計(jì)算機(jī)三級《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》試題與答案選擇題1.以下關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的B.嵌入式系統(tǒng)一般不具備操作系統(tǒng)C.嵌入式系統(tǒng)的硬件資源相對有限D(zhuǎn).嵌入式系統(tǒng)可以是一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，也可以是大型設(shè)備的一部分答案：B。嵌入式系統(tǒng)可以有操作系統(tǒng)，如Linux、VxWorks等，很多嵌入式設(shè)備都依賴操作系統(tǒng)來進(jìn)行任務(wù)調(diào)度、資源管理等操作。而嵌入式系統(tǒng)通常面向特定應(yīng)用，硬件資源相對有限，既可以是獨(dú)立設(shè)備（如智能手表），也可以是大型設(shè)備一部分（如汽車的電子控制系統(tǒng)）。2.嵌入式處理器中，以下不屬于ARM處理器系列的是（）A.Cortex-MB.PowerPCC.Cortex-AD.Cortex-R答案：B。PowerPC是一種獨(dú)立的處理器架構(gòu)，并非ARM處理器系列。而Cortex-M主要用于微控制器領(lǐng)域，Cortex-A用于高性能應(yīng)用，Cortex-R用于實(shí)時(shí)應(yīng)用，它們都屬于ARM處理器系列。3.以下關(guān)于嵌入式系統(tǒng)硬件組成的說法，正確的是（）A.嵌入式系統(tǒng)只包含處理器和存儲(chǔ)器B.外設(shè)接口是嵌入式系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行通信的橋梁C.電源電路對嵌入式系統(tǒng)的性能沒有影響D.時(shí)鐘電路只提供一個(gè)固定頻率的時(shí)鐘信號答案：B。外設(shè)接口可以實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)與外部設(shè)備如傳感器、顯示器等的通信，是它們之間的橋梁。嵌入式系統(tǒng)硬件組成除了處理器和存儲(chǔ)器，還有外設(shè)接口、電源電路、時(shí)鐘電路等，A錯(cuò)誤；電源電路的穩(wěn)定性等會(huì)影響嵌入式系統(tǒng)的性能，C錯(cuò)誤；時(shí)鐘電路可以提供多種不同頻率的時(shí)鐘信號，以滿足不同部件的需求，D錯(cuò)誤。4.在ARM匯編語言中，以下指令用于數(shù)據(jù)傳送的是（）A.MOVB.ADDC.SUBD.CMP答案：A。MOV指令用于將數(shù)據(jù)從一個(gè)寄存器傳送到另一個(gè)寄存器或從立即數(shù)傳送到寄存器。ADD是加法指令，SUB是減法指令，CMP是比較指令。5.以下關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，錯(cuò)誤的是（）A.實(shí)時(shí)性要求不高B.可裁剪性強(qiáng)C.可靠性高D.占用資源少答案：A。嵌入式操作系統(tǒng)很多應(yīng)用場景都對實(shí)時(shí)性有較高要求，如工業(yè)控制、航空航天等領(lǐng)域?？刹眉粜詮?qiáng)可以根據(jù)不同應(yīng)用需求裁剪系統(tǒng)功能；可靠性高以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；占用資源少是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)硬件資源有限。6.以下哪種文件系統(tǒng)常用于嵌入式Linux系統(tǒng)（）A.FAT32B.NTFSC.ext4D.HFS+答案：C。ext4是Linux系統(tǒng)常用的文件系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于嵌入式Linux。FAT32常用于Windows可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備等；NTFS是Windows的主流文件系統(tǒng)；HFS+是蘋果MacOS使用的文件系統(tǒng)。7.在嵌入式系統(tǒng)中，以下關(guān)于GPIO（通用輸入輸出）的說法，錯(cuò)誤的是（）A.GPIO可以作為輸入引腳讀取外部信號B.GPIO可以作為輸出引腳控制外部設(shè)備C.GPIO的電平狀態(tài)只有高電平和低電平兩種D.GPIO只能用于數(shù)字信號的輸入輸出，不能用于模擬信號答案：D。GPIO可以通過一些方法實(shí)現(xiàn)模擬信號的輸入輸出，比如使用PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號可以模擬一定范圍的模擬量。GPIO可以作為輸入讀取外部信號，作為輸出控制外部設(shè)備，其電平狀態(tài)通常為高電平和低電平。8.以下關(guān)于SPI（串行外設(shè)接口）通信協(xié)議的特點(diǎn)，錯(cuò)誤的是（）A.全雙工通信B.通信速率較高C.支持多主多從模式D.有片選信號用于選擇從設(shè)備答案：C。SPI通常是單主多從模式，一個(gè)主設(shè)備可以選擇不同的從設(shè)備進(jìn)行通信。它是全雙工通信，通信速率較高，并且有片選信號用于選擇從設(shè)備。9.在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，以下關(guān)于交叉編譯的說法，正確的是（）A.交叉編譯是在目標(biāo)平臺上編譯代碼B.交叉編譯需要在目標(biāo)平臺和開發(fā)主機(jī)上都安裝編譯器C.交叉編譯可以提高編譯效率D.交叉編譯生成的可執(zhí)行文件可以直接在開發(fā)主機(jī)上運(yùn)行答案：C。交叉編譯是在開發(fā)主機(jī)上編譯生成適用于目標(biāo)平臺的可執(zhí)行文件，不需要在目標(biāo)平臺上安裝編譯器，A、B錯(cuò)誤。交叉編譯可以利用開發(fā)主機(jī)的高性能進(jìn)行編譯，提高編譯效率。生成的可執(zhí)行文件是針對目標(biāo)平臺的，不能直接在開發(fā)主機(jī)上運(yùn)行，D錯(cuò)誤。10.以下關(guān)于UART（通用異步收發(fā)傳輸器）通信的說法，正確的是（）A.UART通信是同步通信B.UART通信不需要時(shí)鐘信號C.UART通信只能實(shí)現(xiàn)單工通信D.UART通信的傳輸速率固定，不能改變答案：B。UART是異步通信，不需要時(shí)鐘信號來同步數(shù)據(jù)傳輸。它可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信，并且傳輸速率可以通過配置波特率來改變。填空題1.ARM處理器的工作模式有用戶模式、快速中斷模式、外部中斷模式、管理模式、數(shù)據(jù)訪問終止模式、系統(tǒng)模式和未定義指令中止模式。解析：ARM處理器有多種工作模式，這些模式在不同的應(yīng)用場景下發(fā)揮作用，如管理模式通常用于操作系統(tǒng)內(nèi)核，用戶模式用于普通應(yīng)用程序。2.嵌入式系統(tǒng)中，I2C（集成電路總線）通信協(xié)議使用兩根信號線，分別是SDA（串行數(shù)據(jù)線）和SCL（串行時(shí)鐘線）。解析：I2C是一種常用的串行通信協(xié)議，通過這兩根線可以實(shí)現(xiàn)主從設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和時(shí)鐘同步。3.在嵌入式Linux系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以分為字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)、塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)。解析：不同類型的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序用于管理不同類型的設(shè)備，字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)用于按字符流方式訪問的設(shè)備，塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)用于以塊為單位訪問的設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)用于網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。4.ARM匯編語言中，條件碼`EQ`表示相等，`NE`表示不相等。解析：條件碼用于控制指令的執(zhí)行條件，當(dāng)滿足相應(yīng)條件時(shí)指令才會(huì)執(zhí)行。5.嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法主要有搶占式調(diào)度算法和非搶占式調(diào)度算法。解析：搶占式調(diào)度算法可以在高優(yōu)先級任務(wù)就緒時(shí)立即搶占CPU資源，非搶占式調(diào)度算法則需要當(dāng)前任務(wù)主動(dòng)放棄CPU資源。簡答題1.簡述嵌入式系統(tǒng)的定義和特點(diǎn)。定義：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。特點(diǎn)：-面向特定應(yīng)用：針對具體的應(yīng)用場景進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，如工業(yè)控制、智能家居等。-硬件資源有限：通常在處理器性能、存儲(chǔ)器容量等方面受到限制。-實(shí)時(shí)性要求高：很多嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，如汽車的安全控制系統(tǒng)。-可靠性高：在復(fù)雜的環(huán)境下要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，減少故障發(fā)生的概率。-可裁剪性強(qiáng)：可以根據(jù)實(shí)際需求裁剪系統(tǒng)的軟硬件功能，以滿足不同的應(yīng)用要求。-功耗低：對于一些移動(dòng)設(shè)備或電池供電的嵌入式系統(tǒng)，低功耗是重要的指標(biāo)。2.說明ARM處理器的流水線技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)。流水線技術(shù)是將指令的執(zhí)行過程分解為多個(gè)階段，每個(gè)階段由專門的硬件電路完成，不同指令的不同階段可以同時(shí)進(jìn)行。在ARM處理器中，典型的流水線有三級流水線（取指、譯碼、執(zhí)行）和五級流水線（取指、譯碼、執(zhí)行、訪存、寫回）。優(yōu)點(diǎn)：-提高指令執(zhí)行效率：通過并行執(zhí)行不同指令的不同階段，減少了指令執(zhí)行的總時(shí)間，提高了處理器的吞吐量。-提高處理器的時(shí)鐘頻率：由于每個(gè)階段的硬件電路相對簡單，可以提高時(shí)鐘頻率，從而進(jìn)一步提高處理器的性能。-降低硬件成本：相比于非流水線處理器，流水線處理器不需要為每個(gè)指令的完整執(zhí)行過程都配備一套完整的硬件電路，降低了硬件成本。3.簡述嵌入式Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)過程。嵌入式Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)過程一般包括以下幾個(gè)階段：-硬件上電初始化：硬件上電后，首先執(zhí)行板級初始化代碼，對處理器、時(shí)鐘、內(nèi)存控制器等硬件進(jìn)行初始化，設(shè)置基本的運(yùn)行環(huán)境。-Bootloader階段：Bootloader是系統(tǒng)啟動(dòng)的引導(dǎo)程序，它負(fù)責(zé)初始化硬件設(shè)備、加載內(nèi)核鏡像到內(nèi)存中，并將控制權(quán)交給內(nèi)核。常見的Bootloader有U-Boot等。-內(nèi)核初始化：Linux內(nèi)核被加載到內(nèi)存后，開始進(jìn)行初始化工作，包括初始化內(nèi)存管理、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、進(jìn)程管理等子系統(tǒng)。-根文件系統(tǒng)掛載：內(nèi)核初始化完成后，會(huì)掛載根文件系統(tǒng)，根文件系統(tǒng)包含了系統(tǒng)運(yùn)行所需的基本文件和目錄。-用戶空間初始化：掛載根文件系統(tǒng)后，內(nèi)核會(huì)啟動(dòng)第一個(gè)用戶空間進(jìn)程init，init進(jìn)程會(huì)根據(jù)配置文件啟動(dòng)各種系統(tǒng)服務(wù)和應(yīng)用程序，最終完成系統(tǒng)的啟動(dòng)。4.解釋SPI通信協(xié)議的工作原理。SPI（串行外設(shè)接口）是一種高速、全雙工、同步的串行通信協(xié)議，其工作原理如下：-主從結(jié)構(gòu)：SPI通信通常采用單主多從模式，一個(gè)主設(shè)備可以通過片選信號選擇不同的從設(shè)備進(jìn)行通信。-時(shí)鐘同步：主設(shè)備通過SCL（串行時(shí)鐘線）提供時(shí)鐘信號，主從設(shè)備根據(jù)這個(gè)時(shí)鐘信號進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步傳輸。-數(shù)據(jù)傳輸：主設(shè)備和從設(shè)備通過SDA（串行數(shù)據(jù)線）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在時(shí)鐘信號的每個(gè)周期內(nèi)，主設(shè)備和從設(shè)備可以同時(shí)發(fā)送和接收一位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全雙工通信。-片選信號：主設(shè)備通過片選信號（CS）選擇要通信的從設(shè)備，當(dāng)片選信號有效時(shí)，主從設(shè)備之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)片選信號無效時(shí)，從設(shè)備不響應(yīng)主設(shè)備的通信請求。編程題1.用ARM匯編語言編寫一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)將寄存器`R0`和`R1`中的值相加，結(jié)果存儲(chǔ)在寄存器`R2`中。```asmAREAAddExample,CODE,READONLYENTRYSTARTMOVR0,5;將立即數(shù)5賦值給R0MOVR1,3;將立即數(shù)3賦值給R1ADDR2,R0,R1;R2=R0+R1END```解析：首先使用`MOV`指令將立即數(shù)分別賦值給`R0`和`R1`，然后使用`ADD`指令將`R0`和`R1`中的值相加，并將結(jié)果存儲(chǔ)在`R2`中。2.用C語言編寫一個(gè)簡單的嵌入式程序，通過GPIO控制一個(gè)LED燈的亮滅。假設(shè)LED連接到GPIO引腳`P1.0`，并且該引腳輸出高電平時(shí)LED亮，輸出低電平時(shí)LED滅。```cinclude<stdint.h>//假設(shè)以下是GPIO寄存器的定義defineGPIO_BASE0x40000000defineGPIO_DIR(((volatileuint32_t)(GPIO_BASE+0x00)))defineGPIO_DATA(((volatileuint32_t)(GPIO_BASE+0x04)))//定義LED連接的引腳defineLED_PIN0intmain(){//將LED引腳設(shè)置為輸出模式GPIO_DIR|=(1<<LED_PIN);while(1){//點(diǎn)亮LEDGPIO_DATA|=(1<<LED_PIN);//延時(shí)一段時(shí)間for(inti=0;i<1000000;i++);