第1章:
填空题
1.ARM内核有四个功能模块,即______、______、______、______,可供生产厂商根据不同用户的要求
来配置生产ARM芯片。
2.ARM7TDMI与ARM720T的一个重要区别在于后者有______、______。
3.ARM芯片主要封装有______、______、______、______、______、______等形式。
4.ARM微处理器共有______个______位寄存器,其中______个为通用寄存器,______个为状态寄存器。
5.ARM体系结构可用两种方法存储字数据,具体为_____、______。
6.协处理器主要控制:______、______、______。
问答题:
1.简单描述ARM内核的四个功能模块,各自具备什么功能特点?
2.一个ARM720T内核,基本由哪四部分组成?
3.通用寄存器包括R0~R15,可以分为具体哪三类?
4.请描述Thumb状态下的寄存器与ARM状态下的寄存器有什么关系?
5.当一个异常出现以后,ARM微处理器会执行哪几步操作?
第2章:
填空题
1.ARM微处理器在较新的体系结构中支持两种指令集:______、______。
2.ARM处理器有9种基本寻址方式,分别是:______、______、______、______、______、______、
______、______、______。
3.ARM指令集可以分为6类,分别是:______、______、______、______、______、______。
4.在ARM的汇编程序中,有如下几种伪指令:_____、______、______、______、______。
5.汇编语言与C/C++的混合编程通常有以下几种方式:_____、______、______。
6.ARM C/C++编译器支持和产生以下几种格式的文件:_____、____、____、______、______。
问答题:
1.一条典型的ARM指令具有什么样的语法格式,并描述各选项意义。
2.表示递增和递减的满堆栈和空堆栈有哪几种组合,请比较它们的特点。
3.ARM协处理器指令包括哪3类,请描述它们的功能。
4.常见的符号定义伪指令,具体有哪几种?
5.汇编语言程序中常用的符号,需要遵循哪些规则?
6.可执行映像文件通常由几部分构成,它们有什么特点?
第3章:
填空题
1.在线仿真包括3个过程:_____、______、______。
2.目标机上的Angel可以实现的功能为:_____、______、______、_____、______。
3.使用Angel开发应用程序包括下面的步骤:_____;______;______;_____。
4.当应用程序在特权模式下调用Angel的SWI时,必须保证它的特权模式数据栈为_____类型,并且有足
够Angel进入SWI时需要的可用空间。
5.JTAG调试接口的结构由____、______、______及______组成。
问答题:
1.初始化存储器有哪几种方法?
2.基于Angel的调试系统由哪两部分组成?请详细描述。
3.使用Angel所需要的资源有哪些,请描述。
4.使用完整版本的Angel开发应用程序时有什么编程限制?
5.JTAG测试信号由哪五个信号组成,并分别描述。
第4章:
填空题
1.ARM嵌入式系统主要由______、______和______构成。
2.常用的嵌入式外围设备有______、______和______三类。
3.总线通常包括______、______和______。
4.目前流行的嵌入式操作系统主要有:______、______、_____和_____。
5.嵌入式操作系统的调试一般包括:_________调试和_________调试。
问答题:
1.嵌入式Linux与其他嵌入式操作系统相比,有哪些优点和缺点?
2.高频硬件电路设计中电源线、地线的布线需要遵循哪些原则?
3.设计ARM硬件电路板一般有哪些特点和原则?
第5章:
填空题
1.电子设备电源系统包括:______电源和______电源。
2.ARM处理器工作状态主要有______、______和______模式。
3.IC芯片工作一般供电电压有:______、______、______、______。
4.布线时,电源线、信号线、地线线宽大小一般为:______>______>______。
问答题:
1.软启动状态对ARM处理器有什么作用?
2.在ARM硬件系统中,最耗电的模块是什么?
3.数字接地与模拟接地一般如何区分开和相连?
第6章:
填空题
1.作为高速缓存的存储器主要有______、______和______。
2.动态RAM有______和______。
3.ARM有从外部______启动的外启动和从片上______启动的内启动两种启动方式。
问答题:
1.简述SDRAM在ARM系统中的主要作用。
2.区别ARM外启动方式和内启动方式的不同。
第7章:
填空题
1. Nand-Flash闪存每个块的最大擦写次数是______万次,而Nor的擦写次数是______万次。
2.MTD核心层分为:______层、______层和______层。
3.Nor-Flash常用于存放______,而Nand-Flash存放______。
问答题:
1.简述嵌入式设备中程序运行方式。
2.与SDRAM相比,Flash在ARM系统中的主要作用是什么?
3.在读写数据速度上,Nor-Flash 与Nand-Flash有什么区别?
第8章:
填空题
1.Linux设备可分为______、______和______三种。
2.GPIO支持______、______和______三种数据传输方式。
3.GPIO驱动可以以两种方式编译:一种是______,另一种是______。
问答题:
1.Linux系统下字符设备和块设备的主要区别是什么?
2.Linux系统的设备驱动功能有哪些?
3.简述开发GPIO的具体步骤。
第9章:
填空题
1.ARM内核支持7种中断,分别是:_____、_____、_____、_____、______、______和______。
2.ARM的主要中断寄存器包括:______、______、______、______等。
3.ARM硬件中断主要有:______、______、______、______等4种。
问答题:
1.区别ARM几种硬件中断的不同功能。
2.如何通过合理存放数据提高中断处理速度?
第10章:
填空题
1.ARM处理器复位源有______、______、______、______、______和______。
2.按复位信号是否与时钟信号同步,可分为:______复位和______复位。
问答题:
1.简要叙述复位控制器的功能。
2.如何确保复位电路的可靠复位?
第11章:
填空题
1.常用的A/D转换器有______、______、______、______和______。
2.速度最快的A/D转换器是______ADC。
3.A/D转换可分为4个阶段,分别是:______、______、______、______。
问答题:
1.简述各种A/D转换器的应用场合。
2.列举两种不同工作方式下的D/A转换器。
第12章:
填空题
1.黑白LCD每像素2位相当于______级灰度,每像素4位相当于______级灰度;彩色液晶屏LCD每像素8位
相当于______级颜色。
2.按显示方式分,LCD可分为:______、______和______。
3.一个汉字字模数据为______Bytes,而一个半角字符的字模数据为______Bytes。
4.液晶像素的两电极是:______电极和______电极。
问答题:
1.LCD驱动程序的复杂程度主要体现在哪些方面?
2.简述帧缓冲区(Frame-buffer)在LCD显示中的作用。
第13章:
填空题
1.常用键盘接口可分为______、______和______,其中PC键盘上常用的是______。
2.软件实现按键接口设计的方式有:______和______。
问答题:
1.与其他方式相比,行列式键盘有哪些优缺点?
2.简述键盘扫描的过程。
第14章:
填空题
1.从广义的角度来说,数据通信方式可以分为______和______两大类,相应的通信线路分别称为______
和______。
2.串行通信的两种基本工作方式为:______和______。标准异步串行通信(UART)接口有:______、
______和______。
3.UART串行通信接口标准是__________,它采用_______逻辑来进行电平传输。
问答题:
1.在选择通信方式时,需要考虑哪几个主要方面?
2.异步串行通信协议规定字符数据的传输规范,总结起来有哪几点?
3.UART模块部分主要实现什么功能?
第15章:
填空题
1.I2C采用两根I/O线是:______和______。
2.I2C数据传输速率标准模式下为_____bps,快速模式下为_____bps,高速模式下为______bps。
3.串行存储器一般具有两种写入方式:______和______。
问答题:
1.简述I2C I/O的主要功能。
2.I2C的发送和接收是否在主模式或从模式下操作,取决于什么?
第16章:
填空题
1.以太网接口电路主要由______和______两大部分构成。
2.以太网控制器在半双工模式下,支持______协议;在全双工模式下支持______协议。
3.以太网口的复位包括硬件复位和软件复位,第一次复位必须是______。
问答题:
1.简述RTL8019的发送、接收数据的工作原理。
2.如何判断网卡芯片是否工作正常?
第17章:
填空题
1.USB系统包括______、______和______三部分。
2.USB从端口包括______和______两大类。
3.USB1.1支持______bps的传输速率,2.0标准支持______bps的传输速率。
4.USB支持______、______、______和______等四种传输模式。
5.USB驱动程序开发的工具主要有______、______和______。
问答题:
1.简述USB接口设备常用的应用场合。
2.通过哪些类型的程序可以保证USB接口数据的正确传输?
3.简述USB的特点。
第18章:
填空题
1.每个以太网口上都有一个唯一的______位MAC 地址与之对应。
2.RARP的主要任务是将______地址转换成对应的______地址。
3.ARP中的硬件地址长度和逻辑地址长度为_____和______bit。
问答题:
1.数据链路层的主要作用是什么?
2.简述基于ARP和UDP的系统数据发送/接收流程。
第19章:
填空题
1.Boot-loadere两种不同的操作模式是______模式和______模式。
2.Boot-loader通过串口与PC进行传输,传输协议通常是______、_____和_____协议之一。
3.Boot-loader目标代码是*. ______格式的文件。
问答题:
1.简述ARM Linux内核启动三个阶段的功能。
2.ARM系统中Boot-loader的主要作用是什么?
3.Boot-loader的stage1和stage2的作用分别是什么?
第20章:
填空题
1. ARM Linux移植主要工作是把编译生成的______、______和______,并烧写到Flash中。
2.在PC上编译ARM运行的程序,需要______编译器。
3.Linux移植类型包括基于______的移值和基于______的移值。
4.建立ARM编译环境的主要开发工具有______、______和______。
问答题:
1.ARM Linux内核启动的主要工作包括哪些?
2.简述ARM Linux三种主要编译开发工具的作用。
第21章:
填空题
1.Linux支持多种文件系统,包括:______、______、______和______。
2.JFFS2在Linux中一种是作为______,另一种是作为______在系统启动后被挂载。
3.Linux源文件的树形结构可以分为4层:______、______、______和______。
4.在页面管理中,每个页面上的数据由______和______两部分组成。
问答题:
1.Linux内核源程序的文件按树形结构是如何安排的?
2.嵌入式操作系统中如何衡量一个文件系统的指标?
3.选择文件系统时,需考虑Flash存储器的哪些物理特性和使用特点?
第22章:
填空题
1.常用的GUI图形开发界面主要有______、______、______、______、______和______。
2.GUI图像环境开发的库文件需要______和______开发包。
3.______驱动程序保证ARM系统的LCD屏幕能显示内容。
问答题:
1.简要描述Microwindows的3层分层式设计思想。
2.在嵌入式系统中对GUI的基本要求是什么?
第23章:
填空题
1.TCP/IP协议族包括:______、______、______、______、______和______等协议。
2.系统在传输应用中三个任务是:______、______和______,任务之间可以切换。
3.UDP包头由______个域组成,每个域各占用______个字节。
4.TCP/IP协议大致可分为以下的层次:______、______和______。
5.TFTP简单文件传输协议基于______传输层协议。
问答题:
1.在什么场合下,选择UDP而非TCP?
2.UDP与TCP的主要区别是什么?
第24章:
填空题
1.音频信号压缩编码的标准主要有______系列、______系列和______系列。
2.音频编解码中常用的技术包括:______技术、______技术、______技术和______技术。
3.经采样、编码但未压缩的语音信号(对应G.711编码)为:______。
4.公式 中, 代表______。
5.音频编码方法包括三大类:______、______和______。
6.传输语音的格式一般有:______和______。
7.IIS总线传输方式一般有:______、______和______。
问答题:
1.列举一些音频编解码常用的实现方案。
2.音频编解码系统常用的应用领域有哪些?
第25章:
填空题
1.标准VGA显示器接口是______针______型接口,由______、______、______三色模拟信号线和______
同步、______同步两个数字信号构成。
2.CIF图像为______大小格式(像素),QCIF图像为______大小格式(像素)。
3.YCbCr和YUV是基于______的颜色空间,RGB则是基于______的颜色空间。
问答题:
1.常用的视频监控系统有哪些实现方案?
2.基于ARM的实时网络嵌入式监控系统有什么优点?
3.简述使用基于CMOS芯片的优点。
第26章:
填空题
1.描述指纹特征点的4种特性有:______、______、______和______。
2.指纹识别过程主要经过4个步骤:______、______、______和______。
3.获取指纹图像的主要传感器设备有:______和______。
4.指纹图像预处理一般要经过______、______、______和______等过程。
问答题:
1.试举几个属于生物识别方面的身份认证技术。
2.描述指纹特征的总体特征和局部特征之间的区别。
第1章:
答案-填空题
1.T、D、M、I
2.存储空间管理单元(MMU)和8K Cache片内缓存(提高CPU性能)
3.QFP、TQFP、PQFP、LQFP、BGA、LBGA
4.37、32、31、6
5.大端格式和小端格式
6.片内的MMU、指令和数据缓存(IDC)、写缓冲(Write Buffer)
答案-问答题
1.ARM内核有四个功能模块T、D、M、I,可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产ARM芯片。
其中T功能模块表示16位Thumb,可以在兼顾性能的同时减少代码尺寸。M功能模块表示8位乘法器。D功能模块表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,通常它为一个边界扫描链JTAG,可使CPU进入调试模式,从而可方便地进行断点设置、单步调试。 I功能模块表示EmbeddedICE Logic,用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分,其中的TAP控制器可接入到边界扫描链。
2.一个ARM720T内核基本由以下四部分组成。
(1)ARM7TDMI CPU核。该CPU核支持Thumb指令集、核调试、增强的乘法器、JTAG及嵌入式ICE。它的时钟速率可编程为18MHz、36MHz、49MHz、74MHz。
(2)内存管理单元(MMU)与ARM710核兼容,并增加了对Windows CE的支持。该内存管理单元提供了地址转换和一个有64个项的转换旁路缓冲器。
(3)8KB单一指令和数据高速缓冲存储器,以及一个四路相联高速缓冲存储器控制器。
(4)写缓冲器Write Buffer。
3.通用寄存器包括R0~R15,可以分为三类:
(1)未分组寄存器R0~R7;
(2)分组寄存器R8~R14;
(3)程序计数器PC(R15)。
4.Thumb状态下的寄存器与ARM状态下的寄存器有如下关系:
(1)Thumb状态下和ARM状态下的R0~R7是相同的。
(2)Thumb状态下和ARM状态下的CPSR和所有的SPSR是相同的。
(3)Thumb状态下的SP对应于ARM状态下的R13。
(4)Thumb状态下的LR对应于ARM状态下的R14。
(5)Thumb状态下的程序计数器对应于ARM状态下的R15。
5.当一个异常出现以后,ARM微处理器会执行以下几步操作。
(1)将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR,以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。若异常是从ARM状态进入,则LR寄存器中保存的是下一条指令的地址(当前PC+4或PC+8,与异常的类型有关);若异常是从Thumb状态进入,则在LR寄存器中保存当前PC的偏移量,这样,异常处理程序就不需要确定异常是从何种状态进入的。例如:在软件中断异常SWI,指令 MOV PC,R14_svc总是返回到下一条指令,不管SWI是在ARM状态执行,还是在Thumb状态执行。
(2)将CPSR复制到相应的SPSR中。
(3)根据异常类型,强制设置CPSR的运行模式位。
(4)强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行,从而跳转到相应的异常处理程序处。
第2章:
答案-填空题
1.ARM指令集、Thumb指令集
2.寄存器寻址、立即寻址、寄存器偏移寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、多寄存器寻址、堆栈寻址、块拷贝寻址、相对寻址
3.跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器(PSR)传输指令、Load/Store指令、协处理器指令、异常中断产生指令
4.符号定义伪指令、数据定义伪指令、汇编控制伪指令、宏指令、其他伪指令
5.在C/C++代码中嵌入汇编指令;从汇编程序中访问C程序变量;汇编程序、C/C++程序间的相互调用
6.filename.c 源文件、filename.h头文件、filename.o目标文件、filename.s汇编代码文件、filename.lst列表文件
答案-问答题
1.一条典型的ARM指令语法格式如下所示:
{}{S},,< shifter_operand >
其中:
opcode是指令操作符编码;
cond 是指令执行的条件编码;
S决定指令的操作是否影响CPSR的值;
Rd是目标寄存器编码;
Rn是包含第1个操作数的寄存器编码;
shifter_operand 表示第2个操作数。
2.有4种类型的堆栈,表示递增和递减的满堆栈和空堆栈的各种组合。
? 满递增:堆栈通过增大存储器的地址向上增长,堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。指令如LDMFA,STMFA等。
? 空递增:堆栈通过增大存储器的地址向上增长,堆栈指针指向堆栈上的第一个空地址。指令如LDMEA,STMEA等。
? 满递减:堆栈通过减小存储器的地址向下增长,堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。指令如LDMFD,STMFD等。
? 空递增:堆栈通过减小存储器的地址向下增长,堆栈指针指向堆栈下的第一个空地址。指令如LDMED,STMED等。
3.ARM协处理器指令包括以下3类:
? 用于ARM处理器初始化ARM协处理器的数据处理操作。
? 用于ARM处理器的寄存器和ARM协处理器的寄存器间的数据传送操作。
? 用于在ARM协处理器的寄存器和内存单元之间传送数据。
4.常见的符号定义伪指令有如下几种。
? 用于定义全局变量的GBLA、GBLL和GBLS。
? 用于定义局部变量的LCLA、LCLL和LCLS。
? 用于对变量赋值的SETA、SETL、SETS。
? 为通用寄存器列表定义名称的RLIST。
5.汇编语言程序中常用的符号,必须遵循以下的约定。
? 符号区分大小写,同名的大、小写符号会被编译器认为是两个不同的符号。
? 符号在其作用范围内必须唯一。
? 自定义的符号名不能与系统的保留字相同。
? 符号名不应与指令或伪指令同名。
6.可执行映像文件通常由以下几部分构成。
? 一个或多个代码段,代码段的属性为只读。
? 零个或多个包含初始化数据的数据段,数据段的属性为可读写。
? 零个或多个不包含初始化数据的数据段,数据段的属性为可读写。
第3章:
答案-填空题
1.装载映像文件、程序执行、查看寄存器和内存空间
2.基本的调试功能、C语言库的支持、通信支持、任务管理功能、异常中断处理
3.在ARMulator或开发板上开发应用程序;建立严重依赖Angel的应用程序;建立很少依赖Angel的应用程序;生成最终的产品
4.FD(满且地址递减)
5.测试访问端口TAP(Test Access Port)控制器、旁路(bypass)寄存器、指令寄存器和数据寄存器、ARM架构处理器
答案-问答题
1.初始化存储器就是设置ARM处理器的某些寄存器,这可以通过两种方法完成:第一种,如果ARM处理器内部有SRAM,则可以建立一个简单的工程,该工程对涉及存储器映射的寄存器初始化;第二种,利用AXD的命令行配置那些寄存器,具体步骤如下:
首先在C:\下建立文本文件memory_map.txt,该文件设置寄存器的值,其格式为:
setmem ADDRESS,DATA,SIZE
其中,ADDRESS是寄存器的地址,DATA是该寄存器要设置的值,SIZE是数据宽度,一般为32,可以设置多个寄存器;然后打开AXD Debugger的命令行窗口,执行下面的命令,配置对应的控制寄存器。
>obey C:\memory_map.txt
执行完毕后,memory_map.txt中的寄存器就配置完毕,存储器就映射到预定的地址空间了。
2.基于Angel的调试系统由下面两部分组成,这两部分之间通过一定的通信信道连接起来,通常使用的信道是串行口。
? 位于主机上的调试器(debugger)。它接受用户命令,将其发送到目标机上的Angel,使其执行一定的操作,并将目标机上Angel返回的数据以一定的格式显示用户。ARM公司提供的各调试器都支持Angel。对于其他的调试器,如果它支持Angel所使用的调试协议ADP,则也可以支持Angel。
? 位于目标机上的Angel调试监控程序。它接受主机上调试器传来的命令,返回相应的数据。通常Angel有两个版本:完整版本包含所有的Angel功能,主要可以用于调试应用系统;最小版本包含一些有限的功能,可以包含在最终的产品中。
3.使用Angel所需要的资源包括:
? 系统资源。Angel使用的系统资源包括可配置的系统资源和不可配置的系统资源。可配置的系统资源包括一个ARM程序的SWI号和一个Thumb程序的SWI号;不可配置的资源包括两条未定义的ARM指令和一条未定义的Thumb指令。
? ROM和RAM资源。Angel需要使用ROM来保存其代码,使用RAM来保存其数据。当需要下载一个新版本的Angel时,还需要使用额外的RAM资源。
? 异常中断向量。Angel通过初始化系统的异常中断向量表来安装自己,从而使得Angel有机会接管系统的控制权,来完成相应的功能。
? FIQ及IRQ异常中断。Angel需要使用下面的异常中断来实现主机和目标机之间的通信功能。推荐使用IRQ异常中断。
? FIQ异常中断;
? IRQ异常中断;
? 同时使用FIQ异常中断和IRQ异常中断。
? 数据栈。Angel需要使用自己的特权模式的数据栈。如果用户应用程序需要调用Angel功能,则用户需要建立自己的数据栈。
4.在使用完整版本的Angel开发应用程序时,由于Angel需要一定的资源,给程序设计带来了一定的限制。这些限制包括:
? Angel需要使用自己的处理器特权模式下的数据栈,因此在Angel和实时操作系统RTOS一起使用时,必须确保在Angel运行时,RTOS不会切换处理器的模式。否则可能造成死机。
? 用户应用程序尽量避免使用SWI 0x123456以及SWI 0xab。这两个SWI异常中断号保留给Angel使用。Angel使用它们来实现目标程序中C语言运行时库的semihosting请求。
? 如果用户应用程序中使用了SWI,则在退出SWI时必须将各寄存器的值还原成进入SWI时的值。
? 如果应用程序中需要使用未定义的指令异常中断,必须注意Angel使用了未定义的指令异常中断。
5.JTAG测试信号由下面五个信号组成,分别描述如下。
? TRST:测试复位输入信号,测试接口初始化。
? TCK:测试时钟,在TCK时钟的同步作用下,通过TDI和TDO引脚串行移入/移出数据或指令;同时,也为测试访问端口TAP控制器的状态机提供时钟。
? TMS:测试模式选择信号,控制测试接口状态机的操作。
? TDI:测试数据输入线,其串行输入数据至边界扫描寄存器或指令寄存器(由TAP控制器的当前状态及已保存在指令寄存器中的指令来控制)。
? TDO:测试数据输出线,把从边界扫描链采样的数据传播至串行测试电路中的下一个芯片。
第4章:
答案-填空题
1.嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式软件系统
2.存储设备、通信设备、显示设备
3.数据总线、地址总线、控制总线
4.Vxwork、WinCE、Linux、pSOS
5.操作系统、应用程序
答案-问答题
1.嵌入式Linux作为嵌入式操作系统,与其他嵌入式操作系统相比,优点有:开放源代码、免费、开发周期短等;缺点是实时性较差。
2.在高频电路设计中,首先要注意电源的质量与分配,其次要注意信号线的分布和地线的布线,布线时最好使电源线、地线的走线方向与数据线的走线方向一致。
3.(1)新型的和适合应用场合的ARM提高系统的程序效率;
(2)低功耗器件和贴片封装,降低功耗和提高抗干扰;
(3)通用型平台,减小开发成本和开发周期;
(4)充分利用富余端口,有利于产品的升级;
(5)单芯片解决方案;
(6)LED方便调试。
第5章:
答案-填空题
1.交流、直流
2.运行、睡眠、空闲
3.5V、3.3V、2.5V、1.8V
4.地线、电源线、信号线
答案-问答题
1.软启动时,处理器被复位,但是SDRAM 里面的内容仍旧保持。
2.显示设备的耗电最多,如TFT LCD/LED。
3.系统中的模拟电源一般由数字电源产生,可以通过:
(1)数字电源与模拟电源,以及数字地与模拟地之间加铁氧体磁珠或电感构成无源滤波电路;
(2)采用多路稳压器的方法将模拟地和数字地连接。
第6章:
答案-填空题
1.SRAM、DRAM、Flash ROM
2.SDRAM、DDR
3.SDRAM、ROM
答案-问答题
1.SDRAM 具有高速、大容量等优点,是一种具有同步接口的高速动态随机存储器,在ARM系统中主要用作程序的运行空间、数据及堆栈区。
2.外启动方式下,ARM从外部程序存储器取指令执行;内启动时,ARM运行片上ROM中固化的启动程序。
第7章:
答案-填空题
1.100、10
2.用户模块接口、MTD抽象、MTD设备驱动模块
3.系统代码、用户信息
答案-问答题
1.嵌入式设备中程序运行方式有两种:一种是将程序加载到SDRAM中运行,另一种是程序直接在其所在的ROM/Flash存储器中运行。
2.Flash存储器常当作硬盘使用,而SDRAM则类似内存,Flash用于存放程序代码、常量表,以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等。
3.Nor-Flash的读取速度比Nand-Flash快; Nand-Flash的写入速度和擦除速度比Nor-Flash快。
第8章:
答案-填空题
1.字符设备、块设备、网络设备
2.中断、查询、DMA
3.静态编译进内核、编译成模块动态加载
答案-问答题
1.主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时,实际的硬件I/O就紧接着发生了。块设备则利用一块系统内存作为缓冲区,当用户进程对设备请求能满足用户的要求时,就返回请求的数据;如果不能,就调用请求函数来进行实际的I/O操作。
2.设备驱动的功能有:
? 对设备初始化和释放;
? 把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据;
? 读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据;
? 检测和处理设备出现的错误。
3.具体步骤是:
? 模块化驱动程序;
? 在内核空间申请和释放内存;
? 分配字符设备主设备号和子设备号;
? 在内核空间注册与注销;
? 在内核空间提供系统调用函数。
第9章:
答案-填空题
1.复位、未定义指令、软件中断、指令预取中止、数据中止、外部中断请求、快速中断请求
2.中断挂起寄存器、中断屏蔽寄存器、中断优先级寄存器、中断偏移寄存器
3.定时器中断、串口输入/输出中断、接口中断、链路中断
答案-问答题
1.它们的区别如下:
? 定时器中断模块主要是为操作系统提供时钟基准;
? 串口输入和输出中断模块主要给用户提供接口,方便程序的下载与调试;
? 接口中断模块负责每2ms与总线上其他板卡通信一次;
? 链路中断模块也是每隔一段时间处理一次链路的数据,它的任务最重。
2.将中断处理尽可能搬到内部RAM或SDRAM。中断处理函数代码放在Flash中,数据放在SDRAM 中。通过改变编译配置,将所有的中断处理函数都拷贝到ARM内部RAM或者SDRAM中。
第10章:
答案-填空题
1.上电复位、外部硬复位、内部硬复位、JTAG 复位、外部软件复位、内部软件复位
2.同步、异步
答案-问答题
1.复位控制器的功能是确定复位原因,同步复位模块,并且复位相应片内的逻辑模块。
2.一方面复位低电平时间足够长(20ms以上),保证ARM可靠复位;另一方面保证复位电路稳定性良好,防止ARM 误复位。
第11章:
答案-填空题
1.积分型、逐次逼近型、并行比较型、∑-△型、流水线型
2.并行比较型
3.采样、保持、量化、编码
答案-问答题
1.积分型A/D转换器主要应用于低速、精密测量等领域;逐次逼近型A/D转换器适用于中速率而分辨率要求较高的场合;并行比较A/D转换器适用于速度要求特别高的领域,如视频A/D转换;∑-△型调制型A/D转换器主要应用于高精度数据采集系统,特别是数字音响系统、多媒体、地震勘探仪器、声纳等电子测量等领域;流水线型A/D转换器主要应用于对频域特性要求较高的通信系统,对噪声、带宽和瞬态速度等时域特性要求较高的CCD成像系统,以及对时域和频域特性都要求较高的数据采集系统。
2.直接D/A转换器直接将输入的数字信号转换为输出的模拟信号;而间接D/A转换器是先将输入的数字信号转换为某种中间量,然后再将这种中间量转换成为输出的模拟量。
第12章:
答案-填空题
1.4、16、256
2.段位式LCD、字符式LCD、点阵式LCD
3.32、16
4.行、列
答案-问答题
1.对内体现在内部RAM 的大小、译码电路的复杂程度、内部的时序及电源电路等;对外体现在驱动行和列端口的多少、与ARM的接口功能等。
2.用户可以将Frame-buffer看成是显示内存的一个映像,直接进行读写操作,而写操作可以立即反映在屏幕上,方便地实现视频显示。
第13章:
答案-填空题
1.独立式按键接口、行列式接口、专用芯片式接口,行列式接口
2.中断、查询
答案-问答题
1.行列式按键接口的优点是相对于独立接口方式可以节省很多I/O资源,相对于专用芯片键盘可以节省成本而且更为灵活。缺点是需要用软件处理消抖、重键等。它常用于按键数量较多,又不想使用专用键盘芯片的场合。
2.键盘扫描的过程是将列线逐列置成低电平,然后读取行线状态,直到行线中出现低电平,可知那一列是低电平,然后将行线与列线的状态装入键码寄存器,进行按键译码,得到按下的按键的相应编码,完成按键扫描。
第14章:
答案-填空题
1.并行通信、串行通信;并行总线、串行总线
2.异步串行通信、同步串行通信;RS-232C、RS-422、RS-485
3.RS-232C、负
答案-问答题
1.一般情况下,在选择通信方式时,需要考虑以下几个主要方面。
? 通信速率。标准通信接口都有相应的最大通信速率,即相应信道容量的最大值。
? 通信距离。通信速率和通信距离两个物理参量互相依存,互相制约。适当地减小通信速率,可以在一定程度上增加通信的距离;相应的,在允许一定的误码率条件下,可以提高相应的通信速率。
? 抗干扰能力。为保证一定的通信速率和一定的通信距离,需要相应的通信媒介和比较好的抗干扰能力,以降低误码率。在通信中,除了物理的抗干扰能力外,一般采用信道编码的方式来提高系统的抗干扰能力,从而保证信号的可靠性传输。
2.异步串行通信协议规定字符数据的传输规范,包括:
? 起始位。通信线上没有数据被传送时处于逻辑“1”状态,当发送设备要发送一个字符数据时,首选发送一个逻辑“0”信号,这个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通信线传向接收机,接收设备检测到这个低电平后,就开始准备接收数据位信号。起始位所起的作用就是使设备同步,通信双方必须在传送数据位前一致同步。
? 数据位。当接收设备收到起始位后,开始接收数据位。数据位的个数可以是5~9位,PC机中经常采用7~8位数据传送。在字符传送过程中,数据位从最低有效位开始传送,依次在接收设备中被转换为并行数据。
? 奇偶校验位。数据位发送完毕后,为了保证数据的可靠性传输,常传送奇偶校验位。奇偶校验用于有限差错检测。如果选择偶校验,则数据位和奇偶位的逻辑“1”的个数必须为偶数;相反,如果是奇校验,则逻辑“1”的个数为奇数。
? 停止位。在奇偶位或者数据位(当无奇偶校验时)之后发送停止位。停止位是一个字符数据的结束,可以是1~2位的低电平,接收设备收到停止位后,通信线路便恢复逻辑“1”状态,直到下一个字符数据的起始位到来。
? 波特率设置。通信线路上传送的所有位信号都保持一致的信号持续时间,每一位的宽度都由数据的码元传送速率确定,而码元速率是单位时间内传送码元的多少,即波特率。
3.UART模块部分主要实现计算机主机与ARM之间的数据传输。
第15章:
答案-填空题
1.SCL串行时钟线、SDA串行数据线
2.100K、100K、3.4M
3.字节写入方式、页写入方式
答案-问答题
1.串行时钟SCL用于产生器件所有数据发送或接收的时钟;串行数据/地址SDA用于传送地址和所有数据的发送或接收。
2.取决于I2C芯片是否必须启动数据的传输还是仅仅被寻址。
第16章:
答案-填空题
1.MAC控制器、物理层接口
2.CSMA/CD、IEEE802.3 MAC控制层
3.硬件复位
答案-问答题
1.在收到由主机发来的数据报后(从目的地址域到数据域),侦听网络线路。如果线路忙,就等到线路空闲为止,否则,立即发送该数据帧。
(1)发送过程中,首先添加以太网帧头(包括先导字段和帧开始标志),然后生成CRC校验码,最后将此数据帧发送到以太网上。
(2)接收过程时,将从以太网收到的数据帧在经过解码、去帧头和地址检验等步骤后缓存在片内。在通过CRC校验后,根据初始化配置情况,通知RTL8019收到了数据帧,最后,以某种传输模式传到ARM的存储区中。
2.一是看状态指示LED是否有闪烁,二是用专业软件Sniffer监听到网卡是否不断发送数据包。
第17章:
答案-填空题
1.USB互连、USB从端口、USB主端口
2.USB集线器、功能设备
3.1.5~12、120~240
4.同步、中断、控制、批量
5.Windiver、Microsoft DDK、DriverStudio
答案-问答题
1.USB控制器的端口适用于不同类型的设备,例如图像、打印机、海量存储器和通信设备。
2.USB接口数据的正确传输依靠以下三个部分。
(1)从设备中的固件程序;
(2)上位机中的驱动程序;
(3)上位机中的应用程序。
3.USB的显著特点有:
(1)高速数据传送;
(2)高自由度连接/拓扑结构;
(3)带电插拔/即插即用;
(4)内置电源供给;
(5)支持多种传输模式。
第18章:
答案-填空题
1.48
2.MAC、IP
3.8、8
答案-问答题
1.数据链路层把上层数据封装成带有目的MAC地址的帧发出,并接收目的MAC地址的数据帧,然后拆封以太网报头再发往上层协议。
2.系统首先初始化网络及串口设备,当有数据从以太网传过来时,ARM对数据报进行分析,如果是ARP数据包,则转入ARP处理程序;如果是IP数据包且传输层使用UDP,端口正确,则认为数据报正确,数据解包后,将数据部分通过端口输出。反之,如果收到数据,则将数据按照UDP格式打包,送入以太网控制芯片,由其将数据输出到以太网中。
第19章:
答案-填空题
1.启动加载、下载
2.xmodem、ymodem、zmodem
3.bin
答案-问答题
1.第一阶段主要是进行CPU和体系结构的检查、CPU本身的初始化,以及页表的建立等。初始化是从内核入口Entry开始到start_kernel前结束。
第二阶段主要是对系统中的一些基础设施进行初始化。
最后是更高层次的初始化,如根设备和外部设备的初始化。
2.Boot-loader的作用与PC 的BIOS 类似,通过Boot-loader可以完成对ARM主要部件如CPU、SDRAM、Flash、串行口的初始化,同时下载文件到硬件板,对Flash 进行擦除与编程。
3.stage1主要完成:硬件设备初始化;为stage2准备RAM空间;拷贝stage2到RAM空间中;设置好堆栈;跳转到stage2的入口。
stage2主要完成:初始化硬件设备;检测系统内存映射;将kernel映像和根文件系统映像从Flash上读到RAM;为内核设置启动参数;调用内核。
第20章:
答案-填空题
1.Boot-loader、Kernel Image、Root File
2.交叉
3.处理器、平台
4.binutils、gcc、glibc
答案-问答题
1.完成Linux体系结构的初始化,内部中断、外部中断、软中断的初始化,以及与进程有关的初始化(计时器初始化、控制台初始化、内存模块初始化)。
2.二进制文件处理工具binutils主要应用于移植调试操作系统初期的辅助开发;编译工具gcc用于编译内核代码;glibc用于链接和运行库文件。
第21章:
答案-填空题
1.Romfs、Cramfs、JFFS、JFFS2
2.根文件系统、普通文件系统
3.用户层、内核层、底层驱动、硬件驱动
4.页头、页数据
答案-问答题
1.(1)arch子目录是所有和体系结构相关的核心代码;
(2)include子目录是编译核心所需要的大部分头文件;
(3)init目录包含kernel初始化代码;
(4)mm目录是所有独立于CPU体系结构的内存管理代码;
(5)kernel目录实现了大多数Linux系统的内核函数;
(6)drivers目录是系统所有的设备驱动程序;
(7)lib目录放置核心的库代码,net目录是核心与网络相关的代码,ipc目录包含核心的进程间通信的代码,fs目录为文件系统代码和各类型文件的操作代码。
2.(1)可写性;
(2)永久存储性;
(3)掉电稳定性;
(4)压缩性;
(5)在RAM时间。
3.需要考虑以下几点:
(1)Flash存储器中各个块的最大擦除次数是有限的,如果能够均匀地使用各个块,就能延长Flash的整体寿命,这就需要文件系统有磨损均衡的功能。
(2)为了提高Flash存储器的利用率,文件系统应该有对存储空间的碎片收集功能。
(3)考虑出现嵌入式系统意外掉电的情况,文件系统还应该有掉电保护的功能,保证系统在出现意外掉电时也不会丢失数据。
第22章:
答案-填空题
1.X Window、MicroWindows、OpenGUI、Qt/Embedded、MiniGUI、PicoGUI
2.Embedded Linux GUI Toolkit、Development Kit
3.Frame-buffer
答案-问答题
1.(1)最底层是屏幕、鼠标或触摸屏和键盘的驱动程序,实现系统的显示功能以及,满足用户的输入需求。
(2)中间层是可移植的图形引擎,提供对画线、填充、剪切和着色的支持。
(3)最上层提供多种API应用程序。
2.(1)占用的存储空间以及运行时占用资源少。
(2)运行速度以及响应速度快。
(3)可靠性高。
(4)便于移植和定制。
第23章:
答案-填空题
1.TCP、UDP、ICMP、IGMP、Telnet、FTP
2.网卡接收任务、TCP任务、UDP任务
3.4、2
4.应用层、TCP/IP协议层、网卡驱动
5.UDP
答案-问答题
1.在需要通信的信息量比较小,而且通信环境可靠性比较好的场合下,不需要选择TCP而选择利用UDP,这样在软件设计上可以简化,硬件上可以节约成本。
2.UDP和TCP的主要区别是两者在如何实现信息的可靠传递方面不同。TCP协议中包含了专门的传递保证机制,而UDP协议并不提供数据传送的保证机制。
第24章:
答案-填空题
1.G.7xx、MPEG-x、AC-x
2.AD/DA转换、压缩编码、数字信号处理、信道编码/调制
3.PCM
4.采样率
5.波形编码、参数编码、混合编码
6.IIS总线格式、MSB-Justified 格式
7.正常传输模式、DMA传输模式、发送/接收模式
答案-问答题
1.(1)采用专用的音频芯片如MP3编解码芯片,芯片集成音频编解码算法。
(2)利用A/D语音采集加计算机组成硬件平台,音频编解码算法由计算机上的软件来实现。
(3)使用A/D采集芯片加带ARM核的数据处理芯片。
2.主要应用领域包括:
(1)消费电子类数字音响设备。
(2)数字多媒体应用。
(3)广播数字电视系统。
第25章:
答案-填空题
1.5、D、R、G、B、行、场
2.352×288、176×144
3.亮度与色差、红绿蓝三基色
答案-问答题
1. 第一种方案是采用代理服务器方式;第二种方案是直接在处理器上实现TCP/IP协议方式;第三种方案是通过嵌入式操作系统上运行TCP/IP协议方式。
2.(1)实时性好,能满足数据采集和数据处理的实时性要求。
(2)性价比高,在满足要求的情况下,系统成本应尽量低。
(3)可控性好,能够实现远距离控制和数据传输。
3.CMOS技术的最大优点是每一个像素单元可以集成一个或多个晶体管,可以降低系统功耗、体积,提高电池效率。
第26章:
答案-填空题
1.位置、方向、分类、脊线
2.指纹图像的获取、指纹图像的预处理、指纹特征的提取、指纹特征匹配
3.光学取像设备、电容传感器
4.图像增强、计算方向图、二值化、细化
答案-问答题
1.指纹识别、视网膜识别、虹膜扫描识别、手掌几何识别、声音识别、面部识别等。
2.总体特征是指用人眼直接就可以观察到的特征,包括基本纹路图案、模式区、核心点、三角点、式样线和纹数等。局部特征是指指纹上的特征点,即指纹纹路上的终结点、分叉点和转折点。
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