1.嵌入式系統目前被大多數人接受的一般性定義是什么？舉例闡明嵌入式系統的應用。嵌入式系統是“以應用為中心，以計算機為技術基礎，軟硬件可裁剪，合用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性能有嚴格規定的專用計算機系統”。2.嵌入式系統三要素？嵌入性：嵌入到對象體系中，對對象環境有規定專用性：軟、硬件按對象規定裁剪計算機：實現對象的智能化功能3.嵌入式系統與單片機的區別？單片機屬于嵌入式系統，但只有嵌入式系統的部分構造和部分功能：單片機數據處理能力有限、處理速度有限，不可以用于所有的嵌入式系統。目前嵌入式系統的主流是以32位嵌入式微處理器為關鍵的硬件設計和基于實時操作系統（RTOS）的軟件設計。單片機系統多為4位、8位、16位機，不適合運行操作系統，難以進行復雜的運算及處理功能。嵌入式系統強調基于平臺的設計、軟硬件協同設計，單片機大多采用軟硬件流水設計。嵌入式系統設計的關鍵是軟件設計（占70%左右的工作量），單片機系統軟硬件設計所占比例基本相似。單片機無網絡功能。4.嵌入式系統與PC機的區別？嵌入式系統一般專用于特定任務，而PC是通用計算機。嵌入式系統使用多種類型的處理器，系統硬件資源比PC機少的多，但種類遠遠超過PC機。嵌入式系統常有實時約束，常使用實時多任務操作系統，此外尚有有功耗、成本約束，且常在極端環境下運行，故障導致的後果比PC系統更嚴重。嵌入式系統得到多種微處理器體系的支持嵌入式系統需要專用工具和措施進行開發設計5．嵌入式處理器分為哪幾類，闡明定義及特點？（1）、嵌入式微處理器（MPU）嵌入式微處理器就是和通用計算機的處理器對應的CPU，可以認為是“增強型”通用微處理器。特點：功能和微處理器基本同樣，但為了縮小體積、減少功耗，只保留和嵌入式應用有關的功能。在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了多種增強。（2）、嵌入式微控制器（MCU）嵌入式微控制器就是將整個計算機系統的重要硬件集成到一塊芯片中，芯片內部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定期/計數器、Watchdog、I/O、串行口、A/D等多種必要功能和外設。特點：一種系列的微控制器具有多種衍生產品，每種衍生產品的處理器內核都是同樣的，不一樣的是存儲器和外設的配置及封裝，這樣可以使單片機最大程度地和應用需求相匹配，從而減少功耗和成本。單片化、體積大大減小、功耗和成本減少、可靠性提高（3）、嵌入式DSP嵌入式DSP是專門用于信號處理方面的處理器。特點：其在系統構造和指令算法方面進行了特殊設計，具有很高的編譯效率和指令執行速度。（4）、嵌入式SOC嵌入式SOC是追求產品系統最大包容的集成器件。絕大多數系統構件都在一種系統芯片內部。特點：構造簡潔體積小、功耗低可靠性高設計生產效率高（5）、嵌入式SOPC嵌入式SOPC是用可編程邏輯技術把整個系統放到一塊硅片上。它是片上系統（SOC），即由單個芯片完畢整個系統的重要邏輯功能；它是可編程系統，系統功能可淘汰、易擴充、可重構，結合了SOC和CPLD、FPGA的長處。特點：采用超深亞微米工藝技術使用一種或以上的嵌入式處理器設計方式靈活可淘汰、可擴充、可升級具有軟硬件在系統可編程的功能。6．嵌入式實時操作系統的定義、特點和分類？定義：可以對外部事件做出及時響應的系統。響應時間要有保證。特點：多任務有線程優先級（與否為進程）多種中斷級別分類：硬實時系統：對系統響應時間有嚴格的規定，假如系統響應時間不能滿足，就會引起系統瓦解或致命的錯誤。軟實時系統：對系統響應時間有規定，不過假如系統響應時間不能滿足，它并不會導致系統出現致命的錯誤或瓦解，只是減少系統的吞吐量。7．嵌入式系統的特點？嵌入式系統是面向詳細應用的產品。嵌入式軟件特性：實時性、高質量、高可靠、程序固化。需要軟、硬件開發工具和系統軟件。需要應用專家參與開發。嵌入式系統分散而不可壟斷。8．舉5個嵌入式系統應用的例子辦公設備：打印機、掃描儀消費電子產品：手機、數碼相機網絡通信設備：路由器、互換機工業：數控機床、機器人航空航天：航電設備，星載計算機9．按體現形式和實時性嵌入式系統的分類？按體現形式（硬件范圍）芯片級嵌入(含程序和算法的處理器、單片機)模塊級嵌入（系統中的某個關鍵模塊）系統級嵌入（系統中的電路板）按實時性規定（軟件范圍）非實時系統（PDA）軟實時系統（消費類產品）硬實時系統（工業和軍工系統）10．軟硬件協同設計的目的？其波及的內容有哪些？目的：為軟件和硬件的協同描述、驗證和綜合提供一種集成環境。內容：設計描述、設計建模、設計空間的研究和劃分、合成與優化、設計驗證、設計實現。11．用框圖簡述嵌入式開發的流程？12．馮·諾依曼構造與哈佛構造的區別？馮·諾依曼構造其特點是程序和數據共用一種存儲空間。統一編址依托指令計數器提供的地址來辨別是指令數據還是地址。由于對數據和程序進行分時讀寫，執行速度慢，數據吞吐量低，不適合于進行具有高度實時規定場所。哈佛構造是一種并行體系構造，特點是程序和數據存儲在不一樣的存儲空間，每個存儲器獨立編址、獨立訪問。與之對應的是系統中設置的兩條總線（程序總線和數據總線），使數據吞吐量大大提高。13．嵌入式硬件系統包括那些部分，與一般的計算機處理系統有什么區別？包括：嵌入式處理器、存儲器、總線、通信接口、輸入輸出設備、電源及輔助設備。區別：相比一般的計算機處理系統，集成度高、非原則化、接口非常復雜。14．總線的定義及重要參數，舉至少三個總線例子。定義：總線是把處理器與存儲器、I/O設備相連接的信息通道，是數據、地址和控制信息的公共通路，總線并不僅僅指的是一束信號線，而應包括對應的通信協議。重要參數：帶寬、位寬、工作時鐘頻率?？偩€例子：系統總線：PCI-express；外部總線：I2C；現場總線：CAN；嵌入式系統總線：AMBA、Avalon、CoreConnect等。15．按編程工藝分FPGA分為哪幾類，簡要闡明其各自特點？熔絲或反熔絲編程器件體積小，集成度高，速度高，易加密，抗干擾，耐高溫只能一次編程，在設計初期階段不靈活SRAM可反復編程，實現系統功能的動態重構每次上電需重新下載，實際應用時需外掛EEPROM用于保留程序EEPROM可反復編程不用每次上電重新下載，但相對速度慢，功耗較大16．IP資源復用的定義，IPCore的分類定義：?IP資源復用(IPReuse)是指在集成電路設計過程中，通過繼承、共享或購置所需的部分或所有智力產權內核(IPCore)，進行設計、綜合和驗證，從而加速流片設計過程的設計措施?IPCore是一種商品，是可編程邏輯器件設計工程師價值體現的重要途徑分類：按形式分為：軟核、固核、硬核按用途分為：?微處理器IPCore?處理器外設IPCore?DSP算法IPCore?通信控制器IPCore?圖像處理IPCore17．常見的通信接口有哪些？他們的重要特點是什么？至少舉3個接口為例進行描述。串口常用于嵌入式系統使用上位機實現系統的調試，及現場數據的采集和控制。?RS-232––傳播速率低、傳播距離近、抗共模干擾能力差––RC232C的最高傳播速率為20kb/s,最大傳播線長為30米?RS-485––高抗共模干擾驅動能力，并且提供多點應用，同一線上最多可接32個驅動器和接受器––最大傳播速率10Mb/s(12m)，最大傳播距離為1200m（10kb/s）USB（2.0）––480Mb/s高速串行總線––即插即用––最多可支持127個外部設備––主機供電?小功率設備主機可以直接供電?大功率設備仍然需要外部供電IEEE-1394b（FireWire）多用于MPU與多媒體設備連接接口?800Mbps，高速串行總線?傳播距離可達100米?支持63個設備?熱插拔，即插即用18．為何在FPGA中嵌入處理器？?FPGA合用于邏輯控制、接口控制、規則數據處理，設計具有復雜算法和邏輯控制系統時，需要結合使用嵌入式處理器?對系統集成度規定較高，將處理器嵌入FPGA能最大程度地提高系統集成度，減少系統設計復雜度，加緊上市時間。?對需求變化提供較大的靈活性，在FPGA中嵌入處理器較為合適。FPGA與芯片處理器的結合的長處是不必重做一塊新PCB或采用新的處理器就可以對軟、硬件進行調試，對變更進行測試。19．FPGA與CPLD的長處?伴隨VLSI工藝的不停提高，單一芯片內部可以容納上百萬個晶體管，FPGA／CPLD芯片的規模也越來越大，其單片邏輯門數已到達上百萬門，可以替代多至幾仟塊通用IC芯片,它所能實現的功能也越來越強，同步也可以實現系統集成。?FPGA／CPLD芯片在出廠之前都做過百分之百的測試，不需要設計人員承擔投片風險和費用，設計人員只需在自已的試驗室裏就可以通過有關的軟硬件環境來完畢芯片的最終功能設計。因此，FPGA／CPLD的資金投入小，節省了許多潛在的花費。?顧客可以反復地編程、擦除、使用或者在外圍電路不動的狀況下用不一樣軟件就可實現不一樣的功能。因此，用FPGA／CPLD試制樣片，能以最快的速度占領市場。?具有完善先進的開發工具–提供語言、圖形等設計措施，拾分靈活–通過仿真工具來驗證設計的對的性?靈活地定義管腳功能，減輕設計工作量，縮短系統開發時間?保密性好Verilog硬件描述語言的語法和使用措施PPT都需掌握，題型編程（尤其關注PPT上的例子）。FPGA設計的一般流程？每一步的功能？FPGA配置的三種方式分別是什么？配置的三個階段是什么？方式：1.FPGA積極串行(AS)方式2.JTAG方式3.FPGA被動(Passive)方式階段：復位、配置、初始化Quartus環境下生成的用于直接配置FPGA和配置芯片（EPCS）的文獻分別是什么？直接配置FPGA：.sof配置PROM：.pof構成SOPC的三種方案是什么？基于FPGA嵌入IP硬核的SOPC系統基于FPGA嵌入IP軟核的SOPC系統基于HardCopy技術的SOPC系統NiosII處理器系列包括哪三種內核？各自特點？NiosII/f(迅速)：性能最高，但占用的邏輯資源最多。NiosII/e(經濟)：占用的邏輯資源至少，但性能最低。NiosII/s(原則)：平衡的性能和尺寸。NiosII處理器包括哪些寄存器？各自的功能？有哪三種運行模式？有32個通用寄存器和6個控制寄存器。運行模式：顧客模式(UserMode)；超級顧客模式(SupervisorMode)；調試模式(DebugMode)。NiosII處理器包括哪些異常？異常鑒別優先級是什么？硬件中斷軟件異常：?軟件陷阱異常?未定義指令異常?其他異常NiosII處理器采用的總線是什么？Avalon互換式總線列舉至少三個NiosII處理器常用的外圍設備(Peripherals)內核。SystemIDPIO