2013年1月嵌入式系统A卷.doc

2013年1月嵌入式操作系统A卷

一、选择题（共10分，每小题1分）
1． 下面操作系统中，哪一个最适合工业实时控制的操作系统______。
A. VxWorks B. Linux C. ucos-2 D. WinCE
2. 下面的操作系统中，哪个操作系统的内核占用存储空间最小______。
A. WindowsX B. Linux C. ucos-2 D. WinCE
3. 下面的调试方法中，哪种方法不是嵌入式系统的调试方法的是______。
A. 模拟调试 B. 软件调试 C. BDM/JTAG调试 D. 单独调试
4. 在嵌入式ARM处理器中，中断方式优先级最高的是______。
A. Reset B. 数据中止 C. FIQ D. IRQ
5. 在实时操作系统中，两个任务并发执行，一个任务要等待另一个任务发来消息，或建立某个条件后才能向前执行，这种制约性合作关系被称为任务的______。
A. 同步　　　　B. 互斥　　　　C. 调度　　　　D. 异步
6. 下面的嵌入式操作系统中，哪个很少用在手机上______。 A. Symbian B. linux C. Win CE D. VxWorks
7、下面4个选项中，不属于嵌入式系统软件的是______。
A. 系统内核　 B. FPGA 编程软件　C. 驱动程序　D. 不同平台的中间件
8、以下方式不属于文件系统格式的是______。
A. FAT B. DOS C. NTFS D. txt
9、在将ucos-II操作系统移植到ARM处理器上时，不需要修改的文件是______。 A. OS_CORE.C B. include.h C. OS_CPU.H D. OSTaskInit
10、下面的函数中，哪个函数不属于时间或时间延时的函数___________。
A. OSTimeDly( ) B. OSTimeGet( )
C. OSIntNesting( ) D. OSTimeDlyHMSM( )

得分

二、填空题（共10分，每空1分）
11-13．uCOS-II的任务结构由3个部分构成：_________、_______、_______
14． ____________叫系统任务；
15．任务控制块中_________两个变量使任务能构成双向链表；
16-17．内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的___________，内核的基本服务是___________；
18.可剥夺型内核型的定义是_________；
19-20．为了实现不同层次的管理，系统提供了基于段或页的存储器访问方式。段由___________B 的存储器块构成；小页由___________B 的存储器块构成；

得分

三、判断题（共8分，每题1分，正确的打√，不正确的打×）
21．嵌入式系统开发环境和运行环境一致。（ ）
22．不需将软件引导到RAM中而是让其直接在NorFlash上运行，这种方式启动最快。（ ）
23．ARM采用的体系结构是冯.诺依曼结构。（ ）
24．嵌入式系统可以采用提供不同的时钟频率技术来降低功效。 （ ）
25．嵌入式系统是嵌入到对象体系内部的专用计算机系统。（ ）
26．ARM指令集和Thumb指令集均有切换处理器状态的指令，并可在两种工作状态之间切换，在开始执行代码时，应该处于ARM状态。（ ）
27．所有的电子设备都属于嵌入式设备。（ ）
28．CISC将被RISC所取代。（ ）
四、简答题（答案写在试卷背面，小题每小题5分，共50 分）
29．当异常出现后，ARM微处理器会执行的操作是什么。
30．简述嵌入式软件设计和调试流程。
31．什么是JTAG。
32．在基于ARM的嵌入式系统中， bootloader的作用是什么。
33．ARM处理器的七种模式是什么，并简述各自特点。
34．叙述在任务就绪表中，查找最高优先级的算法和过程，写出示意代码。
35．叙述已知任务A的优先级是prio，将其置为就绪态的算法和过程，写出示意代码。
36．已知任务B的优先级是prio1，已在就绪表中，将其脱离就绪态的算法和过程，写出示意代码。
37．如何在中断服务程序中激活一个任务？
38．uc/os-II任务转换图如图4.1所示，写出图中A、B、C、D、E各状态的名称。

得分

五、实验和程序分析题（答案写在试卷背面，共22分）
39．说明“ac_key”的作用（5分）
40．写出程序执行的过程（5分）
41．在程序执行的过程中，解释实验结果（4分）
42.写出标号处的说明文档（每空1分，共8分）

图4.1 uc/os-II任务转换图
#include “includes.h”
#define TASK_STK_SIZE 512
OS_STK MyTaskStk[TASK_STK_SIZE];
OS_STK YouTaskStk[TASK_STK_SIZE];
INT16S key;
INT8U y1=0,y2=0;
BOOLEAN ac_key;
char *s=”原始数据”;
void MyTask(void *data);
void YouTask(void *data);
void main(void)
{ OSInit();
ac_key=1; //（1）
PC_DOSSaveReturn(); //（2）
PC_VectSet(uCOS,OSCtxSw); //（3）
OSTaskCreate(MyTask,
(void*)0, & MyTaskStk[TASK_STK_SIZE -1], 0);
OSStart();
}

void MyTask(void *pdata)
{
INT8U err;
pdata= pdata;
OS_ENTER_CRITICAL(); //（4）
PC_VectSet(0x08, OSTickISR);
PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC);
OS_EXIT_CRITICAL();
OSStatInit(); //（6）
OSTaskCreate(YouTask,(void*)0,&YouTaskStk[TASK_STK_SIZE-1],2); //（5） for( ; ; )
{
if(ac_key)
{
ac_key=FALSE;
s=”MyTask访问共享数据s”
PC_DispStr(5,++y1,s,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE); ac_key=TRUE;
}
OSTimeDly(20); //（7）
}
}

void YoyTask(void *pdata)
{
INT8U err;
pdata= pdata;
for(;;)
{
if(ac_key)
{
ac_key=FALSE; //（8）
s=”YouTask访问共享数据s”
PC_DispStr(28,++y2, s, DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);
OSTimeSet(0);
while(OSTime<500)
{
PC_DispStr(55,y2, s, DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);
}
ac_key=TRUE;
}
OSTimeDly(10);
}
}

答案部分

一、单项选择题（每小题1分，共10分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
D
A
A
D
B
B
C
D
二、填空题（每空1分，共10分）
11． 任务程序代码、任务堆栈、任务控制块
12． 程序实体
13．OSTCBNext 、OSTCBPrev
14． ___大端格式__， __小端格式_
15．___通信__， __任务调度__
16． 总是运行优先级高的那个任务
17-18．_____信号量 、邮箱（消息邮箱） 和 消息队列____
19-20． 1MB， 4KB
三、判断题（正确的打√，不正确的打×，每题1分，共8分）
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
答案
X
X
X
√
√
√
X
X
四、简答题（31-36小题每小题5分，37小题10分，共 40 分）
29．答：（1）将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。
（2）将CPSR复制到相应的SPSR中。
（3）根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。
（4）强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。
30．答：（1）编辑：创建工程；添加文件、编写程序；汇编语言加C语言
（2）编译：配置编译、汇编和连接参数；编写连接脚本文件；编译
（3）调试：连接调试器；下载程序；运行、调试
（4）固化：通过仿真器烧写flash；专用或通用的编程器；通过bootloader烧写flash
31．答：JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试。通过JTAG接口，可对芯片内部的所有部件进行访问，因而是开发调试嵌入式系统的一种简洁高效的手段。目前JTAG接口的连接有两种标准，即14针接口和20针接口。
32．答：BootLoader是系统加电后运行的第一段软件代码。简单地说，BootLoader就是在操作系统内核或用户应用程序运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图(有的CPU没有内存映射功能如S3C44B0)，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核或用户应用程序准备好正确的环境。从操作系统的角度看，BootLoader的总目标就是正确地调用内核来执行。
33．答：usr：ARM处理器正常的程序执行状态；fiq：用于高速数据传输或通道处理；irq：用于通用的中断处理；svc：操作系统使用的保护模式；abt：用于虚拟存储及存储保护；und：当出现未定义指令终止时进入该模式；sys：运行具有特权的操作系统任务
34．设Prio=00D5 D4 D3 D2 D1 D0
y=UnMapTbl[OSRdyGrp]
x= UnMapTbl[OSRdyTbl[y]]
OSProHighRdy=(y<<3)+x
或：y=UnMapTbl[OSRdyGrp]
OSProHighRdy=(INT8U)((y<<3)+UnMapTbl[OSRdyTbl[y]])
35．设Prio=00D5 D4 D3 D2 D1 D0
OSRdyGrp中的第y位（D5 D4 D3位）‘或’1（不管原来是1或0，该位置1）；第y组即元素OSRdyTbl[y]（第y行）的第x位（D2 D1 D0位）置即1；首先使OSRdyGrp中的第y位置1：OSRdyGrp|=OSMapTbl[Prio>>3];
OSRdyTbl[Prio>>3] |=OSMapTbl[Prio&0x07];
36．设Prio=00D5 D4 D3 D2 D1 D0
第y组即元素OSRdyTbl[y]（第y行）的第x位（D2 D1 D0位）清0，如果这时第y组即OSRdyTbl[y]中无就绪任务则OSRdyGrp中的第y位清零；否则，第y组即OSRdyTbl[y]中还有就绪任务，则OSRdyGrp中的第y位不清零。
If((OSRdyTbl[Prio>>3]&=～OSMapTbl[Prio&0x07])= =0)
OSRdyGrp&=～OSMapTbl[Prio>>3]);
37．在中断服务程序中只是通过向任务发消息的方法去激活这个任务。
38．答：A、睡眠态；B、就绪态；C、运行态；D、中断服务态；E、等待状态
五、阅读下列程序，完成下列要求：（共20分）
39．ac_key是共享资源S的信号量

40．启动多任务；运行MyTask；修改信号量为无效；占用共享资源s；再修改信号量为有效；MyTask延时挂起20个时钟节拍；
运行YouTask；修改信号量为无效；占用共享资源s；再次占用共享资源s；再修改信号量为有效；YouTask延时挂起10个时钟节拍；

41．MyTask访问共享数据s YouTask访问共享数据s YouTask访问共享数据s
YouTask访问共享数据s YouTask访问共享数据s

42．（1）信号量初值设为1，表示s没有任务占用
(2)保存DOS环境
(3) 安装uC/OS-II中断
（4）关闭中断
（5）创建任务YouTask
(6) 初始化uC/OS-II的统计任务
(7) 延时20个时钟节拍

(8) YoyTask任务判断s没被其它任务占用，即ac_key= TRUE；改变信号量值ac_key=FALSE，然后占用共享资源。