1.什么是冯诺依曼结构？什么是哈佛结构？STM32采用的是什么结构？为何要采用这种结构？
答：哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。
冯·诺伊曼结构也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，因此程序指令和数据的宽度相同。
STM32采用的是哈弗结构。原因是哈弗结构在一个机器周期内处理器可以并行获得执行字和操作数，提高了执行速度。1.STM32采用的是32位处理器核Cortex-M3,各种寄存器是主要的编程对象。
2.Cortex-M3的CPU是司令部，是大脑。
3.总线矩阵具有仲裁功能，，由4个主动部件和4个被动部件组构成
4.闪存FLASH通过FLASH端口连接CPU，FLASH有两条路到CPU，一条是传送指令的ICODE总线，另一条是传送数据的DCODE总线。
5.RCC全称是复位和时钟控制（RESET and CLOCK CONTROL）,它是高速设备，连接在AHB总线上。
6.低速APB1外设的速度上限是36Mbit/s,APB2的速度上限是72Mbit/s,(注意bit和BYTE的区别)。
7.嵌套向量中断控制器（NVIC）负责中断控制，提供可屏蔽、可嵌套、动态优先级的中断管理。
8.闪存地址重载及断点（FPB），实现硬件断点以及代码空间到系统空间的映射。
9.28．STM32系列ARM Cortex-M3芯片支持三种复位形式，分别为系统复位、电源复位和备份区域复位。
10.STM32的所有端口都有外部中断能力。当使用外部中断线时，相应的引脚必须配置成输入模式。
11.STM32具有单独的位设置或位清除能力。这是通过GPIOX_BSRR 和GPIOX_BRR 寄存器来实现的。12.ST公司还提供了完善的通用IO接口
库函数，其位于 stm32f10x_bgpio.c ，
对应的头文件为
stm32f10x_gpio.h 。
13.STM32的EXTI线16连接到PVD输
出。
14.STM32的EXTI线17连接到 RTC
闹钟事件。
15.17．STM32的EXTI线18连接到
USB唤醒事件。
16.简述STM32的时钟源，给出典型的晶
体振荡参考电路。（P17-18页）
17.STM32通用定时器TIM的16位计数器
可以采用三种方式工作，分别为向上
计数模式、向下计数模式和中央
对齐模式。
18.STM32的GPIO寄存器包括哪些寄存
器？若STM32的PA端口作为数据端口，
那么输入输出的数据应该存放在哪些寄
存器中？（P21页）
13.下列哪项不是ADC转换器的主要技术
指标（）
（A）分辨率（B）频率
（C）转换速率（D）量化误差
14.每个I/O端口位可以自由的编程，尽
管I/O端口寄存器必须以（）的方式
访问。
（A）16位字（B）16
位字节（C）32位字节（D）
32位字
15.（ A ）寄存器的目的就是用来允许
对GPIO寄存器进行数据的读/修改操作
（A）GPIOX_BSRR和GPIOX_BRR
（B）GPIOX_CRL和GPIOX_CRH
（C）GPIOX_BSRR和GPIOX_LCKR
（D）GPIOX_IDR和GPIOX_ODR
16.Cortex-M处理器采用的架构是（）
（A）ARMv7 （B）ARMv8
（C）ARMv9 D）ARMv11
17.以下对STM32集成A/D的特性描述不
正确的是（ B ）
（A）12位精度（B）单一转换
模式
（C）按通道配置采样时间（D）数据对齐
方式与内建数据一致
18.Cortex-M系列正式发布的版本是
（ A ）
（A）Cortex-M3 （B）Cortex-M4
（C）Cortex-M6 （D）Cortex-M8
19.ADC转换过程正确的是（ A ）
（A）采样—量化—编码（B）量化—采样
—编码
（C）采样—编码—量化（D）编码—采样
—量化
20.和PC系统机相比嵌入式系统不具备以
下哪个特点（ C ）。
A、系统内核小
B、专用
性强
C、可执行多任务
D、
系统精简
21.ARM Cortex-M3不可以通过（ D ）
唤醒CPU。
A．I/O端口
B．RTC 闹钟
C．USB唤醒事件
D．PLL
22.STM32嵌套向量中断控制器(NVIC) 具
有（ A ）个可编程的优先等级。
A．16
B．43
C．72
D．36
23.TM32的外部中断/事件控制器（EXTI）
支持（ C ）个中断/事件请求。
A．16
B．43
C．19
D．36
24.中断屏蔽器能屏蔽（ B ）
（A）所有中断和异常（B）除了NMI外
所有异常和中断
（C）除了NMI、异常所有其他中断（D）
部分中断
25.关于中断嵌套说法正确的是（ B ）
（A）只要响应优先级不一样就有可能发
生中断嵌套
（B）只要抢占式优先级不一样就有可能
发生中断嵌套
（C）只有抢占式优先级和响应优先级都
不一才有可能发生中断嵌套
（D）以上说法都不对
26.向量中断控制器最多可支持（ C ）
个IRQ中断
（A）127 （B）128
（C）240 （D）255
27.每个通用I/O端口有（）个32位
的配置寄存器，（）个32位的数据
寄存器，（）个32位的置位/复位寄
存器，（ ）个16位的复位寄存器，（ ）个32位的锁定寄存器 （A ）2,1,2,1，1 （B ）2,2,1,1,1 （C ）2,2，2,1,1 （D ）2,2,1,2,1 28.固件库中的功能状态
（FunctionalState ）类型被赋予以下两个值（ A ）
（A ）ENABLE 或者DISABLE （B ）SET 或者RESTE
（C ）YES 或者NO （D ）SUCCESS 或者ERROR
29.固件库中的标志状态（FlagStatus ）类型被赋予以下两个值（ C ）
（A ）ENABLE 或者DISABLE
（B ）SUCCESS 或者ERROR （C ）SET 或者RESTE （D ）YES 或者NO 30.PWM 是（ A ）
（A ）脉冲宽度调制 （B ）脉冲频率调制 （C ）脉冲幅度调制 （D ）脉冲位置调制
31.STM32的外部中断/事件控制器（EXTI ）由 19 个产生事件/中断要求的边沿检测器组成。每个输入线可以独立地配置 输入类型（脉冲或挂起）和对应的触发事件（上升沿或下降沿或者双边沿都触
发） 。每个输入线都可以被独立的屏蔽。 挂起寄存器 保持着状态线的中断要求。 32.SPI 通过4个引脚与外部器件相连：MISO/MOSI/SCK/NSS
33.I2C 总线的两个引脚：SDA/SCL,SDA 是串行数据总线，SCL 是串行始终总线。 34.将PD 端口的4位引脚输出低电平：GPIOD->BRR=1<<4，输出高电平GPIOD->BSRR=1<<4.
35.综合设计1：如下图，利用STM32的GPIO 接口及其操作，采用两种方式来实现4个LED 按照LED1、LED2、LED3、LED4的顺序循环显示。硬件连接图如图所示。（提示：一种方式为使用GPIO_Write （）函数对PB 端口整体操作，一种方式为使用GPIO_SetBits （）和GPIO_ResetBits （）对PB 的单个管脚操作）。端口、时钟、中断的初始化配置函数GPIO_Configuration()、NVIC_Configuration()、
RCC_Configuration()均给出，延时函数统一为delayms(100),要求写出
GPIO_SetBits （）、GPIO_ResetBits （）、GPIO_Write （）和main()函数，给出必要的注释，其他必要的定义由考生自主决
定。
36.综合设计2：利用STM32的
USART1和USART2实现串口环形通信。请写出主函数main()和串口中断函数USART1_IRQHandler(void)和USART2_IRQHandler(void)
通用嵌入式系统测试平台 （ESITest 3.2） 一、平台概述 通用嵌入式系统测试平台（Embeded System Interface Test Studio V3.2,简称：ESITest3.2）是针对于嵌入式系统进行实时-闭环-非侵入式黑盒测试的自动化测试平台，适用于嵌入式系统在设计、仿真、测试、集成验证和维护等各阶段配置项级别和系统级别的动态测试与验证。 平台主要功能： ?是一款针对嵌入式系统测试的自动化测试平台； ?可实现对嵌入式系统的黑盒动态测试； ?支持自动化测试和回归测试； ?可实现对嵌入式系统进行实时-闭环-非侵入式的系统级测试； ?支持多种测试类型：功能测试、接口测试、边界测试、强度测试、安全 性测试等； ?支持基于硬件、软件以及仿真的故障注入测试； ?可对嵌入式系统各组成模块分割开进行单独测试； ?替代测试工装（陪测设备、测试台）； ?实现基于实装难以完成的测试任务； ?提供了支持测试设计与开发、测试执行与管理的整套解决方案。 平台由软件和硬件两部分组成。软件部分主要包括测试设计软件、测试执行软件、客户端软件、实时数据监控软件、数据查看及分析软件、各类接口设备辅助调试软件及辅助测试软件等。 目前该平台提供PXI模式（ESITest-PXI）与分布式模式（ESITest-LAN）两种架构产品。 二、ESITest-PXI产品 1、产品简介 PXI总线架构产品的硬件部分由PXI机箱、PXI控制器、PXI接口模块组成，其中PXI接口模块包括了RS232、RS422、RS485、CAN、MIL-STD-1553B、AD采集、DA转换、DI/DO以及示波器、函数发生仪等模块。
1．下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式（A）。 A．用户模式B．系统模式C．软中断模式D．FIQ模式 2．ARM7TDMI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 3．下面哪个Linux操作系统是嵌入式操作系统（ B ）。 A．Red-hat Linux B．uclinux C．Ubuntu Linux D．SUSE Linux 4．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 5．下面哪个不属于Linux下的一个进程在内存里的三部分的数据之一（A）。 A．寄存器段B．代码段 C．堆栈段D．数据段 选择题（共5小题，每题2分，共10分） 1．下面哪个系统属于嵌入式系统（ D ）。 A．“天河一号”计算机系统B．IBMX200笔记本电脑 C．联想S10上网本D．Iphone手机 2．在Makefile中的命令必须要以（A）键开始。 A．Tab键B．#号键 C．空格键D．&键 3．Linux支持多种文件系统，下面哪种不属于Linux的文件系统格式（ B ）。 A．Ext B．FA T32 C．NFS D．Ext3 4．下面哪种不属于VI三种工作模式之一（ D ）。 A．命令行模式B．插入模式 C．底行模式D．工作模式 5．下面哪一项不属于Linux内核的配置系统的三个组成部分之一（ C ）。 A．Makefile B．配置文件（config.in） C．make menuconfig D．配置工具 1．人们生活中常用的嵌入式设备有哪些？列举4个以上(1) 手机，(2) 机顶盒，(3) MP3，(4) GPS。（交换机、打印机、投影仪、无线路由器、车载媒体、PDA、GPS、智能家电等等。） 2．ARM9处理器使用了五级流水线，五级流水具体指哪五级：(5) 取指，(6) 译码，(7) 执行，(8) 缓冲/数据，(9) 回写。 3．在Makefile中的命令必须要以(10) Tab 键开始。 4．Linux支持多种文件系统，主要包括哪些（写出其中4中就行）(11) Ext，(12) VFA T，(13) JFS，(14) NFS。（JFS、ReiserFS、Ext、Ext2、Ext3、ISO9660、XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT、NTFS、HPFS、NFS、SMB、SysV、PROC等） 5．VI的工作模式有哪三种：(15) 命令行模式，(16) 插入模式，(17) 底行模式。
《嵌入式系统及应用》课程实验 一、实验课程的性质、目的和任务 性质：《嵌入式系统及应用》课程是自动化专业的专业基础课程，本实验课是该课程教学大纲中规定必修的实验教学内容。 目的和任务：通过实验环节来巩固和加深学生对嵌入式系统的理解，使学生掌握MCS51单片机和ARM的基本原理和应用技术。通过熟悉MCS51开发环境和ARM集成开发环境，使学生掌握嵌入式系统开发的一般规律和方法。在集成开发环境下，进行系统功能程序的编写和调试的训练，掌握嵌入式系统软硬件调试的一般方法和系统设计的能力。 二、实验内容、学时分配及基本要求
三、考核及实验报告 （一）考核 本课程实验为非独立设课，实验成绩占课程总成绩的15%，综合评定实验成绩。（二）实验报告 实验报告应包括： 实验名称 实验目的 实验内容与要求 设计思路（如：分析、程序流程图等） 实验步骤 实验代码（含必要注释） 实验结果分析 实验小结（本题调试过程中遇到的问题和解决方法、注意事项、心得体会等）注：综合型实验需写出系统功能、设计过程 实验报告的要求： 实验报告以文本形式递交，实验报告要书写规范、文字简练、语句通顺、图表清晰。 四、主要仪器设备 硬件：微型计算机；嵌入式系统开发平台。 软件：Keil C51；ADT 五、教材及参考书 教材
[1] 高锋．单片微型计算机原理与接口技术（第二版）．北京：科学出版社，2007 [2] 自编．嵌入式系统及应用 参考书 [1] 王田苗．嵌入式系统设计与实例开发．北京：清华大学出版社，2003 [2] 陈赜．ARM9 嵌入式技术及Linux高级实践教程．北京：北京航空航天大学出版社，2005 [3] 李忠民等．ARM嵌入式VxWorks实践教程．北京：北京航空航天大学出版社，2006
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
嵌入式系统的测试和可靠性评估 摘要:引入多种嵌入式系统测试方法;根据ISO 9000国际质量标准,提出一种切实可行的可靠性评估方案,并使它们应用于嵌入式产品测试中,测试效果良好。最后,通过测试实例说明嵌入式系统的系统测试过程和分析。 关键词:嵌入式系统;系统测试;测试方法;可靠性评估 随着嵌入式系统硬件体系结构的变化,嵌入式系统的发展趋势向嵌入式系统高端,即嵌入式软件系统转移,具体体现在嵌入式操作系统趋于多样和应用软件日渐复杂。由于嵌入式系统软硬件功能界限模糊,研究如何进行系统测试和进行质量评估来保证嵌入式系统的产品质量具有重要意义。 首先,这里明确嵌入式系统的系统测试定义,是将开发的软件系统(包括嵌入式操作系统和嵌入式应用软件)、硬件系统和其它相关因素(如人员的操作、数据的获取等)综合起来,对整个产品进行的全面测试。嵌入式系统的系统测试比PC 系统软件测试要困难得多,主要体现如下:①测试软件功能依赖不需编码的硬件功能,快速定位软硬件错误困难;②强壮性测试、可知性测试很难编码实现;③交叉测试平台的测试用例、测试结果上载困难;④基于消息系统测试的复杂性,包括线程、任务、子系统之间的交互,并发、容错和对时间的要求;⑤性能测试、确定性能瓶颈困难;⑥实施测试自动化技术困难。 1测试方法 根据Goodenough和Gerhart提出的软件测试充分性准则可知,软件测试具有非复合性的特点,也就是说,即使以软件所有成分都进行了充分的测试,也并不意味着整个软件的测试已经充分。所以,即使通过了需求测试、设计测试、编码测试,并不意味着已经完全了充分的测试,还要进行软硬件全面测试,即系统测试。正确的系统测试方法能设计出良好的测试用例,而良好的测试用例是测试成功的关键。测试用例质量特性主要有以下几点。 ①检验性:检测软件缺陷的有效性,是否能发现缺陷或至少可能发现缺陷。②可仿效性:可以支持测试多项内容,减少测试用例的数量。③开销:测试用例的执行、分析和调试是否经济。④修改性:每次软件修改后对测试用例的维护成本。测试方法不仅要保证测试用例具有发现缺陷的高可移植性,而且还要保证测试用例设计的经济有效。因此,在实际测试工作中,将嵌入式系统的测试方法分类如下:根据测试是否动态运行被测程序分为静态测试方法和动态测试方法;根据测试阶
1．下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式（ A ）。 A．用户模式B．系统模式C．软中断模式D．FIQ模式 2．ARM7TDMI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 3．下面哪个Linux操作系统是嵌入式操作系统（ B ）。 A．Red-hat Linux B．uclinux C．Ubuntu Linux D．SUSE Linux 4．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 5．下面哪个不属于Linux下的一个进程在内存里的三部分的数据之一（ A ）。 A．寄存器段B．代码段 C．堆栈段D．数据段 选择题（共5小题，每题2分，共10分） 1．下面哪个系统属于嵌入式系统（ D ）。 A．“天河一号”计算机系统B．IBMX200笔记本电脑 C．联想S10上网本D．Iphone手机 2．在Makefile中的命令必须要以（ A ）键开始。 A．Tab键B．#号键 C．空格键D．&键 3．Linux支持多种文件系统，下面哪种不属于Linux的文件系统格式（ B ）。 A．Ext B．FAT32 C．NFS D．Ext3 4．下面哪种不属于VI三种工作模式之一（ D ）。 A．命令行模式B．插入模式 C．底行模式D．工作模式 5．下面哪一项不属于Linux内核的配置系统的三个组成部分之一（ C ）。 A．Makefile B．配置文件（config.in） C．make menuconfig D．配置工具 1．人们生活中常用的嵌入式设备有哪些？列举4个以上(1) 手机，(2) 机顶盒，(3) MP3，(4) GPS。（交换机、打印机、投影仪、无线路由器、车载媒体、PDA、GPS、智能家电等等。） 2．ARM9处理器使用了五级流水线，五级流水具体指哪五级：(5) 取指，(6) 译码，(7) 执行，(8) 缓冲/数据，(9) 回写。 3．在Makefile中的命令必须要以(10) Tab 键开始。 4．Linux支持多种文件系统，主要包括哪些（写出其中4中就行）(11) Ext，(12) VFAT，(13) JFS，(14) NFS。（JFS、ReiserFS、Ext、Ext2、Ext3、ISO9660、XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT、NTFS、HPFS、NFS、SMB、SysV、PROC等） 5．VI的工作模式有哪三种：(15) 命令行模式，(16) 插入模式，(17) 底行模式。
实验报告 课程名称：嵌入式系统 学院：信息工程 专业：电子信息工程 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 开课时间：学年第一学期
实验名称：IO接口（跑马灯） 实验时间：11.16 实验成绩： 一、实验目的 1.掌握 STM32F4 基本IO口的使用。 2.使用STM32F4 IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置完成对 IO 口的配置。 3.控制STM32F4的IO口输出，实现控制ALIENTEK 探索者STM32F4开发板上的两个LED实现一个类似跑马灯的效果。 二、实验原理 本次实验的关键在于如何控制STM32F4的IO口输出。IO主要由：MODER、OTYPER、OSPEEDR、PUPDR、ODR、IDR、AFRH和AFRL等8个寄存器的控制，并且本次实验主要用到IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置，即可完成对IO口的配置。所以可以通过了开发板上的两个LED灯来实现一个类似跑马灯的效果。 三、实验资源 实验器材: 探索者STM32F4开发板 硬件资源: 1.DS0(连接在PF9) 2.DS1(连接在PF10) 四、实验内容及步骤 1.硬件设计 2.软件设计 （1）新建TEST工程，在该工程文件夹下面新建一个 HARDWARE文件夹，用来存储以后与硬件相关的代码。然后在 HARDWARE 文件夹下新建一个LED文件夹，用来存放与LED相关的代码。 （2）打开USER文件夹下的test.uvproj工程，新建一个文件，然后保存在 LED 文件夹下面，保存为 led.c，在led.c中输入相应的代码。
（3）采用 GPIO_Set 函数实现IO配置。LED_Init 调用 GPIO_Set 函数完成对 PF9 和 PF10 ALIENTEK 探索者 STM32F407 开发板教程 119 STM32F4 开发指南(寄存器版) 的模式配置，控制 LED0 和 LED1 输出 1（LED 灭），使两个 LED 的初始化。 （4）新建一个led.h文件，保存在 LED 文件夹下，在led.h中输入相应的代码。 3.下载验证 使用 flymcu 下载（也可以通过JLINK等仿真器下载），如图 1.2所示： 图1.2 运行结果如图1.3所示：
一、填空 1. 嵌入式系统在硬件设计、操作系统的选择、以及软件的设计上都要遵循―面向应用、量体裁衣、够用为度‖的原则。 2. 嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件，是控制、辅助系统运行的硬件单元。 3. 试列举三种以上主流的通用处理器：ARM／StrongARM、MIPS、PowerPC、X86、68K／Coldfire。 4. ARM处理器共有37个寄存器，其中包括31个通用寄存器和6个状态寄存器。 5. ARM处理器有7种不同的处理器模式，在每一种处理器模式下均有一组相应的寄存器与之对应。即在任意一种处理器模式下，可访问的寄存器包括15个通用寄存器（R0～R14）、一至二个状态寄存器和程序计数器。 6. 寄存器R13在ARM指令中常用作堆栈指针。R14也称作子程序连接寄存器或连接寄存器LR，当发生中断或异常时，对应的分组寄存器R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值。 7. ARM微处理器的在较新的体系结构中支持两种指令集：ARM指令集（指令长度为32位）和Thumb指令集（指令长度为16位）。 8. 寄存器R15用作程序计数器(PC)。该寄存器在ARM状态下，位[1:0]为0，位[31:2]用于保存PC；在Thumb状态下，位[0]为0，位[31:1]用于保存PC。 9. 寄存器R16用作CPSR(当前程序状态寄存器)，CPSR可在任何运行模式下被访问。每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器，称为SPSR （备份的程序状态寄存器）。 10. Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集，程序可以直接访问8个通用寄存器（R7～R0）、程序计数器（PC）、堆栈指针（SP）、连接寄存器（LR）和CPSR。 11. 每一条ARM指令包含的条件码位于指令的最高4（[31:28]）位，每种条件码可用两个字符表示，可以添加在指令助记符的后面和指令同时使用。 12. 函数的参数传递方法有两种：R0~R3寄存器和堆栈。 13. 处理器有五种地址空间：寄存器地址空间、程序存储器地址空间、内部数据存储器地址空间、外部数据存储器地址空间、IO地址空间。每种处理器有其中的一种或几种地址空间。 14. 试列举三种以上常见的嵌入式操作系统：Xinu、uC/OS-II、eCOS、LynxOS、pSOS+、QNX、VRTX、Linux、VxWorks、Nucleus、ＷinCE。 15. 某计算机的时钟频率为400MHz，测试该计算机的程序使用4 种类型的指令。每种指令的数量及所需指令时钟数（CPI）如下表所示，则该计算机的指令平均时钟数为1.93；该计算机的运算速度约为207.3 MIPS。
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
_* 南京邮电大学通信学院 实验报告 实验名称：基于ADS开发环境的程序设计 嵌入式Linux交叉开发环境的建立 嵌入式Linux环境下的程序设计 多线程程序设计 课程名称嵌入式系统B 班级学号 姓名 开课学期2016/2017学年第2学期
实验一基于ADS开发环境的程序设计 一、实验目的 1、学习ADS开发环境的使用； 2、学习和掌握ADS环境下的汇编语言及C语言程序设计； 3、学习和掌握汇编语言及C语言的混合编程方法。 二、实验内容 1、编写和调试汇编语言程序； 2、编写和调试C语言程序； 3、编写和调试汇编语言及C语言的混合程序； 三、实验过程与结果 1、寄存器R0和R1中有两个正整数，求这两个数的最大公约数，结果保存在R3中。 代码1：使用C内嵌汇编 #include
printf("gcdnum:%d\n",a); return 0; } 代码2：使用纯汇编语言 AREA example1,CODE,readonly ENTRY MOV r0, #4 MOV r1, #9 start CMP r0, r1 SUBLT r1, r1, r0 SUBGT r0, r0, r1 BNE start MOV r3, r0 stop B stop END 2、寄存器R0 、R1和R2中有三个正整数，求出其中最大的数，并将其保存在R3中。 代码1：使用纯汇编语言 AREA examp,CODE,READONL Y ENTRY MOV R0,#10 MOV R1,#30 MOV R2,#20 Start CMP R0,R1 BLE lbl_a CMP R0,R2 MOVGT R3,R0 MOVLE R3,R2 B lbl_b lbl_a CMP R1,R2 MOVGT R3,R1 MOVLE R3,R2 lbl_b B . END 代码2：使用C内嵌汇编语言 #include
1.什么是嵌入式系统？嵌入式系统的三个基本要素是什么？ 2./*/在IC行业中，已完成并经过验证的IC电路具有固定的不可再分解的功能特性，人 们称之为“核”，它们属于知识产权保护的范畴，所以也成为知识产权核或 IP 核。 3.什么是片上系统（SoC）？片上系统的特点是什么？ 4.设指令由取指、分析、执行3个子部件完成（ARM7体系结构采用3级流水线，分别是 取指、分析、执行），每个子部件的工作周期为△t，采用常规标量单流水线处理机。若连续执行10条指令，则共需要多少时间？ 5./*/某人使用电子书阅读一部长篇小说，其电子文本的格式为.txt，文件的实际大小为 236KB，该小说包含的汉字大约有多少万字？ 6./*/Internet有许多不同结构的局域网核广域网互相连接在一起，它们能相互通信并协 调地进行工作的基础是因为都采用了 TCP/IP 协议。 7. RISC的特点有哪些？ 8./*/与通用计算机（如PC）相比，嵌入式系统具有许多不同之处。下面不属于嵌入式系 统特点的是。 A. 嵌入式系统与具体应用紧密结合，具有很强的专业性 B．嵌入式系统大多数面向控制应用，可靠性十分重要 C. 应用于过程控制、数据采集、通信传输等领域的嵌入式系统对实时性有要求 D．大多数嵌入式系统的软件用户可以方便地进行修改、升级和扩充 9./*/与其他内核相比，关于ARM内核的主要特点，以下说法不正确的是 D 。 A．功耗低，代码密度大，编译器选择好 B. 成本低，软件可移植性好，供货源多C．功能强大，低功耗设计，RISC结构 D. 全部都是RISC、哈佛结构 10.ARM7TDMI的T、D、M、I分别表示什么含义？ 11./*/对于CPSR寄存器，选择用户模式且使用快速中断FIQ，禁止IRQ中断，Thumb状态， 则CPSR的值为 0x000000B0 . 12.ARM7处理器的字是多少位的？ARM7处理器的存储空间的大小是多少？ 13./*/已知内存0x50008000中的内容为0x6A，0x50008001中的内容为0x51,0x50008002 中的内容为0x18,0x50008003中的内容为0x96，则ARM在小端模式下这一个字的数据为0x9618516A. 14./*/若指令执行前R2的值为0xFF998877，则指令AND R1, R2, #0x101执行后，R1的 值为 . 15./*/已知R0=0x10，则执行指令ORR R0, R0,#1后，R1= . 16./*/已知C=1，R1=100，R2=90，则执行指令ADC R0, R1, R2后，R0= . 17./*/在指令LDR R0, [R1,#4]! 执行后，R1中的值为R1+4. 18.在32位总线系统中，若时钟频率为500MHz，传送一个32位字需要5个时钟周期，则 该总线系统的数据传送速率是多少？ 19./*一副1024×768的彩色图像，其数据量在2.25M左右，若图像数据没有经过压缩处理， 则图像中每个像素是使用多少位二进制位表示的？ 答：设每个像素使用m位二进制位表示，则 1024×768×m/ 8 = 2.25×1024×1024. 解得m=24. 20.ARM7TDMI处理器的有多少个寄存器？其中通用寄存器有多少个？状态寄存器有多少 个？R13、R14、R15的别名和功能特点，CPSR的各个位的含义，SPSR的功能等。21.ARM7的寄存器都是多少位的？这些寄存器不能被同时看到，哪些因素决定这些寄存器 对编程者可见？ 22.在ARM处理器中，哪一个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
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)
实验名称： 姓名： 学号： 装 订 线 P.1 实验报告 课程名称： 嵌入式系统设计 指导老师：马永昌 成绩：________________ 实验名称：综合实验一dht11和人体感应传感器 实验类型：验证型 同组学生姓名：孙凡原 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.掌握字符设备驱动程序的基本结构和开发方法 2.掌握用户空间调用设备驱动的方法 3.掌握用户和内核的交互 二、实验内容和原理 1.编写温湿度传感器DHT11驱动，传输打印温湿度信息 2.编写人体感应传感器驱动，控制LED 灯亮灭 原理： 温湿度传感器DHT11： 1.引脚图 实际使用传感器没有NC 引脚 2.数据采集 a.数据总时序 用户主机发送一次开始信号后，DHT11 从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11 发 专业：测控技术与仪器 姓名：颜睿 学号：3130103850 日期：2018.4.28 地点：创客空间
装订线送响应信号，送出40bit 的数据，幵触发一次信采集。 b.主机发送起始信号 连接DHT11的DATA引脚的I/O口输出低电平，且低电平保持时间不能小于18ms，然后等待DHT11 作出应答信号。 c.检测从机应答信号 DHT11 的DATA 引脚检测到外部信号有低电平时，等待外部信号低电平结束，延迟后DHT11 的DATA引脚处于输出状态，输出80 微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出80 微秒的高电平通知外设准备接收数据。 d.接收数据 （1）数据判定规则 位数据“0”的格式为：50 微秒的低电平和26-28 微秒的高电平，位数据“1”的格式为：50 微秒的低电平加70微秒的高电平。 接收数据时可以先等待低电平过去，即等待数据线拉高，再延时60us，因为60us大于28us且小于70us，再检测此时数据线是否为高，如果为高，则数据判定为1，否则为0。
文字简答、问答类题目见教材 3.2 R0和R1中有两个32位数，若R0＞R1，则R0＝R0-R1；若R0＜R1，则R1＝R1-R0；若R0＝R1，则R1、R0保持不变。 1）请用CMP、B和SUB指令完成上述操作。 2）请用条件SUB指令完成上述操作。 解答：（已调试通过） 1、用CMP、B和SUB指令 AREA StrCopy, CODE, READONLY ENTRY start MOV R0,#3 MOV R1,#2 CMP R0,R1 BLT Less BGT More B stop Less SUB R1,R1,R0 B stop More SUB R0,R0,R1 stop B stop 2、用条件SUB指令 AREA StrCopy, CODE, READONLY ENTRY start MOV R0,#3 MOV R1,#2 CMP R0,R1 SUBLT R1,R1,R0 SUBGT R0,R0,R1 stop B stop 3.3 用合适的指令实现以下功能
1）R0 =16 mov R0,#16 2）R1 = R0 × 4 MOV R1，R0,LSL #2 3）R0 =R1/16 Mov r0，r1, LSR #4 4）R1 = R2 × 7 SUB R1, R2, R2, LSL #3 3.5 下列指令序列完成什么功能？ ADD R0, R1, R1, LSL #1 SUB R0, R0, R1, LSL #4 ADD R0, R0, R1, LSL #7 解答： 1、R0=R0+2*R1 2、R0=R0-16*R1 3、 R0=R0+128*R1 4.7 试编写程序，计算2+4+6+8+…+2N的值解答：（已调试通过） 方法一 N EQU 3 AREA StrCopy, CODE, READONLY ENTRY start MOV R0,#0 MOV R1,#N L1 MOV R2,R1,LSL #1 ADD R0,R0,R2 SUB R1,R1,#1
黑盒测试(Black box testing) ── 不考虑内部设计和代码，根据需求和功能进行测试。 白盒测试(White box testing) ── 根据应用软件的代码的内部逻辑，按照代码的语句、分支、路径和条件进行测试。 部件测试(Unit testing) ── 最小范围的测试，针对特定的函数和代码模块进行测试。因为需要了解程序的设计和代码的细节才能进行，所以 部件测试一般是由程序员，而不是由测试人员来做。除非应用软件的结构设计良好，而且代码也写得清楚，否则部件测试并非易事。也许需要开发测试驱动模块或测试工具。 递增的综合测试(incremental integration testing) ── 不断进行的测试过程，每增加一个新的功能模块，都进行测试。这要求一个应用软件在最终完成之前，各功能模块要相对独立，或者已根据需要开发出测试驱动软件。这种测试可由程序员或测试人员进行。 综合测试(integration testing) ── 对应用软件的各个部件进行组合测试，来检查各功能模块在一起工作是否正常。“部件”可以是代码模块、独立的应用程序、也可以是网络中的客户/服务器应用软件。这种测试特别适用于客户/服务器环境和分布式系统。 功能测试(functional testing) ── 对一个应用软件的功能模块进行黑盒测试。这种测试应当由测试人员进行。但这并不意味着程序员在推出软件之前不进行代码检查。(这一原则适用于所有的测试阶段。) 系统测试── 针对全部需求说明进行黑盒测试，包括系统中所有的部件。 端到端测试(end-to-end testing) ── 类似于系统测试，但测试范围更“宏观”一些。模仿实际应用环境，对整个应用软件进行使用测试。例如与数据库进行交互作业、使用网络通信、与其他硬件、应用程序和系统之间的相互作用是否满足要求。 健全测试(sanity testing) ── 是一种典型的初始测试。判断一个新的软件版本的运行是否正常，是否值得对它作进一步的测试。例如，如果一个新的软件每 5 分钟就破坏系统、大大降低系统的运行速度、或者破坏数据库，那么这样的软件就算不上是“健全”的，不值得在目前状态下进行进一步的测试。 回归测试(regression testing) ── 每当软件经过了整理、修改、或者其环境发生变化，都重复进行测试。很难说需要进行多少次回归测试，特别是是到了开发周期的最后阶段。进行此种测试，特别适于使用自动测试工具。 认同测试(acceptance testing) ── 基于说明书的、由最终用户或顾客来进行的测试。或者由最终用户/顾客来进行一段有限时间的使用。 负荷试验(load testing) ── 在大负荷条件下对应用软件进行测试。例如测试一个网站在不同负荷情况下的状况，以确定在什么情况下系统响应速度下降或是出现故障。
嵌入式系统复习题 一、填空题： 1、试列举三种主流的嵌入式处理器：（ ARM ）、（ MIPS ）、（PowerPC）。 2、ARM处理器共有（37）个寄存器，其中包括（31个通用寄存器）和（6个状态寄存器）。 3、寄存器R13在ARM指令中（堆栈指针SP ）。R14也称（程序连接寄存器LR）在程序里的作用是（程序计数器PC的备份）。当发生中断或异常时，对应分组寄存器分别是（R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值）。 4、ARM微处理器支持两种指令集：（ARM）和（Thumb）。 5、寄存器R15用作（程序计数器PC）。该寄存器在ARM状态下，（位[1:0]为00），位[31:2]用于保存PC；在Thumb状态下，（位[0]为0），位[31:1]用于保存PC。 6、CPSR用作( 状态寄存器 )，CPSR可在任何运行模式下被访问。每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器，称为（程序状态保存寄存器SPSR）。 7、Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集，程序可以直接访问的通用寄存器是（R0—R7,PC,SP,LR,CPSR）。 8、ARM指令中条件执行功能是通过（ 指令中添加条件码）来实现的，包含的条件码位于指令的最高（四）位。 9、试列举五种以上常见的嵌入式操作系统：（μC/OS-II）、（Vxworks）、（WinCE）、（Linux/μCLinux）、（PalmOS）。 10、计算机结构中，哈佛结构和冯?诺依曼结构的主要区别是（指令与数据分开），ARM7采用（冯?诺依曼结构），ARM9采用（哈佛结构）。 11、ARM处理器采用（Thumb指令）操作来访问SFR。
GSM手机测试基础知识 测试手机的主要参数有： 1）发射功率等级TX power level（5～19） 2）频率误差frequency FER 3）相位误差Phase PER 4）射频频谱RF Spectrum 5）开关谱SwitchSpectrum 6）接受灵敏度RX Sensitivity 7）调制谱Modulation Spectrum 测试系统需要的主要设备： 1）模拟基站的综合测试仪如德国罗德-史瓦茨公司的CMU200 2）通信专用电源如2304A双通道移动通讯高速电源，该电源在脉冲负载变化时展现了他显著的电压稳定性，同时能够测量负载电流。对于测试需电池供电的无线通讯设备（例如便捷式电话），在非常短的时间间隔内经历真实的负载变化而言，这种电源是最优化的。 3）手机夹具等 4）测试开发软件labview或VB等labview快速方便 测试过程 实际测量系统的工作过程是首先手机开机，寻找与模拟基站CMU之间的频率同步；然后对PS（电源）与CMU进行初始化；初始化正确完成后在MSC上注册手机IMSI号；建立MS对BS（基站）的呼叫；当呼叫成功时，开始测量手机GSM900参数；首先测量信道1三个功率等级（Lv5，Lv10，Lv15）的发射功率；若符合标准，进入信道1的FER（频率误差）与PER（相位误差）测量；按同样的步骤测量信道62、123的发射功率、FER与PER；测量GSM900的Modulation Spectrum（调制谱）、SwitchSpectrum（开关谱）；从GSM900切换到DCS1800；测量信道512，69 8，885的各发射功率，FER，PER，ModulationSpectrum和SwitchSpectrum；在测量过程中如果任何参数不符合标准，立即显示FAIL并生成报告退出，全部测试完毕显示PASS并生成报告退出。
学习中心/函授站_ 姓名学号 西安电子科技大学网络与继续教育学 院 2014学年下学期 《嵌入式系统》期末考试试题 （综合大作业） 题号一二三四五总分 题分2010302020 得分 考试说明： 1、大作业于2014年12月25日下发，2015年1月10日交回； 2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计； 3、答案须手写完成，要求字迹工整、卷面干净。 一、问题简述（每小题4分，共20分） 1、简述嵌入式系统的定义和组成结构。 答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并软硬件可剪裁、功能、 ,可靠性、体积、重量、成本、功耗、成本、安装方式等方面符合要求的专用计算机系统。 嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、存储与I/O部分、外设与执行部分、嵌入式软件等四个部分组成。 2、简单说明ARM微处理器的特点。 答：(1) 体积小、低功耗、低成本、高性能。 (2) 支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好地兼 容8位/16位器件。
(3) 大量使用寄存器，指令执行速度更快。 (4) 大多数数据操作都在寄存器中完成，通过Load/Store结 构在内存和寄存器之间批量传递数据。 (5) 寻址方式灵活简单，执行效率高。 (6) 指令长度固定。 3、简述嵌入式系统产品的设计和开发过程。 答：①在嵌入式系统的开发过程中，一般采用的方法是首先在通用PC机上的集成开发环境中编程；②然后通过交叉编译和链接，将程序转换成目标平台(嵌入式系统)可以运行的二进制代码；③接着通过嵌入式调试系统调试正确；④最后将程序下载到目标平台上运行。 要强调，选择合适的开发工具和调试工具，对整个嵌入式系统的开发都非常重要。 4、简述嵌入式系统设计中要考虑的因素。 答：在嵌入式系统的开发过程中，要考虑到实时性、可靠性、稳 定性、可维护性、可升级、可配置、易于操作、接口规范、抗干 扰、物理尺寸、重量、功耗、成本、开发周期等多种因素。 5、什么是BootLoader，了解其在嵌入式系统中作用。 答：就是启动载入或引导加载又叫自举装载。由于系统加电后需 要首先运行BootLoader这段程序，因此它需要放在系统加电后 最先取指令的地址上。嵌入式处理器的生产厂商都为其处理器预 先安排了一个在系统加电或复位后最先取指令的地址。 二、名词解释（每小题2分，共10分） 1、DSP(Digital Signal Processor)，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。 2、RTOS Real Time Operating System. 译为实时操作系统。实时系统是指一个能够在指定的或者确定的时间内，实现系统功能和对外部或内部、同步或异步事件作出响应的系统。 3、BSP设计板级支持包（BSP）的目的主要是为驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包，从而实现对操作系统的支持。类似于PC机上的BIOS，是一个承上启下的软件层次。由嵌入OS和用户开发相结合取得。BSP一般是在嵌入式系统上固化存放。 4、总线竞争就是在同一总线上，同一时刻，有两个以上器件要通