2022年嵌入式系统课程考试题型和答案.docx

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，它的特点是软硬件可裁剪，能够满足特定应用对功能、可靠性和成本等方面的严格要求。与通用计算机系统相比，嵌入式系统更加注重成本控制、实时性、可靠性和低功耗。它们通常采用专门的嵌入式处理器，如ARM架构，以及轻量级、实时可靠的嵌入式操作系统，如ucLinux或RTOS。 嵌入式系统的核心技术包括嵌入式处理器、微内核结构、任务调度、实时性（硬实时和软实时）、内存管理以及内核加载方式。随着技术的发展，嵌入式系统的应用越来越广泛，涵盖了日常生活中的众多设备，如iPad（使用Apple A6X芯片，iOS操作系统，开发环境为Xcode）、三星Galaxy S5（搭载高通骁龙801处理器，运行Android OS 4.4）和PDA（可能使用PXA25X处理器，Palm OS或Windows CE操作系统）。此外，嵌入式系统还应用于路由器（ARM9架构，ucLinux系统）和数码相机（如ARM9+DSP5000，ucLinux系统）。 开发嵌入式系统时，常用的编程语言包括C语言（用于操作系统和硬件相关的应用）、C++（大型应用）、汇编语言（底层硬件接口和算法模块）、C#（大型应用）以及VHDL（CPLD/FPGA芯片逻辑设计）和Java（JSP开发和大型应用）。这些语言在不同的场合下发挥着各自的优势。 在项目开发中，嵌入式系统设计与专用集成电路（ASIC）各有优缺点。嵌入式系统设计灵活，可编程性强，但可能不如ASIC在性能和功耗方面优化；而ASIC则能提供更高的性能和更低的功耗，但设计成本高且不易修改，通常适用于大规模生产。 嵌入式系统设计的过程包括系统总体框架设计、软硬件划分、选择合适的处理器和操作系统、确定开发环境等步骤。硬件调试常用的方法有直接测试法、ROM监控器、ROM仿真器、在线仿真器（ICE）以及片上调试（OCD），如JTAG、BDM和基于主机的调试等技术。软件调试则包括非交叉调试，如使用模拟器在宿主机上进行虚拟目标机环境的调试。 构件式开发方法强调模块化和组件化，它在嵌入式系统开发中具有重要意义，包括提高开发效率、增强系统可靠性、提升软件可移植性、适合并行开发、节省资源和提高软件复用性。例如，通过选择和集成现成的硬件和软件组件，可以快速构建出满足特定需求的嵌入式系统。这种开发方式在工业自动化、物联网设备和智能家居等领域得到了广泛应用。