浙大嵌入式系统作业全.docx
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浙大嵌入式系统作业全.docx
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浙大嵌入式系统作业全
作业一
1.Linux内核稳定、功能强大并且可以裁减,因为非常适合嵌入式应用。
√
2.Linux内核的中断服务程序运行于与所有进程都无关的中断上下文中。
√
3.Linux遵循POSIX标准,意味着绝大多数UNIX应用程序不需要任何改动就可以在Linux系统上编译且运行。
√
4.Linux内核支持可以裁减的功能,因此它属于微内核架构。
×
5.Linux在fork()时采用了写时拷贝(简称COW)技术,允许父进程和子进程同时共享相同的物理页面。
√
6.任何一个Linux应用程序都需要调用exit()函数。
√
7.当前的Linux调度算法非常高效,但是查找当前最高优先级的可运行程序时,开销会随着可运行程序的多少而变化。
×
8.Linux的系统调用是作为C库的一部分提供的。
√
9.为了对硬件做出迅速的响应并完成对时间严格的操作,中断处理下半部必须在关中断状态下执行。
×
10.Linux的内存管理采用了分页的机制,因此即使是内核本身也全部是分页的。
×
11.通过文件名存取文件时,文件系统内部的操作过程是通过(B)C
A.文件在目录中查找文件数据存取位置。
B.文件名直接找到文件的数据,进行存取操作。
C.文件名在目录中查找对应的i节点,通过i节点存取文件数据。
D.文件名在中查找对应的超级块,在超级块查找对应i节点,通过i节点存取文件数据。
12.Linux实现的虚拟文件系统(VFS)有几个主要类型的结构体对象,以下选项中,不属于VFS结构体对象的是(D)
A.超级块(superblock)对象
B.目录项(inode)对象
C.文件(file)对象
D.数据(date)对象
13.关于Linux的内存管理方式中,叙述正确的是(A)
A.在32位x86上,当内存容量超过896M时,必须采用区(zone)的概念
B.为了能够执行磁盘的DMA操作,任有架构上必须有ZONE_DMA这个区
C.slab分配器作为通用数据结构缓存层的角色,不会产生内存碎片
D.内核具有超级权限,在内核栈中可以比用户栈中分配更多的空间
14.Linux的内核同步方法中哪种可用于休眠(B)C
A.原子操作方法
B.自旋锁与读-写自旋锁
C.信号量与读-写信号量
D.屏障
15.关于Linux的系统调用使用情况,最恰当的是(B)
A.由于系统调用号数目有限,那些不再使用的调用号需要回收利用
B.系统调用函数的参数必须通过寄存器传送
C.Linux的所有系统调用都有一个明确的用途
D.自定义系统调用可以不修改内核
16.Linux的进程管理中,正确的是(A)B
A.Linux中,进程和程序是一个概念
B.Linux中,进程和线程是一个概念
C.进程描述结构是task_struct,其空间由slab分配器分配。
D.x86结构中有一个寄存器存储了task_struct的地址,用于快速定位
17.关于Linux的调度机制中,不恰当的是(A)D
A.Linux提供了基于动态优先级的调度机制
B.调度程序对优先级高的进程默认分配更长的时间片
C.当调度程序查找可执行程序时,查找时间不会因为系统任务繁重而变慢
D.当need_resched被设置时,系统就立刻调用schedule()进行调度
18.不属于Linux在处理器上的上下文执行环境的是(D)
A.运行于内核空间的进程上下文,代表请求服务的进程被执行
B.运行于内核空间的进程上下文,处理当前响应的中断
C.运行于用户空间,执行用户进程
D.运行于用户空间,处理当前响应的中断
19.对Linux内核的理解,一定正确的是(D)C
A.Linux的效率非常高,因此经常被用在有硬实时需求的环境中
B.在用Linux作为系统的嵌入式环境中,一定要使用ARM的处理器
C.Linux可以运行在没有内存管理单元(MMU)的架构上
D.Linux的内核抢占是所有嵌入式应用中必须的
20.关于Linux内核的编译,错误的是(A)C
A.不必在相同的架构上编译,也就是可以交叉编译
B.内核编译可以不提供动态加载模块的功能
C.模块的编译必须在编译内核时进行
D.Linux内核的编译只能使用gcc才能完成
21.请简述用户自定义一个Linux系统调用的步骤过程。
答:
如果用户在Linux中添加新的系统调用,应该遵循几个步骤才能添加成功。
(1)添加源代码
(2)连接新的系统调用
(3)重建新的Linux内核
(4)用新的内核启动系统
22.简述Linux的slab分配器作用和原理
答:
slab分配器的作用
slab分配器源于Solaris2.4的分配算法,工作于物理内存页框分配器之上,管理特定大小对象的缓存,进行快速而高效的内存分配。
slab分配器为每种使用的内核对象建立单独的缓冲区。
Linux内核已经采用了伙伴系统(BuddySystem)管理物理内存页框,因此slab分配器直接工作于伙伴系统之上。
每种缓冲区由多个slab组成,每个slab就是一组连续的物理内存页框,被划分成了固定数目的对象。
为了充分利用硬件高速缓存,slab分配器允许对象在一级硬件高速缓存中对齐(创建缓冲区时,设置SLAB_HWCACHE_ALIGN标志);同时使用着色(color)策略,使得同一缓冲区内不同slab中相同编号的对象的地址相互错开,避免它们被放入同一物理高速缓存行而造成频繁换入/换出的性能损失。
为了支持多处理器同时分配对象,缓冲区为每个处理器维护一个本地缓存。
处理器直接从本地缓存中分配对象,从而避免了锁的使用;当本地缓存为空时,从slab中批量分配对象到本地缓存。
slab分配器的原理:
slab分配器分配的各种内存块被看作不同类型的对象,采用对象复用技术可以对对象进行如下操作:
①.分配内存;②.构造对象;③.使用对象;④.析构对象;⑤.释放对象.有时系统会频繁地分配和释放对象,从而使对象构造和析构的开销很大,slab分配器采用基于对象缓存技术,可以大大优化这方面的性能.。
slab分配器的结构:
slab分配器主要有三层数据结构:
对象缓存,slab对象.
对象缓存slab分配器给每一种对象分配一个缓存,同时提供一组2次幂常用缓存给不需要私有对象缓存的用户.
Cache_cache缓存负责分配管理缓存的结构kmem_cache_s,再由kmem_cache_s以链表结构引出空闲对象.
slab分配器是一种快速,安全,高效,对硬件支持较好的分配器,预计在未来的Linux版本中还将使用slab分配器并对其做出改进
《嵌入式系统》作业二
1.嵌入式系统由上到下主要分为3个层次:
应用软件层,系统软件层,硬件层。
×
2.嵌入式系统的软硬件是独立设计的。
×
3.嵌入式系统设计需要建立交叉开发环境。
√
4.通用系统程序开发不需要建立和使用交叉编译环境√
5.对于C++代码,gcc命令只能编译其源文件,而不能自动和C++程序使用的库链接。
√
6.嵌入式系统可以没有操作系统√
7.JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起形成一个JTAG链,能实现对各个器件分别测试。
√
8.GDB调试器只支持本地调试应用程序×
9.KGDB程序是一个专门用于调试Linux内核的GDB调试桩√
10.片上调试器是存在重叠RAM。
×
11.(B)是针对不同的硬件模块、硬件模块与嵌入式处理器之间的连接关系对硬件位置的调整。
A硬件划分B硬件布局C硬件选择D软硬件协同
12.(C)是嵌入式系统设计者在选择处理器时不考虑的因素。
A处理性能B功耗C市场占有率D是否有成熟的评估板设计
13.交叉开发环境包括交叉编译环境和(A)。
A交叉链接器B交叉调试器C交叉编辑器D交叉生成器
14.嵌入式软件测试分黑盒测试和(A)。
A白盒测试B交叉测试C功能测试D需求测试
15.(B)不是JTAG接口的5条线之一
ATCKBTAPCTDIDTRST
16.(D)不是嵌入式硬件调试中使用的主流工具
A示波器B逻辑分析仪C在线仿真器D逻辑仿真器
17.ICE在线仿真器上有大量的RAM,(C)是主要的一种
ASRAMBDRAMC影子RAMDBlockRAM
18.嵌入式系统调试通常可以分为硬件级调试和(B)。
A软件级调试B源码级软件调试C在线仿真器调试D片上器调试
19.(A)是目前使用最广泛的一类调试手段
A断点B插桩C触发器D步进
20.(D)不是断点的4种状态之一
A有效B一次有效C禁止D一次禁止
21.嵌入式系统设计流程
1产品定义2硬件与软件部分划分3迭代与实现4详细的硬件与软件设计5硬件与软件的集成6系统测试与发布
22.嵌入式的软件调试方法有哪些?
插桩调试法,直接调试法,ROM仿真法,模拟器法
作业三一、判断题
1.ARM属于CISC体系架构。
×
2.除了用户模式外,ARM处理器的其它几种工作模式属于特权模式。
√
3.在任何模式下,ARM处理器都可以访问全部寄存器。
×
4.在ARM处理器中,快速中断(FIQ)的优先级高于外部中断(IRQ)。
√
5.使用立即寻址时,目标寄存器可以为立即数。
×
6.BLX指令可以将处理器切换到Thumb状态。
√
7.链接寄存器(LR)用于保存子程序的返回地址,它不能用作其他用途。
×
8.由于使用寄存器R0-R3来传递参数,所以调用子程序时,参数不能超过4个。
×
9.使用汇编编写ARM程序时,可直接为PC寄存器赋值。
√
10.ATPCS是ARM程序和Thumb程序中子程序调用的规则,它是一套强制规则。
×
11.下列哪项不是ARM处理器的特点。
B
A.小体积、低功耗
B.可以使用除加载/存储指令外的多种指令访问存储器
C.大多数数据操作在寄存器中完成,执行速度快
D.支持Thumb/ARM双指令集
12.当加法指令产生进位时,下列哪个条件标志位会发生变化:
A
A.CBTCIDF
13.下列哪个不属于ARM处理器的寻址方式:
D
A.立即寻址
B.寄存器寻址
C.寄存器间接寻址
D.链表寻址
14.下列哪条指令是块操作指令:
C
A.STMFDBPOPCLDMIADPUSH
15.下列哪条指令把寄存器R1、R2的值相加后存到R0中:
C
A.ANDR0,R1,R2
B.SUBR0,R1,R2
C.ADDR0,R1,R2
D.ANDR1,R2,R0
16.R0的中的值为0xFFF3,执行指令ANDR0,R0,#3后,R0的值为:
A
A.0x0003B0XffffC0xFFF0D0xFFF3
17.CPZSR寄存器中的Z条件码为0,当前的PC值为0xFF00,则执行BEQ0xAAA0后,PC值为:
C
A.0xAAA0B0xAAA4C0xFF04D0xFF00
18.下列哪条ARM汇编伪指令可用来定义符号:
A
A.GBLA
B.IF
C.MAP
D.WHILE
阅读下列程序,回答9~10题:
LDRR0,0x22
LDRR1,0x11
SUBR0,R0,R1
CMPR0,R1
19.执行这段程序后,R0的值为:
C
A.A0x22
B.B0x33
C.C0x11
D.D0
20.执行这段程序后,CPSR的下列哪个标志位将发生变化:
C
A.C
B.V
C.Z
D.以上都不对
三、简答题
21.请简述ARM处理器的堆栈寻址和块拷贝寻址模式,并比较它们的不同点。
堆栈寻址:
按先入先出的方式工作。
块拷贝寻址:
一种多寄存器传送指令,用于将一块数据从存储器的某一块位置拷贝到多个寄存器中或相反。
主要不同点:
两者存放数据的顺序相反。
22.函数strncpy的作用是将长度为n的数组s拷贝至d,
voidstrncpy(char*s,constchar*d,intn)
{
intc;
__asm
{
loop:
CMPn,#0
BEQout
LDRBc,[s],#1
STRBc,[d],#1
SUBn,n,#1
Bloop
out:
}
}
请将该函数补充完整。
作业四一、判断题
1.X86CPU有8位、16位、32位通用寄存器各8个,共能存储448位数据。
×
2.状态寄存器的SF标志位是进位标志。
×
3.超线程技术和多线程技术原理一样,只是同一种技术的不同叫法。
×
4.BIOS的唯一作用就是引导操作系统。
×
5.ROM能够永久或半永久地保存数据,ROM内的数据永远不会丢失。
×
6.SATA的数据传输速率不及PATA,因为SATA只有一根线在传输数据,而PATA在同一时刻有几根线在并行传输数据。
×
7.鼠标、键盘为低速输入设备,所以一定连接在南桥芯片上。
√
8.DDR和DDR2内存都在时钟的上升和下降沿读取内存数据。
√
9.当电脑的USB接口不够使用时,可以使用USBHUB来扩展USB接口。
√
10.X86中,不同指令的长度不一致。
√
11.下列处理器中,哪个是真正的双核处理器(D)
A奔腾3B奔腾4C奔腾4超线程处理器D奔腾D
12.下列中断中,哪一个中断与其他3个中断不属于同一个类型(D)
A鼠标按键B键盘按键C写字板写入D程序读取内存时缺页
13.下列设备中,哪个设备不是连接在北桥芯片上的(D)
ACPUB内存C显卡DUSB
14.下列哪个段寄存器指示程序的代码段(A)
A.CSBDSCSSDFS
15.MMX指令时一组多媒体扩展指令,能够加速图形命令,这组扩展指令是由哪个公司提出的(A)
A.IntelBAMDCNvidiaDATI
16.下列存储设备中,数据最不容易丢失的是(A)
A.EPROMBDRAMC内存DSDRAM
17.下列接口中,数据传输速率最高的是(C)
A.IDEBSATACSCSIDUSB
18.HyperThreading和SMT的区别在于(B)
A.多组寄存器B并行执行多个线程C共享执行单元D共享控制逻辑
19.下列哪个指令集不属于多媒体、3D图形加速的指令集(D)
A.MMXBSSEC3DNOWDAT
20.下列Intel处理器中,使用微指令的处理器为(D)
A.80386B80486CPentiumDPentium4
21.BIOS的作用和功能是什么?
作用:
BIOS硬件与软件程序之间的一个“连接器”或者说是接口,负责解决硬件的即时需求,并按软件对硬件的操作要求具体执行。
它为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制,计算机的原始操作都是依照固化在BIOS里的内容来完成的。
功能:
1自检及初始化2程序服务3设定中断
22.南桥和北桥的主要功能各是什么?
北桥连接高速数据传输设备。
北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数据在北桥内部传输,提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型(SDRAM,DDRSDRAM以及RDRAM等等)和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持,整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。
南桥连接低速数据传输设备。
南桥芯片负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等。
作业五一、判断题
1.根据电路是否具有存储功能,将逻辑电路划分为两种类型:
组合逻辑电路和时序逻辑电路。
√
2.所谓时序逻辑电路,是指电路任一时刻的输出仅与该时刻的输入有关。
×
3.触发器按时钟控制方式来分,有电位触发、边沿触发、主从触发等方式。
√
4.总线数据通信方式按照传输定时的方法可分为同步式和异步式两类。
√
5.在计算机系统中,有效功耗与电源电压成正比。
×
6.动态调整处理器的时钟频率和电压有助于降低系统功耗。
√
7.高速缓存(cache)相比内存容量更大,速度更快。
×
8.RS-232C是一种广泛应用于微机通信中的并行通信协议。
×
9.硬件描述语言(HDL)是一种用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式的计算机语言。
√
10.内建测试系统(BIST)是SoC片上系统的重要结构之一,JTAG测试接口是IC芯片测试方法的标准。
√
11.下列哪一个不是布尔代数的操作符D
A.ORB.ANDC.NOTD.YES
12.早期的可编程逻辑器件不包括下列哪一种D
A.PROMB.EPROMC.EEPROMD.FPGA
13.XC系列FPGA是下列哪个公司的产品A
A.XilinxB.AlteraC.IntelD.AMD
14.下列哪种不是低功耗的设计技术D
A.采用低功耗器件B.实现电源管理C.动态调压技术D.散热设计技术
15.下列哪个是计算机系统中存储速度最慢的存储设备D
A.CPU内部寄存器B.高速缓存(Cache)C.内存D.硬盘
16.下列哪种存储设备在掉电情况下会丢失数据A
A.内存B.FlashMemoryC.CF卡D.硬盘
17.下列那个单位用来表示信息的传输速率C
A.刷新率B.分辨率C.比特率D.占有率
18.下列哪一种不是计算机总线D
A.USBB.PCIC.VMED.EDA
19.下列哪一种不是硬件描述语言C
A.AHDLB.VHDLC.C++D.Verilog
20.下列哪种方法不能改善电路的可测试性C
A.将复杂的电路做成单独的模块B.采用电路技术,使测试矢量生成难度减少
C.改进可控性和可观察性D.添加自检查设备
21.描述总线性能的有哪些参数?
什么样的情况会导致总线冲突?
后果是什么?
采用什么样的技术来避免这种情况的发生?
描述总线性能的参数有总线带宽、总线宽度、总线的单元时钟频率和总线的负载能力
如果两个设备正好同时把数据放到总线上,就可能发生总线冲突
后果是可能会使设备失效
采用三态门
22.可编程门阵列由哪几部分组成?
各自的作用是什么?
1、可编程逻辑宏单元:
通过编程来实现用户所需的逻辑
2、可编程输入输出宏单元:
通过编程来实现所需的输入输出方式控制
3、互连资源:
内部互连
4、重构逻辑的程序存储器:
存储配置程序
作业六一、判断题
1.SoC拥有电子整机的完整功能。
√
2.SoC的部分功能需借助传统的PCB来实现。
×
3.三种IP核中对移植,改进的工作灵活性最差的是固核。
×
4.传统的ASIC设计方案是自下而上的(down-up)。
√
5.SoC结构发展的一个特点是:
用硬连接逻辑功能块替代定制的专用处理器。
×
6.VHDL语言与工艺有关。
×
7.VerilogHDL可以从算法级,门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模。
√
8.Verilog没有内置开关级原语。
×
9.VHDL的代码风格类似于C语言。
×
10.Leon系列处理器的cache不分离指令和数据。
×
11.以下哪些部件不一定包括在SoC当中(C)
A.微处理器B.模拟IP核C.存储器或片外存储控制接口D.FPGA
12.以下哪一个不属于IP核的分类(C.)
A.软核B.硬核C.模拟核D.固核
13.目前SoC的结构通常是(D)
A.片上网络B.总线C.硬连线D.共享存储器交互
14.致力于IP核质量衡量,提升IP核安全性和有关标准研发的组织不包括(D)
A.VSIAB.OCP-IPC.SPIRTD.VCID
15.SoC形成或产生的过程不包括以下哪个方面(C.)
A.单片集成系统的软硬件协同设计和验证,以实现系统功能为主要目的
B.逻辑面积计数的使用和产能占有比例的有效提高,即开发和研究IP核生成及复用技术
C.系统软件的建模与开发,即对IP核的配套
D.超深亚微米(VDSM),纳米集成电路的设计理论和计数,即与底层技术的结合
16.以下哪个不属于比较成熟的嵌入式处理器技术(C)。
A.RISCB.DSPC.CMPD.ASISP
17.VHDL的基本单元描述不包括(C)
A.实体B.构造体C.函数D.库
18.以下哪种方式不是Verilog对设计建模的方式(B.)
A.行为描述方式---用过程化结构建模B.接口描述方式---用模块化结构建模
C.数据流方式---使用连续赋值语句方式建模D.结构化方式---用门和模块实例语句描述建模
19.目前Leon系列处理器包括以下哪个型号(A)
A.Leon2B.Leon1C.Leon4D.Leon5
20.Leon系列处理器目前最多有几级流水(C.)
A.5B.6C.7D.8
三、简答题
21.简述SoC设计的三种方法
系统集成法部分集成法IP集成法p227
22.简述软硬件划分的原则
软硬件划分的基本原则是高速,低功耗由硬件实现;多品种、小批量由软件对应,处理器和专用硬件并用以提高处理速度和降低功耗。
P231
作业七一、判断题
1.嵌入式系统是用来控制、监视或辅助设备、机器和工程运行的装置。
√
2.嵌入式处理器可以是通用处理器(GPP),专用系统处理器(ASSP),FPGA核。
×
3.冯∙诺依曼结构与哈佛结构的不同之处在于前者将程序与数据存储在不同的存储空间,或者则相反。
×
4.指令集一般由数据传输指令,运算指令,逻辑指令和程序流控制指令组成。
(位传送或控制指令)×
5.吞吐量是指单位时间里执行的指令数量。
即p=1/∆T,∆T=max(∆t1,∆t2,…,∆tm)。
√
6.小端字节顺序存储法是把高字节数据存放到在低地址,低字节的数据存放到高地址处;而大端字节顺序存储法则相反。
×
7.MIPS体系由MIPS指令集体系ISA,MIPS特权资源体系PRA,MIPS特定应用扩展ASE,MIPS用户定义指令集UDI。
√
8.嵌入式微处理与微控制器(MCU)相比,具有单片化,体积大大减少,功耗和成本低,可靠性好。
×
9.DSP处理器由于本身的设计适合执行DSP算法,编译效率高,执行速度高,但是DSP的发展随着嵌入式系统智能化的发展,出现不适合运算量较大的情况。
×
10.嵌入式系统比较流行的操作系统有Linux,WindowsCE,VxWorks等。
√
11.嵌入式系统的发展可大概分为四个阶段,其中第三个阶段是(B)
A.单片机的嵌入式系统,结构和功能单一,用于工业控制领域。
B.实时操作系统的嵌入式系统的嵌入式系统阶段。
C.
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