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嵌入式系统原理复习题

1、嵌入式系统的概念

广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。如各类单片机

和 DSP 系统。这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。但由于他们没

有操作系统，管理系统硬件和软件的能力有限，在实现复杂多任务功能时，往往困难重重

甚至无法实现。

从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己操作系

统，具有特定功能，用于特定场合的嵌入式系统。本书所谓的嵌入式系统是指狭义上的嵌

入式系统。

根据 IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者

辅助操作机器和设备的装置”（原文为 devices used to control, monitor, or assist the operaon

of equipment, machinery or plants）。

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、

成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2、嵌入式系统的特点

1) 系统内核小

2) 专用性强

3) 运行环境差异大

4) 可靠性要求高

5) 系统精简和高实时性操作系统

6) 具有固化在非易失性存储器中的代码

7) 无自举开发能力

3、嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成

嵌入式系统的微硬件包括嵌入式核心芯片、存储器系统及外部接口

4、什么是分时系统、软实时系统、硬实时系统，它们的区别是什么？

分时操作系统按照相等的时间片调度进程轮流运行，分时操作系统由调度程序自动计

算进程的优先级，而不是由用户控制进程的优先级。这样的系统无法实时响应外部异步事

件。

硬实时系统有一个刚性的、不可改变的时间限制，它不允许任何超出时限的错误。超

时错误会带来损害甚至导致系统失败、或者导致系统不能实现它的预期目标。

软实时系统的时限是一个柔性灵活的，它可以容忍偶然的超时错误。失败造成的后果并

不严重，仅仅是轻微的降低了系统的吞吐量。

5、嵌入式系统的分类

按嵌入式微处理器的位数分类

a) 4 位

b) 8 位

c) 16 位

d) 32 位

e) 64 位

Thumb 指令集。它有从标准 32 位 ARM 指令集抽出来的 36 条指令格式，可以重新编成 16

位的操作码。这能带来很高的代码密度。

12、 ARM 指令寻址方式与 ARM 指令集中各类常用指令的用法

（内容太多，第三章全部内容！）

13、什么是交叉编译，为什么要进行交叉编译

在一种计算机环境中运行的编译程序，能编译出在另外一种环境下运行的代码，这个

编译过程就叫交叉编译。

原因：有时是因为目的平台上不允许或不能够安装我们所需要的编译器，而我们又需

要这个编译器的某些特征；有时是因为目的平台上的资源贫乏，无法运行我们所需要编译

器；有时又是因为目的平台还没有建立，连操作系统都没有，根本谈不上运行什么编译器。

14、简述构建交叉编译链的主要步骤

1) 获取相关的源代码和补丁包

2) 它们都存放在 src 目录下

3) 安装 binuls

4) 安装 Linux header

5) 安装 Glibc 头文件

6) 编译 GCC Stage1

7) 使用刚编译出的 GCC 编译 Glibc

8) 重新编译 GCC，即 GCCStage2

15、简述嵌入式系统的开发流程

主要包括系统需求分析(要求有严格规范的技术要求)、体系结构设计、软硬件及机械系

统设计、系统集成、系统测试，最终得到最终产品。

16、嵌入式系统与通用计算机的区别

一是能力不同。通用计算机系统通常什么都能做，我们买个电脑，上网、听音乐、看

电影、做软件都不在话下。嵌入式系统一般面向某一特定应用，不是什么都能干。例如鼠

标里的嵌入式系统任务只是监视鼠标的按键，并向主 CPU 发送键码，数码相机里面的嵌入

式系统主要进行图像处理，让它们什么都能做，有点难也没必要。

　二是大小不同。通用计算机系统通常对个头没有要求，台式机占据一张桌子，大型服

务器可以占据一个房间，笔记本放到膝盖上就行。嵌入式系统由于要嵌入到它服务的主体

里面，一般都比较小，而且要与服务的主体有机结合成为一个整体。

　三是实时性要求不同。实时性指完成任务的时间要求。通用计算机系统一般实时性要

求不高，但嵌入式系统往往实时性要求很高。比如汽车里的嵌入式系统，如果发动机过热

必须要求在规定的时间内作出反应，如果像 PC 那样不紧不慢的，后果可想而知。

　四是可靠性要求不同。电脑死机估计每个人都经常遇到，死机了怎么办？重启就是。

但是如果火箭发射时里面的嵌入式系统死机了......,

　五是二次开发能力不同。我们买来个电脑，通常也就装了个操作系统，其它的程序我

们需要什么就可以装什么，我们甚至可以打开机箱，加几条内存。但嵌入式系统通常买来

后就那样了，软件和硬件都不变了。数码相机相信多数人没有打开过，也没有再安装什么

新软件。倒是智能手机可以装一些软件，但能力有限。

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