嵌入式复习题(含全部答案).pdf

嵌入式系统是一种高度定制化的计算机系统，它们不服务于通用目的，而是专为特定的应用而设计。从广义上讲，任何非通用目的的可编程计算机设备都可以视为嵌入式系统，这包括了各种各样的电子设备，如手机、家用电器、汽车控制单元等。狭义上，嵌入式系统强调以应用为中心，采用计算机技术为基础，允许根据需求裁剪软硬件，并对性能、可靠性和能耗有严格要求。 ARM处理器是嵌入式系统中的常见核心组件，以其精简指令集（RISC）设计而闻名。ARM处理器有多种系列，例如ARM7、ARM9等，它们支持两种指令集：ARM指令集和Thumb指令集。Thumb指令集更紧凑，适合资源有限的环境。ARM处理器具有多个寄存器，其中R15作为程序计数器（PC），R13作为堆栈指针（SP），R14则是程序链接寄存器（LR），在异常和中断处理中扮演重要角色。寄存器R14的不同变体（如R14_irq）在不同运行模式下保存R15的返回值。 嵌入式系统中经常使用不同的操作系统，如μC/OS-II、VxWorks、WinCE、Linux/μCLinux和PalmOS。这些操作系统提供了调度、内存管理、任务间通信等功能，以支持多任务环境。异常在计算机系统中是指导致程序中断的错误情况，如数据错误、访问违规等，处理器会根据异常类型进入相应的处理模式。 在编程时，交叉编译是在一种环境下编译，在另一种环境下运行代码的过程，这对于资源受限的嵌入式系统尤其重要。寻址方式决定了处理器如何根据指令找到操作数的物理地址，包括直接寻址、间接寻址等多种方式。嵌入式系统通常关心数据存储的字节顺序，大端格式和小端格式分别指高低字节的存储位置。 GNU项目致力于创建一个可自由发布的类Unix操作系统，其工具链包括GCC编译器、GDB调试器等，对嵌入式开发有着广泛支持。汇编语言中的伪指令和伪操作在编译时由汇编器转换成机器码，不参与实际程序执行，但有助于简化编程。 实时操作系统（RTOS）能够确保对外部事件的快速响应，这对很多嵌入式应用至关重要，如工业控制、航空电子等。微控制器，或单片机，是将CPU、内存和I/O接口集成在同一芯片上的小型计算机，广泛应用于各类嵌入式设备中。 在选择嵌入式微处理器时，需考虑处理器供应商、处理速度、技术指标、功耗、软件工具支持、内置调试工具、评估板可用性以及片内存储容量等因素。这些因素直接影响着系统的性能、开发效率和长期维护性。嵌入式系统的设计往往需要权衡这些因素，以满足特定应用场景的苛刻需求。