嵌入式系统开发（李宥谋）第一章课后题答案

（本人自己总结，如有什么错漏还望谅解，敬请斧正）

第一章 嵌入式系统概述

1、 定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软、硬件可裁剪的，适用于系统对功能、可靠性、体积、功能、功耗成本具有严格要求的计算机系统，他一般由嵌入式微处理器。外围硬件设备，嵌入式操作系统和用户应用程序组成。用于实现对其他设备的控制，监视、处理的功能。

特点：技术先进，系统内核小，专用性强，系统精简，实时性高，软件开发标准化，不具备二次开发的能力

2、 嵌入式系统可以分为几层，每一层完成哪些功能？

I/O 接口，组成嵌入式系统的基础，实现逻辑运算和算术运算；

中间层：相关底层硬件的备至和初始化，设备驱动程序

软件层：主要由 RTOS ，文件系统，图形用户接口，网络系统和通用组件模块组成，是软件开发的基础；

功能层：完成被控制对象的控制功能。

3 嵌入式操作系统中硬件抽象层有什么特点？

硬件抽象层又称为中间层，是介于硬件层和软件层之间的，它将硬件层和软件层分开。具有硬件相关性和操作系统相关性。

5、 嵌入式处理器分为哪几类？他们有何特点？

嵌入式微处理器，嵌入式微控制器，嵌入式 DSP 处理器，嵌入式片上系统

嵌入式微处理器：处理能力强，具有较高的性能，价格相应较高

嵌入式微控制器：单片化，体积小，功耗小，成本低，可靠性提高，价格低廉，功能优良，品种数量多；

嵌入式 DSP 处理器：专用于信号处理，在系统结构和指令算法方面有特殊设计，具有较高的编程效率和指令执行速度。

嵌入式片上系统：实现软硬件的无缝结合，具有较高的综合性，绝大部分系统构件在系统内部，系统简介，减少了系统的体积和功耗，提高了系统的设计效率和可靠性。

7 、举例说明嵌入式处理器的性能指标，并分析对嵌入式系统的影响。

性能指标主要有主频，处理器字长，数据通路速度，运算速度，高速缓存和处理器的系统架构。

主频：执行每条指令的时钟周期数一定，主频越高，单位时间内执行的执行的指令越多；

处理器字长：处理器内部数据运算的基本位数，反应的是计算精度，以及单次处理数据的总长度；

数据通路速度：读取指令数据传输计算数据的速度越高，处理器性能越好。

运算速度：用 MIPS （每秒执行多少百万条指令）表示，

MIPS

越大，说明速度越快；

高速缓存：突破主存访问速度的瓶颈，提高处理器的综合性能；

处理器系统架构：例如 CPU 的结构，是采用

CISC

结构是

RISC

结构，是采用流水线技术还是超标量技术，多数据流结构，以及各部分之间的数据传输速度都直接决定处理器的性能表现。

9、 试分析实时操作系统中可抢占型和不可抢占型有何区别？举例说明。

实时操作系统可分为可抢占型和不可抢占性两类，对于基于优先级的系统而言，可抢占型的实时操作系统是指内核可以抢占正在执行的任务的 CPU 的使用权，并将使用权交给进入就绪态的优先级更高的任务。不可抢占型实时操作系统使用某种算法以决定让某个任务运行后，就把

CPU

的控制权完全交给该任务，直到它主动的让出

CPU

的使用权。

举例：抢占型实时操作系统 μ C/OS

，不可抢占型实时操作系统：

Linux

10、 简述嵌入式系统的开发过程。

嵌入式系统的开发过程可以分为需求分析、体系结构设计、软件设计、硬件设计、系统集成和系统优化与测试 6 个阶段。

自下而上和自上而下的设计流程

12 、试分析嵌入式系统测试中的纯软件测试过程，举例说明实现方法。

纯软件测试纯软件测试过程是指用工具采用软件打点技术，在被测试代码中加入一些函数买这些函数用来完成数据的生成，并将数据送往目标机系统的共享内存中，同时，在目标机系统中运行一个预处理任务。用于完成这些数据的预处理，然后将处理过的数据通过目标机的串口，网口或者是 USB 口送往宿主机测试平台。

举例：可以在程序中间插入函数，读出，当前素有寄存器的内容，发送至目标机系统，测试者可以根据者协会数据了解系统执行情况。