嵌入式系统知识复习：ARM与操作系统要点

"嵌入式系统复习题" 嵌入式系统是计算机科学中的一个重要领域，主要涉及在各种设备中集成微处理器的专用计算机系统。这些系统通常被设计用于特定任务，如控制工业设备、汽车电子系统、医疗设备、消费电子产品等。本复习题涵盖了嵌入式系统的多个核心知识点。 1. 嵌入式系统的基本构架通常由处理器、存储器、输入/输出设备和软件组成。软件部分分为操作系统相关和应用程序两大部分。 2. 根据微处理器类型，嵌入式系统可以分为嵌入式微控制器、嵌入式微处理器、嵌入式多处理器系统和片上系统(SoC)。 3. 操作系统作为硬件和应用程序之间的桥梁，其基本功能包括进程调度、进程间通信、内存管理以及I/O资源管理。 4. 嵌入式操作系统按照实时性可分为实时操作系统和分时操作系统，实时系统又细分为硬实时和软实时两类。 5. 内核是操作系统的核心，负责任务管理和调度，确保任务间的同步与通信，并提供诸如内存分配等基本服务。 6. 嵌入式开发通常采用交叉编译的方式，其中宿主机是运行开发者工具的平台，目标主机则是运行嵌入式软件的硬件平台。 7. 哈佛架构将数据和指令存储空间分开，而ARM7TDMI采用冯·诺依曼架构，其数据和指令共享同一地址空间。 8. ARM7TDMI具有3级流水线结构，而ARM920TDMI则具有5级流水线，以提高处理效率。 9. DOS操作系统属于单任务顺序执行系统，Unix是多用户多任务操作系统，VxWorks是专为实时应用设计的操作系统。 10. 在ARM7TDMI中，T代表支持16位Thumb指令集，D表示数据预取(Data Pre-fetch)，M表示内置乘法器，I表示支持调试功能。 11. Makefile在Linux开发环境中定义了编译链接源文件的规则，生成可执行文件，并管理源文件间的依赖关系。 12. Bootloader程序通常用汇编语言和C语言编写，以实现启动系统的初始化功能。 13. 操作系统的基本功能还包括文件管理和作业管理。 14. 使用P、V操作管理临界区时，进入临界区前需执行P(请求)操作，退出时执行V(释放)操作，以保证并发执行的安全。 选择题部分： 1. (D) 大量的存储空间并不是处理器正常工作的必要条件，但对系统性能有一定影响。 2. (D) Linux 因其开源、可裁剪和良好的移植性，最适合嵌入式设备。 3. (A) ADS 不是ARM微处理器的寄存器，而是开发工具的名称。 4. (A) 在ARM状态，实际上有16个通用寄存器可用，加上R15作为程序计数器(PC)，共17个。 以上内容详述了嵌入式系统的基础架构、操作系统特性、处理器架构、内核功能、开发方法以及操作系统和处理器的相关知识，是理解嵌入式系统设计与实现的关键要点。