1 什么是嵌入式系統 P2 答 以應用為中心 以及計算機技術為基礎 軟件硬件可裁減 適用應 用系統對功能 可靠性 成本 體積 功耗嚴格要求的專用計算機系 統 2 什么是嵌入式處理器 P3 答 嵌入式處理器是嵌入式系統的核心 是控制 輔助系統運行的硬件 單元 3 什么是實時操作系統 答 實時操作系統是嵌入式系統目前最主要的組成部分 實時是指物理 進程的真實事件 實時操作系統具有實時性 能從硬件方面支持實時控 制系統工作的操作系統 4 什么是分時操作系統 答 對于分時操作系統 軟件的執行在時間上的要求并不嚴格 時間上 的錯誤一般不會造成災難性的后果 5 什么是多任務操作系統 答 系統支持多任務管理和任務間的同步和通信 6 簡述實時操作系統的工作狀態 答 實時系統中的任務有運行 就緒 掛起和冬眠4種狀態 運行 獲得CPU控制權 就緒 進入任務等待隊列 通過調度轉為運行狀態 掛起 任務發生阻塞 移出任務等待隊列 等待系統實時事件的發生喚 醒 從而轉為就緒或運行 冬眠 由于任務完成或錯誤等原因被清除的任務 7 單片機的發展歷史分為哪幾部分 答 單片機誕生于20世紀70年代末 經歷了SCM MCU SoC三大階段 SCM Single Chip Microcomputer 單片微型計算機 MCU Micro Controller Unit 微控制器 SoC System on Chip 片上系統 8 單片機發展趨勢表現在那些方面 答 單片機發展趨勢表現在 1 內部結構的進步 多功能集成化 采用RISC體系結構 片內存儲器性能改進容量增加EPROM向FlashROM 發展 多核處理器方式 2 功耗 封裝及電源電壓的改進 功耗越 來越小 封裝水平不斷提高 3 工藝上的改進 采用CMOS技術 大多采用0 6um以上的光刻工藝 大大提高內部密度和可靠性 9 單片機嵌入式系統的結構是什么 答 單片嵌入系統的結構通常包括三大部分 即能實現嵌入式對象的各 種應用要求的單片機 全部系統的硬件電路和應用軟件 10 單片機嵌入式系統的應用領域有哪些 答 家用電器 幾點一體化產品 儀表儀器 測控系統 11 嵌入式處理器包括哪幾種類型 答 嵌入式微處理器 Embedded Microprocessor unit ECP 嵌入式微控 制器 Micro controller Unit MCU 嵌入式DSP Embedded Digital Signal Processor EDSP 嵌入式片上系統 System on Chip SoC 12 RISK和CISK的區別有哪些 P11 答 1 指令系統 RISC設計者把主要精力放在那些經常使用的指令 上 盡量使它們具有簡單的高校的特色 對于不常用的功能 常通過組 合指令來實現 而CISC計算機的指令系統比較豐富 有專用指令來完 成特定的功能 因此 處理特殊任務效率較高 2 存儲器操作 RISC對存儲器操作有限制 使控制簡單化 而CISC機器的存儲器操作 指令多 操作直接 3 程序 RISC匯編語言程序一般需要較大的內 存空間 實現特殊功能是程序復雜 不易設計 而CISC匯編語言程序 編程相對簡單 科學計算及復雜操作的程序設計相對容易 效率較高 4 中斷 RISC機器在一條指令執行的適當地方可以響應中斷 而 CISC機器是在一條指令執行結束后相應中斷的 5 CPU 由于RISC CPU包含較少的單元電路 因而面積小 功耗低 而CISC CPU包含豐 富的電路單元 因而功能強 面積大 功耗大 6 設計周期 RISC 微處理器結構簡單 布局緊湊 設計周期短 且易于采用最新技術 CISC微處理器結構復雜 設計周期長 7 易用性 RISC微處理器結 構簡單 指令規整 性能容易把握 易學易用 CISC微處理器結構復 雜 功能強大 實現特殊功能容易 8 應用范圍 由于RISC指令系 統的確定與特定的應用領域有關 所以RISC機器更適合于嵌入式應 用 而CISC機器則更適合于通用計算機 13 嵌入式系統的特點有哪些 P15 答 1 嵌入式系統通常是面向特定應用 具有低功耗 體積小 集 成度高等特點 2 嵌入式系統的硬件和軟件都必須高效率地設計 量體裁衣 去除冗余 3 實時操作系統支持 4 嵌入式系統與具 體應用有機地結合在一起 5 為了提高執行速度和系統可靠性 嵌 入式系統中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中 6 專 門開發工具支持 14 嵌入式系統的開發過程是什么 P16 答 首先必須將硬件 軟件 人力資源等元素結合起來 綜合分析 具 體過程如下 1 獲取平臺開發板 2 生產驗證板 3 移植操 作系統 4 不斷驗證改進 15 嵌入式系統的開發模式有是什么 17 答 一般采用宿主機 目標機模式 在宿主機上完成軟件功能 然后通 過串口或者以太網絡將交叉編譯生成的目標代碼傳輸并裝載到目標機 上 并在監控程序或者操作系統的支持下利用交叉調試器進行分析和調 試 最后目標機在特定環境下脫離宿主機單獨運行 16 嵌入式系統的開發工具包括那些 P18 答 1 實時在線仿真系統 In circuit Emulator ICE 2 高級語言 編譯器 Compiler Tools 3 源程序模擬器 Simulator 17 嵌入式系統設計的基本指導思想是什么 P20 答 1 堅持高起點 勇于創新 保證系統的先進性 2 貫徹 適 用 可靠 先進 高效 經濟 的原則 以應用為指導 推進管理 按 最優化的方案進行設計施工 3 從實際情況出發 以需求為依據 總體規劃 確保系統的高度集成 總體優化 安全可靠 4 系統充 分考慮功能擴容性和技術升級性 適用當代信息技術告訴發展的要求 以求得最佳效果 18 基于單片機的嵌入式系統設計的基本原則與依據有哪些 P20 答 1 可行性和適應性 2 實用性和經濟性 3 先進行核成 熟性 4 開放性和標準性 5 可靠性和穩定性 6 安全性和 保密性 7 可擴展性和易維護性 19 嵌入式系統設計開發是的注意事項有哪些 P21 答 1 合適并可擴展的平臺選擇 2 從參考設計開始 3 不 要忽視板級支持包 BSP 或示例代碼 4 對電源管理予以考慮 5 考慮未來的升級需要 20 嵌入式系統的設計方法變化的背景是什么 P23 答 1 隨著微電子技術的不斷創新和發展 大規模集成電路的集成 度和工藝水平不斷提高 2 計算機硬件平臺性能的大幅度提高 使 非常多復雜算法和方便使用的界面得以實現 大大提高了工作效率 給 負載嵌入式系統輔助設計提供了物理基礎 3 高性能的EDA綜合研 發工具 平臺 得到長足發展 而且其自動化和智能化程度不斷提高 為復雜的嵌入式系統設計提供了不同用途和不同級別集編輯 布局 布 線 編譯 綜合 模擬 測試 驗證和器件編程等一體化的易于學習和 方便使用的研發集成環境 4 硬件描述語言 HDL 的發展為復雜 電子系統設計提供了建立各種硬件模型的工作媒介 5 軟件技術進 步 特別是嵌入式操作系統 EOS 的推出 為研發復雜嵌入式系統應 用軟件提供了底層支持和高效率的研發平臺 21 嵌入式系統設計的三個層次是什么 P24 答 1 以PCB CAD軟件和ICE為主要工具的設計方法 2 以EDA 工具軟件和EOS為研發平臺的設計方法 3 以IP內核庫為設計基 礎 用軟硬件協同設計技術的設計方法 22 uVision IDE的調試模式有哪些 P41 答 軟件仿真模式 Use Simulator GDI驅動模式 ULINK Corte Debugger 23 ARMv7架構中都包含哪些款式 P46 答 款式A 設計用于高性能的 開放應用平臺 款式B 用于高端的嵌入式系統 尤其是那些帶有實時要求的 款式M 用于深度嵌入的單片機風格的系統中 24 采用Cortex M3比以往ARM在哪些方面有突出的表現 P47 答 1 處理器性能得到了提高 2 低成本和功耗 3 快速有 效地應用程序開發源于簡易的使用方法 4 集成的調試和跟蹤功能 推進上市的步伐 25 Cortex M3處理器支持哪幾種工作模式 P50 答 Cortex M3處理器支持兩種工作模式 線程 Thread 和處理器 Handler 26 寄存器主要完成的功能有哪些 P54 答 執行算數及邏輯運算 指向內存的某個位置 讀寫數據到計算機的 周邊設備 27 在ARM處理器架構下寄存器可以分成幾類 P54 答 1 通用寄存器 主要用于數據操作 2 堆棧指針寄存器 指 向系統當前堆棧的指針 3 連接寄存器 把前一級的程序的跳轉值 壓到堆棧里 4 程序計數寄存器 用于指向當前的程序運行地址 5 特殊功能寄存器 通常用于記錄處理器狀態 28 在Cortex M3架構中與ARM處理器架構下寄存器功能相對應的寄 存器分別有那些 P54 答 1 R0 R12通用寄存器 2 R13堆棧指針寄存器 3 R14 連接寄存器 4 R15程序計數器 5 特殊功能寄存器 29 STM32微控制器分為哪4個系列 P67 答 1 STM32F101 標準型 最大工作在36MHz 2 STM32F102 在STM32F101基礎上支持USB 最大工作在48MHz 3 STM32F103 增強型系列 擁有更豐富外設 最大工作于 72MHz 4 STM32F105 STM32F107 增加了USB OTG 2路CAN 2路IIS 10M 100M以太網功能 最大工作于72MHz 30 STM32F101xx系列微控制器的特點有哪些 P68 答 1 內核 ARM32位Cortex M3 CPU 2 存儲器 片上集成 32 512KB的Flash存儲器 6 48KB的SRAM存儲器 3 低功耗 三 種低功耗模式 休眠 停止和待機模式 4 調試模式 串行調試和 JTAG接口 5 DMA 最多12通道DMA控制器 6 1個12位us級 的A D轉換器 7 2通道12位D A轉換器 8 最多高達12個快速 I O端口 9 最多達9個定時器 10 最多達10個通信接口 31 STM32F101xx系統功能有哪些 P69 答 1 集成嵌入式Flash和SRAM存儲器的ARM Cortex M3內核 2 嵌入式Flash存儲器和RAM存儲器 3 可變靜態存儲控制器 4 嵌套矢量中斷控制器 5 外部中斷 事件控制器 6 時鐘和 啟動 7 Boot模式 8 電源供電方案 9 電源管理 10 低功耗模式 32 STM32F101xx片上外設有哪些 P71 答 1 DMA 2 RTC和備份寄存器 3 獨立看門狗 4 窗口看門狗 5 SysTick定時器 6 通用定時器 7 基本定時 器 8 IIC總線 9 通用同步 異步收發器 10 串行外設接口 SPI 11 GPIO 12 ADC 13 DAC 14 溫度傳感器 15 串行線JTAG調試端口 33 STM32F103xx系列微控制器的特點有哪些 P74 答 內核 ARM32位Cortex M3 CPU 2 存儲器 片上集成 32 512KB的Flash存儲器 6 64KB的SRAM存儲器 3 時鐘復位和 電源管理 4 低功耗 三種低功耗模式 休眠 停止和待機模式 5 兩個12位的us級的A D轉換器 6 DMA 7 最多高達112個 的快速I O端口 8 調試模式 串行調試和JTAG接口 9 多達11 個定時器 10 SysTick定時器 11 多達13個通信接口 34 STM32F103xx系列功能有哪些 P75 答 1 集成嵌入式Flash和SRAM存儲器的ARM Cortex M3內核 2 嵌入式Flash存儲器和RAM存儲器 3 可變靜態存儲控制器 4 嵌套矢量中斷控制器 5 外部中斷 事件控制器 6 時鐘和 啟動 7 Boot模式 8 電源供電方案 9 電源管理 10 低功耗模式 35 STM32F103xx片上外設有哪些 答 1 DMA 2 RTC和備份寄存器 3 獨立看門狗 4 窗口看門狗 5 SysTick定時器 6 通用定時器 7 基本定時 器 8 高級定時器 9 IIC總線 10 通用同步 異步收發器 11 串行外設接口SPI 12 IIS 13 SDIO 14 控制器局域 網 CAN 15 通用串行總線 USB 16 GPIO 17 ADC 18 DAC 19 溫度傳感器 20 串行線JTAG調試端口 36 STM32微控制器的主要優點有哪些 P81 答 1 先進的內核結構 2 優秀的功耗控制 3 性能出眾而 且功能創新的片上外設 4 高度的集成整合 5 易于開發 37 STM32微控制器主要應用在哪些方面 P83 答 銷售節點機 工業自動化 樓宇自動化 便攜設備 消費類產品 通信 38 STM32主要系統結構包括哪些 P84 答 4個驅動單元 3個被動單元 ICode總線 DCode總線 系統總 線 DMA總線 總線矩陣 AHB APB橋 39 STM32包括哪些低功能模式 P92 答 睡眠模式 內核停止 外設繼續工作 停止模式 所有時鐘停 止 待機模式 1 8V區域掉電 40 什么是中斷 MCU處理中斷的流程是什么 P143 答 中斷是指計算機在執行程序的過程中 當出現異常情況或特殊請求 時 計算機停止現行程序的運行 轉向對這些異常情況或特殊請求的處 理 處理結束后再返回先行程序的間斷出 繼續執行原程序 41 MCU處理中斷的流程是什么 P144 答 1 確定與中斷或異常關聯的向量i 0 255 2 尋找向量對應 的處理程序 3 保存當前的 工作現場 執行中斷或異常的處理程 序 4 處理程序執行完畢后 把控制權交還給控制器 5 控制單 元恢復現場 返回繼續執行原程序 42 請描述異步通信協議 P214 答 異步通信以一個字符為傳輸單位 通信中兩個字符間的時間間隔是 不固定的 然而在同一個字符中的兩個相鄰位代碼間的時間間隔是固定 的 通信協議是指通信雙方約定的一些規則 在使用異步串口傳送一個 字符的信息時 對資料格式有如下約定 規定有空閑位 邏輯 1 狀 態 起始位 一個邏輯 0 位 資料位 一個字符 奇偶校驗位 表示 1 的個數的奇偶數 停止位 一個字符的結束標志 1位 1 5 位 2位高電平 43 請描述USART傳輸資料的幾種方式 P215 答 1 單工方式 資料始終是從A設備發向B設備 2 半雙工方 式 資料能從A設備傳送到B設備 也能從B設備傳送到A設備 在任何 時候資料都不能同時在兩個方向上傳送 只能一發一收 3 全雙工 方式 允許通信雙方同時進行發送和接收 44 STM32的USART單元的主要特性有哪些 P216 答 1 全雙工 異步通信 2 NRZ標準格式 3 小數波特產 生率產生器系統 4 可設置的數據字長 8位或9位 5 可配置 的停止位 1位或2位 6 LIN主異步間隙發送性能和LIN從間隙檢 測性能 7 異步傳送時 發送方提供時鐘輸出 8 IrDA SIR編解 碼 9 智能卡仿真性能 10 單線半雙工通信 11 可配置的 帶DMA的多緩沖通信 12 發送和接收端有各自獨立的使能位 13 傳輸檢測標志 14 奇偶控制 15 4種錯誤檢測標志 16 10個帶標志的中斷源 17 多處理器通信 18 從靜默時喚 醒 19 兩種接收器喚醒模式 45 請描述SPI的工作模式與時序 P249 答 SPI共有4種操作模式 分別為0 1 2 3 見下圖 略 46 描述STM32下的SPI特征有哪些 P250 答 1 3線全雙工同步傳輸 2 2線單工同步通信 3 8位或者 16位傳輸幀格式 4 主設備或者從設備操作 5 8個主模式波特 率預分頻系數 6 從模式頻率 7 為主設備和從設備提供了更快 的通信速度 8 為主設備和從設備提供硬件或軟件的NSS管理 9 可設置的時鐘極性和相位 10 可設置的數據順序 11 帶 中斷性能專門的發送和接收標志 12 SPI總線忙碌狀態標志 13 用于可靠通信的硬件CRC特性 14 帶中斷性能的主設備錯 誤 15 支持DMA特性的1字節發送和接收緩沖區 47 請描述IIC總線的特點 P269 答 IIC總線最主要的優點是其簡單和有效性 由于接口直接在組件之 上 因此IIC總線占用的空間非常小 減少了電路板的空間和芯片管腳 的數量 降低了互連成本 總線的長可達25英尺 并且能夠以10kb s的 最大傳輸速率支持40個組件 IIC總線的另一個優點是 它支持多主 控 其中任何能夠進行發送和接收的設備都可以成為主總線 48 請描術IIC總線的工作原理 P269 答 IIC總線是有數據線SDA和時鐘線SCL構成的串行總線 可發送和接 收數據 在控制其與被控IIC之間 IC與IC之間進行雙向發送 所有掛 接在IIC上的器件和接口電路都應具有IIC總線接口 且SDA SCL同名端 相連 總線上所有器件要依靠SDA發送的地址信號尋址 不需要片選 線 49 請描術IIC總線的信號類型 P270 答 1 開始信號 Start 由IIC主機發出 SCL為高電平時 SDA有高 電平向低電平跳變 開始傳送數據 2 結束信號 Stop 由IIC主 機發出 SCL為高電平時 SDA由低電平向高電平跳轉 結束傳送數 據 3 應答信號 ACK 接收數據的IC在接收到8b數據后 向發送 數據的IC發出特定的低電平脈沖 表示數據已收到 50 請描術DMA傳輸的步驟 P304 答 1 DMA請求 CPU對DMA控制器初始化 并向I O接口發出操 作命令 I O接口提出DMA請求 2 DMA響應 DMA控制器隊DMA 請求判斷優先級及屏蔽 向總線裁決邏輯提出總線請求 3 DMA傳 輸 DMA控制器獲得總線控制權后 CPU即刻掛起或只執行內部操 作 由DMA控制器輸出讀寫命令 直接控制RAM與I O接口進行DMA 傳輸 4 DMA結束 當完成規定的成批數據傳送后 DMA控制權即 釋放總線控制權 并向I O接口發出結束信號 51 請描術A D轉換的原理 P320 答 A D轉換目標 將時間連續 幅值也連續的模擬信號轉換為時間離 散 幅值也離散的數字信號 A D轉換主要分為4個步驟 采樣 保 持 量化 編碼 52 請問A D轉換器有哪幾種分類 P322 答 1 積分型 2 逐次比較型 3 并行比較型 4 Sigma delta調制型 電容陣列逐次比比較型 6 壓頻變換型 53 請問A D轉換器的技術指標有哪些 P323 答 1 分辨率 2 轉換速率 3 量化誤差 4 偏移誤差 5 滿刻度誤差 6 線性度 54 內核都提供哪些消息郵箱服務 P362 答 1 郵箱內消息的內容初始化 2 將消息放入郵箱 3 等 待有消息進入郵箱 4 取出消息 55 嵌入式系統中的任務必須具備哪幾個特征 P356 答 一個任務也稱為一個線程 是一個簡單的程序 該程序可以認為 CPU完全只屬于該程