嵌入式系统课程考习题型及答案.docx

【嵌入式系统详解】 嵌入式系统是一种以应用为中心，以计算机技术为基础的专用计算机系统，其特点是软硬件可裁剪，能够满足特定应用在功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面的严格要求。这种系统支持多种处理器和处理器体系结构，具有多样性，且面向特定应用，对成本控制和实时性有较高需求。嵌入式系统通常采用轻量级、可裁剪、实时性强且可靠的嵌入式操作系统，并需要专门的开发工具和方法。 与通用计算机系统相比，嵌入式系统更加注重形态的不可见性，软件和硬件紧密集成，开发过程采用交叉方式，即在通用计算机上进行开发，而运行在嵌入式平台上。此外，它们通常不支持应用程序的二次编程。 嵌入式系统的关键技术包括：嵌入式处理器的选择、微内核结构的设计、任务调度机制、实时性（硬实时和软实时）、内存管理和内核加载方式等。 嵌入式系统的应用非常广泛，例如在iPad4（使用Apple A6X处理器，iOS操作系统）、三星Galaxy S5（搭载高通骁龙801处理器，运行Android OS）和数码相机（常见使用ARM9或DSP5000处理器，搭配ucLinux操作系统）等设备中都能找到。 开发嵌入式系统时，常用的语言包括： - C语言：用于开发操作系统和硬件相关程序。 - C++：适用于开发大型应用程序。 - 汇编语言：用于底层硬件接口和算法基础模块。 - C#：在大型应用程序开发中使用。 - VHDL：用于CPLD/FPGA芯片的逻辑设计。 - Java：常用于JSP开发和大型应用程序。 嵌入式系统与专用集成电路（ASIC）设计各有优缺点： - 嵌入式系统设计灵活，可编程性强，但成本可能较高。 - ASIC设计定制化程度高，性能优化，但设计和修改成本昂贵，且不易更新。 嵌入式系统设计通常采用系统级开发方法，涉及工作包括系统总体框架设计、软硬件划分、处理器选择、操作系统选定和开发环境选定。硬件调试采用直接测试法、监控器、仿真器和在线仿真器等技术手段，软件调试则有模拟器方式和非交叉调试等。 构件式开发方法是将系统模块化和构件化，提高了开发效率、可靠性，便于软件移植，支持并行开发，节约资源，提高软件复用性。例如，通过选用现成的硬件和软件构件，可以快速构建符合需求的嵌入式系统。 需求分析是项目成功的基础，它帮助确定系统的功能、性能、约束和用户界面等要求，避免后期返工。在进行需求分析时，应考虑的问题包括：用户需求、功能需求、性能需求、安全性和可用性要求、系统限制、预期的用户群体和使用环境等。