机控制的健身器材到医疗救护监护设备等，到处都能察觉到它们的存在。医护人员依靠这些系统进行如体操和健身项目等疾病预防活动，以及医护站诊断、护理和记录数据等医疗活动。Intel 为此提供了不同的解决方案，其中包括：
?体操和健身器材，如跑步机等
?医护站和床边监护终端等
?电子病历
?便携式诊断系统（EKG,、超声波、PET 扫描器等）
?高端成像系统（MRI、超声波、CT 扫描器等）
在防病、医疗和保健领域的技术解决方案中采用英特尔处理器可以帮助开发用于多种医疗设备和应用的通用硬件平台。这将带来一系列跨医药领域、无缝集成和连接、功能繁多的解决方案。解决方案包括：
?具备高端图形功能、电池操作的小型便携式设备
?3-D 和4-D 成像系统
?能实时跟踪多个参数的监护系统
?支持复杂的诊断和分析应用的发高度集成的系统
Intel在医疗领域应用的主要嵌入式处理芯片产品有：
采用移动英特尔? QM67/HM65 高速芯片组（原代号为：Huron River）
的第二代英特尔? 酷睿? 和英特尔? 赛扬? 处理器
采用英特尔? Q67/B65 高速芯片组的第二代智能英特尔? 酷睿? 处理
器和英特尔? 奔腾? 处理器
英特尔? 酷睿?2 双核处理器、英特尔? 赛扬? 处理器和英特尔? 赛扬
? M 处理器与移动式英特尔? GM45、英特尔? GS45 和英特尔? GL40
高速芯片组（先前代号为Montevina）
英特尔? 博锐? 技术
英特尔? 至强? 处理器C5500/C3500 系列与英特尔? 赛扬? 处理器
P1053 和英特尔? 3420 芯片组（先前代号为Picket Post）
（2）意法半导体(ST)
意法半导体是全球最大的半导体公司之一，2010 年净收入103.5 亿美元，2011 年第二季度净收入25.7亿美元。以业内最广泛的产品组合著称，凭借多元化的技术、尖端的设计能力、知识产权组合、合作伙伴战略和高效的制造能力，意法半导体以创新的半导体解决方案为不同的电子应用领域的客户提供服务。
产品市场和服务市场
ST公司在多媒体、功率、接口和传感器等技术领域具有明显的优势，销售收入在半导体工业五大市场上分布均衡：电信（25%），汽车（17%），消费电子（9%），计算机（14%），工业（10%），经销渠道（25%）(1)，销售收入包括意法半导体与爱立信的50/50 合资企业ST-Ericsson 的无线业务收入。
ST的主要嵌入式产品包括：
SPEAr? 系列嵌入式MPU；
ST21移动通信用智能卡IC；
ST23高安全性智能卡IC；
ST32 - 32位移动通用智能卡IC；
STM32 - 32位微控制器；
STM8 - 8位微控制器；
等等。
其主要应用领域包括：汽车电子、通信、消费电子、工业电子、计算机及外设
IC、智能卡与安全解决方案等。
ST在医疗领域主要的应用方面有：核磁共振成像、体外自动除颤器、血压计、
血糖仪、病患监测、体温计、超声显像等。
（3）德州仪器(TI)
德州仪器(TI) 是全球领先的模拟及数字半导体IC 设计制造公司。除了提供模拟技术、数字信号处理(DSP) 和微处理器(MCU) 半导体以外，TI 还设计制造用于模拟和数字嵌入及应用处理的半导体解决方案。
TI 的嵌入式处理产品系列包括各种DSP ARM 处理器和MCU ARM 处理器。最新产品包括高性能Sitara ARM Cortex A-8、ARM9 微处理器以及成熟的Stellaris 微控制器系列。
其主要应用领域有：音频、汽车电子、通信和电信、计算机和外设、消费类电子产品、能源、照明、工业、医疗、安全、高可靠性、视频和成像以及无线终端设备。
TI 具有完善的医疗应用终端设备解决方案，在微控制器、高速放大器、用于个人医疗设备的高分辨率成像DSP 和医疗成像产品领域拥有自己的产品专门技术。其提供的终端设备解决方案包括CPAP 呼吸机、CT 扫描仪、3D 生物辨识、MRI：磁共振成像、X 射线：医疗/牙科、便携式医疗仪表、病患监控、超声波系统、带视频输出的远程保健Aggregation Manager、共焦距显微技术、呼吸机、脉动式血氧计、心电图(ECG)、自动体外除颤器等诸多方面。
同时，TI还为使用者提供许多可以在医疗领域使用的专用嵌入式芯片，例如：
用于MRI技术的TMS320C64x? 定点DSP 和TMS320C67x? 浮点DSP；
应用于低端便携式脉动式血氧计的MSP430 超低功耗微处理器(MCU)等。（4）飞思卡尔(Freescale)
飞思卡尔半导体（原摩托罗拉半导体部）是全球领先的半导体公司，为汽车、消费、工业、网络和无线市场设计并制造嵌入式半导体产品。这家私营企业总部位于美国德克萨斯州奥斯汀，在全球30多个国家和地区拥有设计、研发、制造和销售机构。
在产品方面，飞思卡尔提供了超低功耗8位的Flexis?S08 MCU，16位S12和S12X微控制器，56800/E家族的数字信号控制器，ColdFire MCU与处理器，StarCore数字信号处理器，PowerQUICC通信处理器，i.MX应用处理器等系列。
这些主要产品广泛应用于汽车、数据连接、消费电子、工业、医疗设备、电机控制、网络、智能能源等各个领域。
其中在医疗领域，飞思卡尔的嵌入式处理芯片在麻醉机监视器、血糖检测仪(血糖仪)、血压计、心脏除颤器、数字X光机、心电图(ECG)、胎儿心律监测仪、助听器、心律监测仪、住院机、便携式心电图(ECG)、电动病床、脉搏血氧仪、远程监护系统、超声波设备、通氧机与呼吸机、生命特征监测仪都有很出色的表现。（5）Microchip(微芯)
Microchip Technology Inc.是全球领先的单片机和模拟半导体供应商，为全球数以千计的消费类产品提供低风险的产品开发、更低的系统总成本和更快的上市时间。
Microchip公司自成立以来，就密切关注嵌入控制半导体产品市场。为了占领市场，集中了所有的技术、设计、生产、销售等各方面资源发展了两大拳头产品：PIC8位单片机（MCU）和高品质的串行EEPROM。到目前为止，Microchip公司已推出微控制器外围设备、模拟产品、RFID智能卡、KEELOQ保安产品，可设计出更全面,更具价值的嵌入控制系统方案，以满足用户日益增长的需求。
Microchip主要生产的嵌入式芯片有8位PIC单片机、16位PIC和dsPIC? DSCs
以及32位PIC单片机。
其应用领域包括：汽车、蓝牙、家电、智能电源、照明、机电一体化、医疗设备解决方案、电机控制设计中心、系统设计、Touch Sensing Technology、公用仪表、有线连通性、无线连通性等
Microchip注重电子医疗设备开发的创新步伐与革命同步。它的产品和经验已帮助全球近百家顶级医疗设备公司将其未来的理念变为现实市场上的产品。其在血
糖仪、数字温度计、离子导入、ECG、CPAP、血压计、脉搏血氧仪、制氧机等方
面可以为设备生产商提供完善的设计方案和有力的技术支持。
（二）嵌入式操作系统
嵌入式操作系统EOS(Embedded Operating System)又称实时操作系统RTOS（Real Time Operation System）是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器Browser 等。
到目前为止，商业化嵌入式操作系统的发展主要受到用户嵌入式系统的功能需求、硬件资源以及嵌入式操作系统自身灵活性的制约。到了高端产品的阶段，可以说采用商业化嵌入式操作系统是最经济可行的方案，而这个阶段的应用也为嵌入式操作系统的发展指出了方向。
目前市场上主流的嵌入式操作系统有：
（1）VxWorks
VxWorks 是美国Wind River System 公司推出的一个实时操作系统。Tornado
是WRS 公司推出的一套实时操作系统开发环境，类似Microsoft Visual C，但
是提供了更丰富的调试、仿真环境和工具。VxWorks 是目前嵌入式系统领域中
使用最广泛、市场占有率最高的系统。它支持多种处理器，如x86、i960、Sun
Sparc、Motorola MC68xxx、MIPS RX000、POWER PC 等等。
由于VxWorks的高度灵活性，用户可以很容易地对这一操作系统进行定制或作
适当开发，来满足自己的实际应用需要。
Vxworks的主要应用领域在以下几个方面：
1．数据网络：以太网交换机、路由器、远程接入服务器等
2．远程通讯：电信用的专用分组交换机和自动呼叫分配器，蜂窝电话系统等
3．医疗设备：放射理疗设备
4．消费电子：个人数字助理等
5．交通运输：导航系统、高速火车控制系统等
6．工业：机器人
7．航空航天：卫星跟踪系统
8．多媒体：电视会议设备
9．计算机外围设备：X终端、I/O 系统等
（2）Microsoft Windows CE
Microsoft Windows CE是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先
权、多任务的操作系统。它的模块化设计允许它对于从掌上电脑到专用的工业
控制器的用户电子设备进行定制。它不是削减的Windows95 版本，而是从整体上为有限资源的平台设计的多线程，完整优先权，多任务的操作系统。Windows CE 的常规函数提供系统设计者以模块化的操作系统，这个操作系统可以为特
殊的产品进行定制。
WinCE系统被应用于手机，指纹识别系统，汽车电子检测设备，智能家电，医疗仪器（例如：监护仪，心电检测仪等等），工业控制仪器（例如：人机界面显示的高精准电机控制，工业采集控制通信等），定位导行设备（例如：车载GPS 导航仪）等方面。
（3）嵌入式Linux
Linux 是一个类似于Unix 的操作系统。嵌入式Linux 由于代码开放性以及强
大的网络功能，在中低端的嵌入式网络设备中应用起来。
嵌入式Linux的主要特点：
Linux是层次结构且内核完全开放的系统；
强大的网络支持功能；
Linux开发环境自成体系；
Linux具有广泛的硬件支持特性。
嵌入式Linux的应用领域非常广泛，主要的应用领域有信息家电、PDA 、机
顶盒、Digital Telephone、Answering Machine、Screen Phone 、数据网络、Ethernet
Switches、Router、Bridge、Hub、Remote access servers、ATM、Frame relay 、
远程通信、医疗电子、交通运输计算机外设、工业控制、航空航天领域等。例
如：基于嵌入式linux的网络视频监控系统，基于嵌入式Linux图形用户接口
等等。
嵌入式操作系统在医疗领域的应用：
Windows CE提供一系列工具包和操作系统，可通过共同的平台开发各种医疗设备和系统。其目前在医疗上的主要应用于：诊所、实验室设备、诊断成像、病人通信和自助服务、电子病历、病人监护仪、手持设备、药品控制系统、家庭护理等诸多方面。总结
通过这次调研，我了解到嵌入式系统作为当前最热门、最具发展前途的IT应用领域之一，其研究方向包括了手机、电子字典、可视电话、数字相机（DC）、数字摄像机（DV）、U－Disk、机顶盒（Set Top Box）、高清电视（HDTV）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等许多领域。特别是在医疗仪器方面，嵌入式系统有着十分广泛的发展空间，同时也使得嵌入式系统与我们的生活息息相关。作为一个生物医学工程专业的学生，充分了解嵌入式系统，对我们将来的学习、工作等各方面有着极大的帮助，嵌入式系统在未来的时间里也将会发挥越来越重要的作用。
11120528 徐晗
2011年10月11日
嵌入式操作系统简介以及发展史 导语：嵌入式操作系统离我们生活并不远，甚至我们生活中处处都可见，比如各种路由器，机顶盒，洗衣机，空调，手机等。嵌入式操作系统的定义： 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，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操作系统。嵌入式系统的发展：嵌入式操作系统并不是一个新生的事物，从20世纪80年代起，国际上就有了一些IT组织，公司开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发，这期间涌现了一些著名的嵌入式操作系统：windows CEVxWorkspSOSQNXPalm OSOS-9LynxOS目前，有很多商用嵌入式操作系统都在努力的为自己争取嵌入式市场的份额。但是，这些专用操作系统均属于商业化产品，价格昂贵，而且，他们的源码不公开，使得各自的嵌入式系统上的应用软件不能互相兼容。这导致了商业嵌入式系统对支持各种设备存在了很大的问题，使软件移植变得相当困难，但是，在这个时候，我们伟大的linux操作系统横空出世， 由于linux自身诸多的优点以及优势，吸引了许多开发商的 目光，使得linux成为了嵌入式操作系统的新宠。嵌入式操 作系统发展的四个阶段：第一阶段：无操作系统的嵌入式算法阶段，以单芯片为核心的可编程控制器的系统，具有监测，
伺服，指示设备相配合的功能。应用在一些专业性极强的工业控制系统，使用古老的汇编语言进行系统的直接控制。第二阶段：以嵌入式CPU为基础，简单操作系统为核心的嵌入式操作系统，CPU种类繁多，通用性差，系统开销小，效率高，一般配备系统仿真器，操作系统有一定的兼容性，软件较为专业，用户界面不够友好，系统主要用来监测系统和应用程序运行。 第三阶段：通用的嵌入式实时操作系统阶段，以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统，能运行于各种微处理器上，兼容性好，内核小，效率高，具有高度的模块化和扩展化，有文件管理和目录管理，设备支持，多任务，网络支持，图形窗口以及用户界面等功能，具有大量的应用程序接口（API），软件非常丰富，代表就是linux。 第四阶段：以Internet为标志的嵌入式操作系统，这是一个正在迅速发展的阶段，现在非常多的嵌入式操作系统已经有了接入Internet的能力。通过一个综合网关。 常见的嵌入式操作系统：uC/OS-Ⅱ：uC/OS-Ⅱ是一个公开源码，结构小巧，实时内核的实时操作系统。是一种基于优先级的可抢占式的硬实时内核，其内核提供任务管理与调度，时间管理，任务同步和通信，内存管理，中断服务等功能。其内核最小可以编译至2KB左右。-RTLinux：RTLinux是一个源代码开放的具有硬实时特性的多任务操作系统，他是通
1、何谓嵌入式系统？嵌入式系统与传统计算机有何区别？嵌入式系统是指以应用为中心，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。嵌入式系统（简称“嵌”）和传统计算机（简称“传”）的主要区别包括以下几点：形式与类型:传：实实在在的计算机。按其体系结构、运算速度和规模可分为大型机,中型机,小型机和微机嵌：“看不见”的计算机，形式多样，应用领域广泛，按应用进行分类。组成:传：通用处理器、标准总线和外设、软硬件相对独立嵌：面向特定应用的微处理器，总线和外设一般集成在处理器内部，软硬件紧密结合。系统资源:传：系统资源充足，有丰富的编译器、集成开发环境、调试器等嵌：系统资源紧缺，没有编译器等相关开发工具。开发方式:传：开发平台和运行平台都是通用计算机嵌：采用交叉编译方式，开发平台一般是通用计算机，运行平台是嵌入式系统。二次开发性:传：应用程序可重新编程嵌：一般不能重新编程开发。发展目标:传：编程功能电脑，普遍进入社会嵌：变为专用电脑，实现“普及计算”。 2、主流的嵌入式操作系统有哪几种？各有何特点？①传统的RTOS,特点：提供了高效的实时任务调度、中断管理、实时的系统资源以及实时的任务间通信。②嵌入式Linux操作系统，特点：免费、开源、支持软件多等。③Android系统，特点：不存在任何以往阻碍移动产业创新的专利障碍，是一个为移动终端构建的真正开放和完整的系统软件。④Windows CE 嵌入式操作系统，特点：具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口和与处理器无关等⑤μC/OS-Ⅱ实时操作系统，特点：包括了一个操作系统最基本的一些特性，并且是一个代码完全开放的实时操作系统，简单明了的结构和严谨的代码风格。 3、主流的嵌入式微处理器有哪几种？各有何特点？①ARM，特点：体积小，低功耗，低成本，高性能；能很好地兼容8位/16位器件；大量使用后寄存器，指令执行速度更快；大多数数据操作都在寄存器中完成；寻址方式灵活简单，执行高效；指令长度固定。②MIPS，特点：尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。③PowerPC，特点：有非常强的嵌入式表现，因为它具有优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量④x86，特点：对以前的处理其保持了良好的兼容性，但是限制了CPU性能的提高。⑤Motorola 68000，特点：是CISC结构. 4、例举你在生活中使用过的嵌入式系统，并分析其系统构成。 5、从当前人们的生活、工作、娱乐等方面来看，未来嵌入式系统的发展趋势如何？你认为未来将会出现哪些嵌入式产品？网络化，信息化，智能化，网络互连，移动互联成为必然趋势！实现手写输入、语音输入、语音播报的一班嵌入式产品。 第2 章ARMCortexM3 微处理器基础 1、ARM 微处理器有什么特点？ARM 微处理器常用于哪些领域？特点：体积小，低功耗，低成本，高性能；能很好地兼容8位/16位器件；大量使用后寄存器，指令执行速度更快；大多数数据操作都在寄存器中完成；寻址方式灵活简单，执行高效；指令长度固定。领域： ①工业控制领域②无线通讯③网络应用④消费类电子产品⑤成像和安全产品 2、简述 CM3 是如何处理异常的。1、CM收到中断服务请求2、CM判断向量表是否重映射，并从对应的中断入口取址 3、CM内核将MSP装入SP寄存器。并修改CONTROL[1]为0。 4、CM 内核进入特权级，并修改CONTROL[0]为0 5、CM内核修改ICSR、SHCSR、XPSR等寄存器 6、CM内核根据CONTROL[1]将R0-R3、R12、LR、PC、XPSR寄存器存入MSP或PSP栈 7、CM内核将LR修改为EXC_RETURN的特殊值 8、CM内核调入中断向量表，跳转至中断入口处。 3、简要说明 CM3 处理器的存储器系统特点及映射分区。特点：存储器映射是预定义的，并且规定了那个位置使用哪条总线。支持位带操作，实现了在特殊的存储器区域对单一比特的原子操作。分区：代码区，片上SRAM区，片上外设区，片外RAM去和片外外设区，私有外设区，芯片商指定区。
嵌入式习题答案Last revision on 21 December 2020
第一章习题答案 1.什么是嵌入式系统请列举几个常见的嵌入式系统。 答：根据国际电气和电子工程师协会（IEEE）的定义，嵌入式系统是控制、监视或者辅助设备、机器和生产线运行的装置（Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。这主要是从产品的应用角度加以定义的，由此可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，可以涵盖机械等附属装置。 目前被我国科学家普遍认同的定义是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。 常见的嵌入式系统：手机，DVD，路由器，核磁共振仪，全自动洗衣机。 2.嵌入式系统与通用计算机有哪些区别 答：(1) 以应用为中心；(2) 以计算机技术为基础(3) 软件和硬件可裁减(4) 对系统性能要求严格（5）软件的固件化（6）需要专用的开发工具 3.嵌入式系统的发展分为哪几个阶段 答：第一阶段：无操作系统的嵌入算法阶段。第二阶段：以嵌入式CPU为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统。第三阶段：以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。第四阶段：以基于Internet为标志的嵌入式系统。 4.请列举嵌入式系统的主要应用领域。 答：（1）工业控制领域（2）交通运输领域（3）消费电子产品（4）家电领域（5）通信领域（6）商业和金融领域（7）环境监测领域（8）医疗领域（9）建筑领域（10）军事国防领域（11）航天航空领域
arm 嵌入式系统基础教程课后答案【篇一：arm 嵌入式系统基础教程习题答案周立功】 /p> 1 、举出3 个书本中未提到的嵌入式系统的例子。 答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统 嵌入式系统：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。 3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。 嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit, empu) 嵌入式微控制器(microcontroller unit, mcu) 嵌入式dsp 处理器(embedded digital signal processor, edsp) 嵌入式片上系统(system on chip) 4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实 时操作系统提高了系统的可靠性。其次，提高了开发效率，缩短了 开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位cpu 的多任务潜力。 第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务 是什么？ 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结 束项目 4 个阶段。识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资 收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。 提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。 执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定 期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。 结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系 统交接给维护人员；结清各种款项。 2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？ 在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行 的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估
一、单项选择题 1、下面关于哈佛结构描述正确的是（A ）。 A、程序存储空间与数据存储空间分离 B、存储空间与IO空间分离 C、程序存储空间与数据存储空间合并 D、存储空间与IO空间合并 2、下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式（A ）。 A、用户模式 B、管理模式 C、软中断模式 D、FIQ模式 3、ARM9TDMI的工作状态包括（ D ）。 A、测试状态和运行状态 B、挂起状态和就绪状态 C、就绪状态和运行状态 D、ARM状态和Thumb状态 4、指令“LDMIA R0!, {R1, R2, R3, R4}”的寻址方式为（ C ）。 A、立即寻址 B、寄存器间接寻址 C、多寄存器寻址 D、堆栈寻址 5、对寄存器R1的内容乘以4的正确指令是( C )。 A、LSR R1，#2 B、LSL R1，#2 C、MOV R1，R1, LSL #2 D、MOV R1，R1, LSR #2 6、下面指令执行后，改变R1寄存器内容的指令是( D )。 A、TST R1，#2 B、ORR R1，R1,R1 C、CMP R1，#2 D、EOR R1，R1,R1 7、下面哪一种功能单元不属于I/O接口电路。（ D ） A、USB控制器 B、UART控制器 C、以太网控制器 D、LED 8、下面哪个操作系统是嵌入式操作系统。（B ） A、Red-hat Linux B、μCLinux C、Ubuntu Linux D、SUSE Linux 9、使用Host-Target联合开发嵌入式应用，（ B ）不是必须的。 A、宿主机 B、银河麒麟操作系统 C、目标机 D、交叉编译器 10、下面哪个系统不属于嵌入式系统（ D ）。 A、MP3播放器 B、GPS接收机 C、“银河玉衡”核心路由器 D、“天河一号”计算机系统
第一章嵌入式系统概论 一.填空 1. 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的、以计算机技术为基础的计算机系统。 2. 计算机系统按应用可以分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统。 3. 嵌入式系统按软件结构可分为嵌入式单线程系统和嵌入式事件驱动系统。 4. 嵌入式系统按是否具有实时性能可分为嵌入式非实时系统和嵌入式实时系统。 5. 嵌入式实时系统除具有嵌入式系统的基本特征外，还具实时性和可靠性的重要特点。 6. 嵌入式系统的硬件架构是以嵌入式处理器为中心，由存储器，I/O设备，通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。 7. 嵌入式系统的软件通常固态化存储在ROM、FLASH或NVRAM中。 8. 嵌入式系统的开发由于受到系统资源开销的限制，通常采用交叉开发环境。 9. 嵌入式系统开发采用的交叉开发环境是由宿主机和目标机组成的。 10. 嵌入式系统的设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。 二.选择 1. 以下哪一项不属于嵌入式操作系统（C） A．VxWorks B. WinCE C. BSD D. uClinux 2. 以下关于嵌入式系统说确的是（A） A．以开发为中心 B 对实时，成本，功耗要求严格 C．软硬件协同 D 软件可剪裁 3. 以下关于嵌入式系统说确的是（A） A．嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统 B．对高性能要求严格
C．软硬件缺乏协同 D．不要时性 4. 对响应时间有严格要求的嵌入式系统是（A） A.嵌入式实时系统 B.嵌入式多线程系统 C.嵌入式多核系统 D.嵌入式轮转询问系统 5. 以下哪一项属于嵌入式系统不具备的特点（B） A.采用专用处理器 B. 跨平台可移植 C.软硬件协同一体化 D.小型化与有限资源 6. 嵌入式系统硬件的核心是（B） A.存储器 B.嵌入式微处理器 C.嵌入式微控制器 D.BSP 7. 嵌入式系统的软件部分不包括(A) A．DSP B.嵌入式操作系统 C.设备驱动程序D.应用程序 8. 对性能要求高的嵌入式系统是（C） A.嵌入式实时系统 B.嵌入式多线程系统 C.嵌入式多核系统 D.嵌入式轮转询问系统 9. 嵌入式应用软件的开发阶段不包括（D） A．交叉编译和 B.开发环境的建立 C．联机调试 D.应用程序模块加载 10. 为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都保存在（A） A．存储器芯片 B.磁盘 C.cache D.CDROM
第1章嵌入式系统概述 1,什么是嵌入式系统嵌入式系统的特点是什么 嵌入式系统概念: (1) IEEE对嵌入式系统的定义:用于控制,监视或者辅助操作机器和设备的装置. (2)一般定义: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: (1) 专用的计算机系统 (2) 必须满足环境要求 (3) 必须能满足对象系统的控制要求 (4) 是集成计算机技术与各行业应用的集成系统 (5) 具有较长的生命周期 (6) 软件固化在非易失性存储器中 (7) 必须能满足实时性要求 (8) 需要专用开发环境和开发工具 2,简单分析几种嵌入式操作系统的主要特点,包括嵌入式Linux,Windows CE,uCOS II 及VxWorks. (1)嵌入式Linux:有多个主流版本,根据应用需求,性能略有差别.μCLinux是Linux小型化后,适合于没有MMU的微处理器芯片而裁剪成的操作系统,μCLinux保持了传统Linux操作系统的主要特性,包括稳定,强大的网络和文件系统的支持,μCLinux裁剪了大量的Linux内核以缩小尺寸,适合像512KB RAM,1MB Flash这样小容量,低成本的嵌入式系统.RT_Linux即能兼容通常的Linux,又能保证强实时性. (2)Windows CE:开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用.WinCE开发难度远低于嵌入式Linux,实时性略低,常用于手机,PDA等手持设备中. (3)uCOS II:结构小巧,抢先式的实时嵌入式操作系统,具有执行效率高,占用空间小,可移植性强,实时性能好和可扩展性能等优点.主要用于小型嵌入式系统. (4) VxWorks: 集成开发环境为Tornado,Vxworks因出现稍早,实时性很强,并且内核可极微(最小8K),可靠性较高等.通常应用在通信设备等实时性要求较高的系统中. 第2章嵌入式处理器体系结构 1,具体说明ARM7TDMI的含义,其中的T,D,M,I分别代表什么 ARM7TDMI是ARM7处理器系列成员之一,采用V4T版本指令.T表示Thumb,该内核可从16位指令集切换到32位ARM指令集;D表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,支持片内Debug调试;M表示Multiplier,支持位乘法;I表示Embedded ICE ,内含嵌入式ICE宏单元,支持片上断点和观察点. 2,ARMV4及以上版本的CPSR的哪一位反映了处理器的状态若CPSR=0x000000090,分析系统状态.CPSR=0x000000090表示当前处理器工作于ARM状态,系统处于用户模式下. CPSR的BIT5(T)反映当前处理器工作于ARM状态或Thumb状态. 3,ARM有哪几个异常类型,为什么FIQ的服务程序地址要位于0x1C 在复位后,ARM处理器处于何种模式,何种状态 ARM的7种异常类型:复位RESET异常,未定义的指令UND异常,软件中断SWI异常,指令预取中止PABT异常,数据访问中止DABT异常,外部中断请求IRQ异常,快速中断请求FIQ 异常.在有快速中断发生时,CPU从0x1C处取出指令执行.ARM复位后处于管理模式,工作于ARM状态. 4,为什么要使用Thumb模式,与ARM代码相比较,Thumb代码的两大优势是什么
1.3.1 嵌入式操作系统的种类、特点与发展 1．嵌入式操作系统的种类 一般情况下，嵌入式操作系统可以分为两类： 非实时操作系统：面向消费电子产品等领域，这类产品包括个人数字助理（PDA）、移动电话、机顶盒、电子书等。 实时操作系统RTOS（Real-Time Embedded Operating System）：面向控制、通信等领域，如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx等。 （1）非实时操作系统 早期的嵌入式系统中没有操作系统的概念，程序员编写嵌入式程序通常直接面对裸机及裸设备。在这种情况下，通常把嵌入式程序分成两部分，即前台程序和后台程序。前台程序通过中断来处理事件，其结构一般为无限循环；后台程序则掌管整个嵌入式系统软、硬件资源的分配、管理以及任务的调度，是一个系统管理调度程序。这就是通常所说的前后台系统。一般情况下，后台程序也叫任务级程序，前台程序也叫事件处理级程序。在程序运行时，后台程序检查每个任务是否具备运行条件，通过一定的调度算法来完成相应的操作。对于实时性要求特别严格的操作通常由中断来完成，仅在中断服务程序中标记事件的发生，不再做任何工作就退出中断，经过后台程序的调度，转由前台程序完成事件的处理，这样就不会造成在中断服务程序中处理费时的事件而影响后续和其它中断。 实际上，前后台系统的实时性比预计的要差。这是因为前后台系统认为所有的任务具有相同的优先级别，即是平等的，而且任务的执行又是通过FIFO队列排队，因而对那些实时性要求高的任务不可能立刻得到处理。另外，由于前台程序是一个无限循环的结构，一旦在这个循环体中正在处理的任务崩溃，使得整个任务队列中的其它任务得不到机会被处理，从而造成整个系统的崩溃。由于这类系统结构简单，几乎不需要RAM/ROM的额外开销，因而在简单的嵌入式应用被广泛使用。 （2）实时操作系统 所谓实时性，就是在确定的时间范围内响应某个事件的特性。而实时系统是指能在确定的时间内执行其功能并对外部的异步事件做出响应的计算机系统。其操作的正确性不仅依赖于逻辑设计的正确程度，而且与这些操作进行的时间有关。“在确定的时间内”是该定义的核心。也就是说，实时系统是对响应时间有严格要求的。 实时系统对逻辑和时序的要求非常严格，如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果。实时系统有两种类型：软实时系统和硬实时系统。软实时系统仅要求事件响应是实时的，并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成；而在硬实时系统中，不仅要求任务响应要实时，而且要求在规定的时间内完成事件的处理。通常，大多数实时系统是两者的结合。实时应用软件的设计一般比非实时应用软件的设计困难。实时系统的技术关键是如何保证系统的实时性。实时操作系统可分为可抢占型和不可抢占型两类。 嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式应用中用得越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中显得愈来愈重要。 从某种意义上说，没有操作系统的计算机（裸机）是没有用的。在嵌入式应用中，只有把CPU嵌入到系统中，同时又把操作系统嵌入进去，才是真正的计算机嵌入式应用。 操作系统的实时性在某些领域是至关重要的，比如工业控制、航空航天等领域。想像飞机正在空中飞行，如果嵌入式系统不能及时响应飞行员的控制指令，那么极有可能导致空难事故。有些嵌入式系统应用并不需要绝对的实时性，比如PDA播放音乐，个别音频数据丢失并不影响效果。这可以使用软实时的概念来衡量。
一、 单项选择题 1、在CPU和物理内存之间进行地址转换时，（ B）将地址从虚拟（逻辑）地址空间映射到物理地址空间。 A．TCB B．MMU C．CACHE D．DMA 2、进程有三种状态：（ C）。 A．准备态、执行态和退出态 B．精确态、模糊态和随机态 C．运行态、就绪态和等待态 D．手工态、自动态和自由态 3、以下叙述中正确的是（C）。 A．宿主机与目标机之间只需要建立逻辑连接即可 B．在嵌入式系统中，调试器与被调试程序一般位于同一台机器上 C．在嵌入式系统开发中，通常采用的是交叉编译器 D．宿主机与目标机之间的通信方式只有串口和并口两种 4、中断向量是指（C）。 A．中断断点的地址 B．中断向量表起始地址 C．中断处理程序入口地址 D．中断返回地址 5、在微型计算机中，采用中断方式的优点之一是（C）。 A．简单且容易实现 B．CPU可以不工作 C．可实时响应突发事件 D．传送速度最快 6、在ARM处理器中，（A）寄存器包括全局的中断禁止位，控制中断禁止位就可以打开或者关闭中断。 A．CPSR B．SPSR C．PC D．IR 7、嵌入式系统的三要素下面哪一个不是：（ B ）。 A、嵌入 B、存储器 C、专用 D、计算机 8、μCOS-II操作系统属于（ B ）。 A、顺序执行系统 B、占先式实时操作系统 C、非占先式实时操作系统 D、分时操作系统 9、ARM寄存器组有（ C ）个状态寄存器。 A、7 B、32 C、6 D、37 10、C++源程序文件的默认扩展名为（ A ）。 A、cpp B、exe C、obj D、lik 11、在下列ARM处理器的各种模式中，( D )模式有自己独立的R8-R14寄存器。 A、系统模式(System) B、终止模式(Abort) C、中断模式(IRQ) D、快中断模式(FIQ)
填空 1、嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、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)严格要求的专用计算机系统。 2、嵌入式系统开发采用的交叉开发环境是由(宿主机)和(目标机)组成的。 3、挂载设备到文件系统的命令是(mount)，从文件系统中卸载设备命令是(umounts)。 4、在系统提示符号输入vi及文件名称后，就进入vi全屏幕编辑画面，进入vi之后，是处于 (命令)模式，要切换到(编辑)模式才能够输入文字。 5、GCC的编译流程分为4个步骤，分别为：(预处理)，编译，(汇编)，链接。 6、Linux系统的设备分为三类：(字符设备)、(块设备)和网络设备。 7、操作系统的功能包(处理机管理)、(存储管理)、(设备管理)、(信息管理)、(作业管理)。 选择 1、下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。(C) (A)内核精简(B)专用性强(C)功能强大(D)高实时性 2、嵌入式Linux下常用的文件系统不包括以下哪一项(A) (A)nfs(B)romfs(C)yaffs(D)jffs 3、下面关于Shell的说法，不正确的是：(D) (A)操作系统的外壳(B)用户与Linux内核之间的接口程序(C)一个命令语言解释器(D)一种和C语言类似的程序语言 4、在Bootloader（）模式下，目标机可以通过通信手段从主机更新系统。(B) (A)启动加载模式(B)下载模式(C)实时模式(D)保护模式 5、文件exer1的访问权限为rw-r--r--，现要增加所有用户的执行权限和同组用户的写权限，下列命令正确的是: (A) (A)chmoda+xg+wexer1(B)chmod765exer1(C)chmodo+xexer1(D)chmodg+wexer1 6、在vi编辑环境中，下面（）选项不是从命令行模式切换到插入模式。(C) (A)i(B)o(C)ESC(D)a 7、shell变量名命名中不包括()。(D) (A)字母(B)数字(C)下划线(D)括号 8、下列关于字符设备说法不正确的是()。(C) (A)以字节为单位逐个进行I/O操作(B)字符设备中的缓存是可有可无的 (C)支持随机访问(D)字符设备可以通过设备文件节点访问 9、以下哪一项是是硬盘设备文件（）。(B) (A)fd0(B)hda(C)eth1(D)ht0 10、共享内存通信机制的缺点是（）。(B) (A)需要花费额外的内存空间(B)需要使用额为的同步机制 (C)需要额外硬件支持(D)通信过程中需要反复读取内存，时间开销大 简答题 1.嵌入式操作系统在哪些方面较为突出的特点并请列举出4种目前较常用的手机嵌入 式操作系统。 四个方面：系统实时高效性硬件的相关依赖性软件固态化应用的专用性 四种手机操作系统：Window Mobile SymbianOSAndriod OSE
习题1 1. 嵌入式系统的概念的是什么？答：嵌入式系统是以应用为中心，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、功耗等严格要求的专用计算机系统。（嵌入式系统是嵌入式到对象体系中的，用于执行独立功能的专用计算机系统。） 2. 嵌入式系统的特点是什么？ 答：系统内核小；专用性强；运行环境差异大；可靠性要求高；系统精简和高实时性操作系统；具有固化在非易失性存储器中的代码嵌入式系统开发和工作环境 4. 嵌入式系统的功能是什么？答：提供强大的网络服务小型化，低成本，低 功能；人性化的人机界面；完善的开发平台 5. 嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成？答：嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，由存储器I/O 单元电路，通信模块，外部设备必要的辅助接口组成的。 7. 嵌入式操作系统的主要特点是什么？答：体积小；实时性；特殊的开发调试环境。 8. 叙述嵌入式系统的分类。答：按嵌入式微处理器的位数分类可以分为4 位、 8 位、16 位、32 位和64 位等；按软件实时性需求分类可以分为非实时系统（如PDA）， 软实时系统（如消费类产品）和硬实时系统（如工业实时控制系统）按嵌入式系统的复杂程度分类可以分为小型嵌入式系统，中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。 习题2 处理器和工作状态有哪些？
答：ARM犬态：此时处理器执行32位的的字对齐的ARS旨令。 Thumb犬态：此时处理器执行16位的，半字对齐的Thumb旨令 2.叙述ARM9内部寄存器结构，并分别说明R13 R14 R15寄存器的 作用。 答：共有37个内部寄存器，被分为若干个组（BANK，这些寄存器包括31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针）6个状态寄存器。R13用作堆栈指针，R14称为子程序链接寄存器，R15用作程序计数器。处理器的工作模式有哪些？ 答：用户模式：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式：用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式：用于通用中断处理管理模式：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式：当数据或指令预期终止时进入该模式，可用于虚拟存储器及存储保护 系统模式：运行具有特权的操作系统任务 未定义指令终止模式：当未定义的指令执行时进入该模式，可用 于支持硬件协处理器的软件仿真。 微处理器支持的数据类型有哪些？ 答：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位），字（32 位）
一、填空题 1.ARM处理器中断有快速中断模式(FIQ)和外部中断模式（IRQ）处理模式。 2.典型的ARM基于JTAG调试结构包括哪几个部分？ Debug主控端，协议转换器，调试目标机 3.LINUX系统中设备文件通常分为哪几种？ 字符设备(无缓冲且只能顺序存取)、块设备(有缓冲且可以随机存取)。 4.LINUX环境中的变量包括哪几个？ path home histsize hostname shell mail ps1 lang/langue 5.gcc编译分成哪4个阶段：预处理(Pre-Processing) －> 编译(Compling) -> 汇编(Assembling) -> 连接(Linking) 6.flash memory上的两种技术分别是NAND和NOR 7.MMU是存管理单元，主要作用有地址映射和对地址访问进行保护和限制 8.Pxa255拥有7 级超级流水线，主要由主流水线、MAC流水线和存访问流水线部分构成的 9.进程的虚拟存包括和 10.核（kernel）是操作系统部核心程序，它向外部提供了对计算机核心管理调用 11.模块的装入通过insmod命令手工将module载入核和根据需要载入module 12.嵌入式操作系统要为特定的硬件设备或环境设计符合要求的图形用户界面GUI 13.在LINUX根文件系统中所有的设备文件都放在目录dev下或其子目录之下 14.X Windows 最先在Unix上使用的图形界面，由X 服务器X客户机X 协议三部分组成 15.核最后一个初始化动作是启动初始化程序（运行/sbin/init可执行文件） 16.线程共享资源的程序实体，创建一个线程系统开销要比一个进程小的多 17.核碰到错误时，会显示处理器状态，包括cpu寄存器的容和页描述表的位置 还有一些难理解的信息 18.在ARM LINUX体系中用来处理外设中断的异常模式是中断请求 19.闪存主要由NOR flash和NAND flash 20.预定义变量:将所有的外部变量表示成建环境变量，并且将错误信息表示成返回值 AS = as 指定汇编器ASFLAGS AS指令的选项设置CC = cc =gcc 指定编译器$* 没有扩展名的当前目标文件$ 当前目标文件$ < 规则的第一个依赖文件名$? 比目标文件更新的依赖文件列表$ ^ 规则的所有依赖文件列表$% 如果目标是归档成员，则该变量表示目标的归档成员名称。例如，如果目标名称为(image.o)，则$ 为，而$% 为image.o。 二、选择题 1.处理器的型号（嵌入式和非嵌入式） ARM(XScale), EMPU,EDSP,SOC，MIPS,PowerPC,M68000,SecurCore,StrongARM ,Palm OS , Psos 2.reboot 命令可以马上重新启动正在运行的LINUX系统 3.处理器的选择要考虑的主要因素处理性能，技术指标，功耗，功率损耗检测 4.LINUX文件权限的含义（共四段） 第一位表示文件类型-表示普通文件。d表示目录文件 第二、三、四位表示文件所有者的读，写，执行权限 第五、六、七位表示文件所在属组的读，写，执行权限 第八、九、十位表示文件的其它用户的读，写，执行权限 5.用chmod命令可以更改一个文件的权限设置 6.找出一个不是LINUX设备驱动和外界的接口驱动程序与操作系统核的接口，驱动 程序与系统引导的接口，驱动程序与设备的接口 7.用Makefile命令来实现自动编译
《嵌入式操作系统及编程》考试试卷（B卷）参考答案 一、填空题（每空1分，共10分） 1、嵌入式硬件系统，嵌入式软件系统。 2、Windows CE; uClinux（或Linux）。VxWorks，uC/OSII。 3、C++ 4、tar -zcf mydir.tar.bz2 mydir，tar -zxvf mydir.tar.bz2 5、make 二、选择题（每题2分，共20分） 1、C 2、C 3、B 4、A 5、B 6、A 7、B 8、D 9、B 10、A 三、简答题（每题7分，共49分） 1、以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，（3分）适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。（4分） 2、 （7分） 3、 （7分） 4、（1）解压：tar –zxvf Linux-2.4.18.tar.gz。 （2）修改Makefile文件，其中：SUBARCH :=arm CROSS_COMPILE = arm-linux- （3分）（3）运行make menuconfig; （4）make; （4分）5、（1）tar –jxvf vivi-2410.tar.bz2 （2）cd vivi-2410; （3分）
（3）make menuconfig; （4）make （4分）6、（1）tar -jxvf busybox-1.12.1.tar.bz2 （2）make menuconfig （3）make install （3分）（4）构建根文件系统：创建顶层目录，创建设备节点，创建inittab,创建sysinit脚本。 （5）创建根文件系统映像文件（4分）7、 （7分） 四、应用题（1题10分，2题11分，共21分） 1、（1）运行source x86QT/export.sh建立LCD和设置开发环境变量； （2）运行x86QT/qt-2.3.2/bin/desinger 建立QT的form窗口； （3）保存form窗口到磁盘,如：rbz/win.ui。 （4） vi main.cpp文件到保存的路径rbz下 （5） cd arm2410QT；运行source export.sh （6）创建win.pro工程文件：/root/arm2410QT/tmake-1.13/bin/progen -t app.t -o win.pro （7）创建Makefile文件：/root/arm2410QT/tmake-1.13/bin/tmake -o Makefile win.pro （8）创建bi文件win: make （5分）（9）挂接/usr/lib库到目标机上：mount –t nfs 192.168.0.21:/usr /mnt/yaffs/nfs （10）设置目标机上运行QT程序的环境变量： export QTDIR=/mnt/yaffs/nfs export LD_LIBRARY_PATH=$QTDIR/lib:$LD_LIBRARY_PATH （11）在目标机上运行：./win –qws （5分）2、（1）main.c程序： int main() { int x=1; int y=2; Printf(“%d”,x*y); } （5分）（2） 1）：gcc -E main.c -o outfile1 2）：gcc -S main.c 3）：gcc -c main.c （6分）
参考答案 第一章 一、填空题。 1、嵌入式系统主要融合了计算机软硬件技术、通信技术和微电子技术，它是将计算机直接嵌入到应用系统中，利用计算机的高速处理能力以实现某些特定的功能。 2、目前国内对嵌入式系统普遍认同的定义是：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。 3、嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成，其中嵌入式计算机主要由四个部分组成，它们分别是：硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层。 4、嵌入式处理器目前主要有ARM、MIPS、Power PC、68K等，其中arm处理器有三大特点：体积小、低功耗、的成本和高性能，16/32位双指令集，全球合作伙伴众多。 5、常见的嵌入式操作系统有：Linux、Vxworks、WinCE、Palm、uc/OS-II和eCOS。 6、嵌入式系统开发的一般流程主要包括系统需求分析、体系结构设计、软硬件及机械系统设计、系统集成、系统测试，最后得到最终产品。 二、选择题 1、嵌入式系统中硬件层主要包含了嵌入式系统重要的硬件设备：、存储器（SDRAM、ROM等）、设备I/O接口等。（A） A、嵌入式处理器 B、嵌入式控制器 C、单片机 D、集成芯片 2、20世纪90年代以后，随着系统应用对实时性要求的提高，系统软件规模不断上升，实时核逐渐发展为，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。（D） A、分时多任务操作系统 B、多任务操作系统 C、实时操作系统 D、实时多任务操作系统 3、由于其高可靠性，在美国的火星表面登陆的火星探测器上也使用的嵌入式操作系统是。（B） A、Palm B、VxWorks C、Linux D、WinCE [在此处键入]
一下是网络收集的几种适合stm32的嵌入式操作系统，打算最近都移植一下，先做个记录。 基于STM平台且满足实时控制要求操作系统，有以下4种可供移植选择。分别为μClinux、μC／OS-II、eCos、FreeRTOS和都江堰操作系统(djyos)。下面分别介绍这四种嵌入式操作系统的特点及不足。 1、μClinux μClinux是一种优秀的嵌入式Linux版本，其全称为micro-control Linux，从字面意思看是指微控制Linux。同标准的Linux相比，μClinux的内核非常小，但是它仍然继承了Linux操作系统的主要特性，包括良好的稳定性和移植性、强大的网络功能、出色的文件系统支持、标准丰富的API，以及TCP／IP网络协议等。因为没有MMU内存管理单元，所以其多任务的实现需要一定技巧。 μClinux在结构上继承了标准Linux的多任务实现方式，分为实时进程和普通进程，分别采用先来先服务和时间片轮转调度，仅针对中低档嵌入式CPU 特点进行改良，且不支持内核抢占，实时性一般。 在内存管理上由于μClinux是针对没有MMU的处理器设计的，不能使用处理器的虚拟内存管理技术，只能采用实存储器管理策略。系统使用分页内存分配方式，在启动时对实际存储器进行分页。系统对内存的访问是直接的，操作系统对内存空间没有保护，多个进程可共享一个运行空间，所以，即使是一个无特权进程调用一个无效指针也会触发一个地址错误，并有可能引起程序崩溃甚至系统崩溃。 μClinux操作系统的中断管理是将中断处理分为两部分：顶半处理和底半处理。在顶半处理中，必须关中断运行，且仅进行必要的、非常少、速度快的处理，其他处理交给底半处理；底半处理执行那些复杂、耗时的处理，而且接受中断。因为系统中存在有许多中断的底半处理，所以会引起系统中断处理的延时。 μClinux对文件系统支持良好，由于μClinux继承了Linux完善的文件系统性能，它支持ROMFS、NFS、ext2、MS-DOS、JFFS等文件系统。但一般采用ROMFS 文件系统，这种文件系统相对于一般的文件系统(如ext2)占用更少的空间。但是ROMFS文件系统不支持动态擦写保存，对于系统需要动态保存的数据须采用虚拟RAM盘／JFFS的方法进行处理。
《嵌入式系统》试题 闭卷答题时间:30分钟 一、填空题(请将答案填入题后括号中)：共10小题，每小题2分，满分20分。 1、一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：分别是（）、存储器、输入/输出和软件，一般软件亦分为操作系统相关和（）两个主要部分。 2、根据嵌入式系统使用的微处理器，可以将嵌入式系统分为嵌入式微控制器，（），（）以及片上系统。 3、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序，其基本功能有（）、进程间通信、（）、I/O资源管理。 4、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为（）和分时操作系统，其中实时系统亦可分为（）和软实时系统。 5、内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的（），内核的基本服务是（）。 6、嵌入式开发一般采用（）方式，其中宿主机一般是指（）。 7、哈佛体系结构数据空间和地址空间（），ARM7TDMI采用（）的内核架构,ARM920T采用（）的内核架构。 采用（）级流水线结构，ARM920TDMI采用（）级流水线。 9.按操作系统的分类可知，Dos操作系统属于顺序执行操作系统，Unix 操作系统属于（）操作系统，VxWorks属于（）操作系统。 10、ARM7TDMI中，T表示支持16位Thumb指令集，D表示（），M表示内嵌乘法器Multiplier，I表示（），支持在线断点和调试。 二、选择题(请将答案填入题后括号中)：共10小题，每小题2分，满分20分。 1、要使CPU能够正常工作，下列哪个条件不是处理器必须满足的。（） (A)处理器的编译器能够产生可重入代码（B）在程序中可以找开或者关闭中断(C)处理器支持中断，并且能产生定时中断（D）有大量的存储空间 2、下面哪种操作系统最方便移植到嵌入式设备中。（） (A)DOS （B）unix (C)Windowsxp （D）linux 3、下面哪个选项不是SUB设备的特点。（） (A)串行通信方式（B）不可热拨插 (C)分HOST、DEVICE和HUB （D）通信速率比RS232快 4、下面哪种嵌入式操作系统很少用于手机终端设备上。（） (A)Symbian （B）WinCE (C)uc/os （D）linux 5、以下哪项关于SRAM和DRAM的区别是不对。（） (A)SRAM比DRAM慢（B）SRAM比DRAM耗电多 (C)DRAM存储密度比SRAM高得多（D）DRM需要周期性刷新 6、uc/os操作系统不包含以下哪几种状态。（） (A)运行（B）挂起 (C)退出（D）休眠 7、0x07&0x11的运算结果是。（） (A)0x01 （B）0x11 (C)0x17 （D）0x07 8、以下哪种方式不是uc/os操作系统中任务之间通信方式。（） (A)信号量（B）消息队列 (C)邮件（D）邮箱 9、以下哪种方式不是文件系统的格式。（） (A)FAT （B）DOS (C)NTFS （D）Ext 10、在将uc/os操作系统移植到ARM处理器上时，以下哪些文件不需要修改。（） (A) （B） (C) （D）OSTaskInit 三、判断题：共5小题，每小题2分，满分10分。 1、所有的电子设备都属于嵌入式设备。（） 2、冯诺依曼体系将被哈佛总线所取代。（） 3、嵌入式linux操作系统属于免费的操作系统。（） 4、移植操作系统时需要修改操作系统中与处理器直接相关的程序。（） 5、的最大通信速率为12M/S。（） 简答题：共2小题，每小题10分，满分20分。 1、根据嵌入式系统的特点，写出嵌入式系统的定义。 2、试分析实时操作系统的工作状态特点及相互之间的转换。