题目
阅读以下关于嵌入式操作系统软件编码优化的技术说明,根据要求回答问题1至问题5。
【说明】
由于嵌入式系统对实时性的要求较高,因此一般要求对代码的性能进行优化,使代码的执行速度越快越好。图6-22给出了两个算术运算的程序段(a)、(b)。
在嵌入式系统设计过程中,给定一份软件设计规格说明书后,下一步的工作就是编写代码。通常编码工作包含哪些步骤?
第1题
阅读以下关于嵌入式实时操作系统软件的选型分析方面的叙述,回答问题1至问题3。
某研究所承担了一项宇航嵌入式系统的研制任务,本项任务技术难度大、可靠性要求高、进度要求紧,预计软件规模约在一万行以上。而该所原先承担的相关项目均是用汇编语言编写的(软件规模较小,一般是几百行)。项目主管工程师将软件开发的论证工作分别布置给了王工和李工,要求他们根据本项目的技术要求,在一周内分别提出软件的实施方案。
(1)该宇航嵌入式系统由数据处理机、信号处理机以及数据采集模块组成。信号处理机主要通过数据采集模块将大量不同时间周期的外部数据采集进来,进行预处理(如 FFT变换)后提交给数据处理机;数据处理机根据功能要求完成各种计算处理工作,并将结果输出。为了达到数据处理机和信号处理机的标准化,这两类处理机均采用同种处理机的体系结构(如PowerPC7410)。整个系统工作的最大周期为1s,最小周期为5ms。数据处理机上任务分布如下表所示。
(2)一周后,王工和李工提交了各自的实施方案,其共同之处在于两者均提出采用操作系统及相应的软件开发环境。但是,王工和李工在选择什么样的操作系统及开发环境方面出现了较大的分歧。王工的实施方案提出,为了满足本项目的技术要求,并有利于本所软件的长期发展,应选用具有硬实时处理能力的嵌入式实时操作系统及开发环境 (例如VxWorks等):而李工的实施方案指出,操作系统主要完成对计算机资源的管理与分配工作,考虑到人们对操作系统及软件开发工具的熟悉程度,本项目应选用具有大众化的、软件开发人员容易上手的嵌入式操作系统(例如WindowsCE、Linux等)。
(3)在两人争执不下的情况下,项目主管工程师组织了相关专家对王工和李工提交的实施方案进行了评审。最后,专家组一致认为王工的方案切实可行,操作系统的选型论证充分、客观,可以作为本所未来几年中相关项目的软件开发的基本环境。同时专家组还就具体实施选择嵌入式实时操作系统及开发环境产品时应着重考虑的相关问题提出了几点建议。
为什么专家组一致认为王工的实施方案切实可行?请用200字以内文字简要说明。
第2题
A.嵌入式系统软件不会有图形用户界面
B.嵌入式系统软件和通用计算机系统软件都必须包含操作系统和应用软件
C.嵌入式系统软件以提高系统使用的方便程度和快捷程度为目的,力求完善
D.嵌入式系统应用软件往往内部结构精简化、代码轻量化、占用存储资源少
第3题
阅读以下关于工业控制系统软件方面的叙述,在回答问题1至问题4。
某公司新近签订了一份控制系统软件的研制合同。合同技术要求如下:
(1)本控制系统的软件运行平台拟采用嵌入式实时操作系统,控制系统的工作周期为10ms,要求控制软件能够精确地按事先预定的时间顺序完成数据的采集、处理和输出。
(2)为了提高整个系统的可靠性,控制系统采用容错处理,即用两个相对独立的计算机承担相同的工作,通过交叉对比,实现控制的双余度管理;当任何一台计算机出现故障时,系统可以进行单余度控制。系统结构如图4-1所示。
(3)在10ms工作周期内的时间分配如表4-1所示。
公司总工程师将本项任务交付给项目主管李工程师实施,要求李工按双方合同要求完成本项目的策划、需求分析和方案设计工作,重点强调系统的可靠性要求,并特别提示:目前比较流行的嵌入式操作系统普遍采用可抢占式优先级调度策略,不能满足用户关于“能够精确地按事先预定的时间顺序完成数据的采集、处理和输出”的要求。
李工接到任务后,认为本项目比较简单,很快就安排3名技术人员分别负责数据采集/输出模块、数据处理模块和比较监控模块的编写。总工程师听到汇报后,认为李工的方案和安排不妥,理由是李工忽视了系统的可靠性要求,对系统需求的理解不够深入。为实现系统关于可靠性方面的需求:
(1)你认为在组织结构、人员分工、设计开发等方面应做出哪些安排和规定?
(2)请写出关于余度表决算法的考虑。
第4题
A.具有分区级,进程级两级调度功能
B.应用软件和操作系统软件处于同一特权态和同一地址空间
C.具有健康监控功能,阻止故障蔓延
D.具有时间分区和空间分区
第5题
阅读以下关于某嵌入式处理器和存储器方面的说明,回答问题1至问题3,将答案
填入答题纸的对应栏内。
【说明】
在某嵌入式系统设计中,需要使用嵌入式主处理器对外围模拟视频信号进行采集、
编码、存储和网络传输。图2-1为李工设计的该嵌入式系统的原理框图:采用两片
TVP5146芯片进行两路模拟视频数据采集,在该处理器外围采用MAX3232芯片进行串
口扩展,以方便系统调试,同时在该原理图中还设计了相应的Flash存储器接口,DDR
存储器,网络及电源等电路。
在该电路设计中,视频采集芯片TVP5146需要主处理器通过I2C接口进行采集模式、
亮度、对比度、增益等参数的调节,但是三处理器只有一个12C接口,因此需要将两个
TVP5146挂载的同一个I2C总线上,如图1-2所示。TVP5146的I2C芯片地址选择如表
2.1所示,当进行I2C读时,I2C地址的最低位是1,当进行写操作时,I2C地址最低位是
0,AO由外围电路的高低电平决定,高电32为1,低电平为0。
【问题1】 (6分,答案用十六进制表示,比如O(AA)
根据图2-2及表2.1所示,对图2-2中的TVP5146(1)和TVP5146(2)两个芯片分别进
行I2C读写操作时,其对应的地址依次是:
TVP5146(1)读操作时的I2C地址: (1)
TVP5146(1)写操作时的12C地址: (2)
TVP5146(2)读操作时的I2C地址: (3)
TVP5146(2)写操作时的I2C地址: (4)
【问题2】(3分,答案用十六进制表示,比如(xAA)
在图2-2原理图设计中,主处理器的串口控制器的时钟为27M,在进行串口调试时,
李工需要将串口配置为9600bps的波特率,需要对串口控制器的DLL (Divisor Latches
Low寄存器)和DLH(Divisor Latches High寄存器)进行配置,DLL和DLH的寄存器分
别如图2-3和图2-4所示。
‘ 根据以上信息. DLL和DLH寄存器应该分别被配置为:
DLL: (l)
, DLH: (2)
【问题3) (6分,答案用十六进制表示,比如OxAA)
在李工对TVP5146进行配置时,需要编写I2C的读写函数,在进行I2C的读写操作
时,需要对I2C的控制寄存器、数据寄存器以及状态寄存器进行配置和查询。具体的写
操作流程为:先配置控制寄存器为写模式,再检查状态寄存器,如果准备就绪,则向数
据寄存器写数据,写完之后进行状态寄存器查询状态,根据状态退出写操作。具体的读
操作流程为:先配置控制寄存器为读模式,再检查状态寄存器,如果准备就绪,则从数
据寄存器中读出,然后退出。李工所选用的处理器对应的I2C控制寄存器、数据寄存器、
状态寄存器各自的定义如表2.2、表2.3和表2.4所示。
请将空(1)---(4)处空缺的代码补充完整
第6题
以下关于嵌入式系统的组成说法错误的是(26)。
A.在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路,就构成了一个嵌入式核心控制模块,其中嵌入式操作系统和应用程序都可以固化在 RAM中
B.Cache位于主存和嵌入式微处理器内核之间,用于减小主存或辅助存储器对微处理器内核造成的存储器访问瓶颈,使处理速度更快,实时性更强
C.板级支持包(BSP)位于嵌入式系统硬件层和系统软件层之间,也称为硬件抽象层(HAL),它将系统上层软件与底层硬件分离开来,使系统的底层驱动程序与硬件无关
D.系统软件层位于嵌入式中间层和应用软件层之间,由RTOS;文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块等组成。
第7题
关于ARM嵌入式处理器的工作状态,以下说法错误的是()。
A.ARM状态仅支持32位指令编码
B.Thumb状态仅支持16位指令编码
C.Thumb-2状态仅支持32位指令编码
D.ARM状态和Thumb状态是可以相互切换的
第10题
阅读以下关于嵌入式系统技术的说明,根据要求回答问题1至问题3。
[说明]
某水电站根据安全监控的需要决定采用嵌入式工控微机进行实时多任务安全监测。该系统有32路模拟量输入、96路开关量、16路脉冲量输入和水位落差量输入,产生显示信息、报警信号、监测报表和水位传感器控制信号等输出。该水电站安全监测系统具有以下几个特点:
(1)对各种模拟量、开关量、脉冲量、水位落差量等数据量的监测,事实上只是周期性地重复执行相应的各个任务模块。
(2)监视的对象比较固定,系统硬件的规模相对固定不变。
(3)尽可能允许把所有软件都固化在EPROM中。
(4)人机交互作用的内容固定,即由操作人员通过键盘去调用此系统中所存入的相应应用程序,不会去修改应用程序。
基于以上安全监测系统的特点,该水电站技术研发部门准备选用现有的工业控制机系统及现成的各种模板等硬件,由本部门的开发人员自行开发软件。所开发的软件主要包括:
(1)应用程序,即按各类输入/输出量的采集、处理、显示、报警和制表等功能分别作为若干任务块,由这些任务组成应用程序。
(2)多任务嵌入式实时操作系统,用来协调各任务的资源分配与管理,管理任务之间的联系与多任务操作。
根据以上安全监测系统的特点,技术研发人员郭工程师提出了一个自行编制简化“多任务嵌入式实时操作系统”的方案,以适应于协调管理硬件资源和监测对象的实际需求,其中只保留了标准的多任务实时操作系统的核心功能,例如CPU管理、中断管理和外设管理等。请在200字以内简要说明郭工程师提出的简化的“多任务嵌入式实时操作系统”可能具有哪些优点。
为了保护您的账号安全,请在“赏学吧”公众号进行验证,点击“官网服务”-“账号验证”后输入验证码“”完成验证,验证成功后方可继续查看答案!