1、计算机三级（嵌入式系统开发技术）机试模拟试卷 44及答案与解析 一、填空题 1 下图是嵌入式系统硬件部分的逻辑组成及其与外部世界关系的示意图，其中的组成部分 A是【 41】；组成部分 B是【 42】。2 数字图像的文件格式有多种，不同的文件格式采用不同的编码方法，具有不同的特点，适合不同的应用。其中【 43】图像文件格式颜色数目较少 (不超过 256色 )，文件特别小，支持动画，适合互联网传输。【 44】图像文件格式是静止图像数据压缩编码的国际标准，它在数码相机和互联网中得到广泛使用。 3 无线局域网采用的通信 协议主要是 802 11，通常也称为【 45】，为了能满足传输语音、数据、图像等需
2、要，目前使用的 802 11 n协议其数据传输速率可达【 46】 Mbps甚至更高，相应的产品已经广泛使用。 4 ARM处理器有 7种异常：主要包括【 47】、未定义指令 UND、软件中断 SWI、指令预取中止 PABT、数据访问中止 DABT、【 48】以及快速中断 FIQ。 5 ARM处理器按照 ARM公司分类可分为经典 ARM处理器 (ARM7 ARM11)、Cortex嵌入式处理器和 Cortex应用处理器，其中 Cortex嵌入式处理器包括实时 应用的 Cortex一【 49】和面向控制应用的 Cortex一【 50】。 6 在 ARM处理器中，通用寄存器有 R0一 R15，其中 R
3、13通常用作【 51】， R14作为【 52】使用。 7 已知 R1=0x12345678， R2=0x80000101，则执行指令 AND R0， R1， R2后，寄存器 R0=【 53】， R2=【 54】。 8 已知 R2=1000， R3=200，执行指令 MOV R2， R3， LSL#2后， R2=【 55】， R3=【 56】。 9 嵌入式系统使用的存储器有多种类型，按照其存取特性可分为随机存取存 储器和只读存储器，它们通常都用三个大写英文字母表示，即【 57】和【 58】。 10 I2C可用于连接嵌入式处理器及其外围器件，它是广泛采用的一种串行【 59】双工传输的总线标准。 I
4、2C总线中，发起数据传输操作的 I2C器件是【 60】控器件。 11 通用输入输出接口，用英文大写字母缩写为【 61】，嵌入式处理器内部一般均集成该种 I O接口。该接口一般具有三态，即 0态， 1态和【 62】态。 12 下图给出了两种 LED数码管的内部结构原理图，其中图 (a)为共【 63】极 LED数码管，图 (b)为共【 64】极 LED数码 管。13 三星公司基于 ARM9内核的 S3C2410嵌入式微处理器芯片的电源管理模块共有4种工作模式。【 65】模式下，电源管理模块仅断开 ARM内核时钟 FCLK，但仍为外围硬件组件提供时钟。【 66】模式下，电源管理模块将断开内部电源，除
5、非唤醒逻辑有效，内核不产生功耗。 14 按响应时间划分，通常可将实时系统分为三类： (1)普通实时系统，响应时间一般在秒级； (2)响应时间在毫秒级和【 67】级的强实时系统； (3)响应时间在数十秒级的【 68】实时系统。 15 C OSII系统内核提供的基本功能有： 【 69】、任务间通信与同步、任务调度、时间管理和【 70】等。 16 引导加载程序主要完成内存加电自检，外设存在自检，【 71】映射，初始化外围设备，内存寻址定位，加载和启动【 72】。 17 C OSII的就绪任务登记在【 73】表中， OSRdyTbl的每一位代表了一个优先级任务的就绪状态，称为就绪位。 OSRdyTbl
6、最多可有【 74】位。 18 常见的嵌入式 Linux进程间通信机制包括信号、管道、【 75】、信号量、共享内存和【 76】 19 采用 ADS1 2集成开发工具软件来开发基于 ARM微处理器的嵌入式系统时，ADS1 2把目标文件中的信息按照三种存储区域类型来进行划分，即划分为 RO段、【 77】、 ZI段。其中 RO段是指【 78】和常数的存储区域，具有只读属性。 20 GNU是一种用于开发基于 Linux操作系统的工具软件套件。它包括了编译器、连接器、调试器以及文本编辑器、语法除错等工具。其中【 79】是编译器、 GDB是【 80】工具。 二、综合题 21 某机械设备的控制器，其基本功能要
7、求有： 需要有 8个数字量输入，用于采集设备的状态信息；且需要 8个数字量输出，用于控制设备动作。 具备一个 RS一232接口，可以和上位机连接，接收上位机发送的命令及参数。 需要提供一个基准定时信号，定时时间间隔为 0 01秒。 需要彩色 LCD显示器，用于显示状态信息等。 根据上述功能要求的描述，若采用 S3C2410芯片为核心来构建该机械设备控制器的硬件平台，请完善下面的叙述和 C语言程序 (需要使用的控制寄存器的格式见题后说明 )。 (1)若硬件设计时采用 GPIO端口 E的 GPE0一 GPE7引脚作为 8个数字量输出，那么软件设计时其初始化语句是： rGPECON=(rGPECON
8、 |0x00005555)&【 81】。若软件设 计时需要通过 GPE5引脚输出 “1”来驱动执行机构动作，那么语句是： rGPEDAT=rGPEDAT|【 82】。 (注： rGPECON是端口 E的控制寄存器所对应的变量， rGPEDAT是端口 E的数据寄存器所对应的变量 ) (2)硬件设计时，选用 UART0来完成 RS一 232接口电路设计。在软件设计时，其初始化程序中波特率设置为 9600bps，数据格式设置为： 8位数据位、奇校验、 1位停止位。请补充完善下面的 UART0初始化函数 (注：主频参数为 PCLK)： void UART0_Init() rGPHCON=(rGPHCO
9、N&0xFFFFFF00)|【 83】；端口 H相应引脚功能初始化 rUFCON0=0x0； FIFO不使能 rUMCON0=0x0： rULCON0=【 84】；设置线路控制寄存器 rUCON0=0x145；设置控制寄存器 rUBRDIV0=(int)(PCLK【 85】 )一 1)；设置波特率，小数采用四舍五入 (3)按照上面 UART0初始化函数所设置的通信速率，每秒钟最多能传输【 86】个字节的信息。若上位机有大小为 4KB的初始参数需要下载到控制器中，那么，约需传输【 87】秒才能完成下 载 (1K=1024，精确到小数点后面 1位数字 )。 (4)系统中所需要的 0 01秒基准定时
10、时间选用 S3C2410芯片内部的 Timer0部件来产生。若系统的主频参数 PCLK为 264MHz，分频器值选择为 16，预分频系数选择为 3，那么，Timer0的计数常数为【 88】。软件设计时，设计了如下的 Timer0初始化函数，请补充完善。 (注：下面程序中 、 、 用 8位十六进制数表示， 用 4位十六进制数表示 ) void Timer0Int(void) 设置定时器配置寄存器 O(TCFG0) rTCFG0=【 89】； Timer0预分频系数选择为 3，该寄存器中其它无关位均为 0 设置定时器配置寄存器 1(TCFGl)rTCFG1=【 90】； Timer0分频器值为 1
11、6，该寄存器中其它无关位均为 0 设置计数常数 rTCNTB0=【 91】； 设置控制寄存器 TCON rTCON=【 92】；更新 TCNTB0和 TCMPB0，该寄存器中其它无关位均为 0 rTCON=0x00000009；设置 Timer0自动装载，并启动 (5)彩色 LCD显示屏的硬件接口电路由 s3C24lo的专用 GPIO端口【 93】和端口【 94】相关引脚配以驱动电路来设计。软件设计时，需要通过设置它们控制寄存器的值分别为【 95】和【 96】来确定它们的引脚功能。 (6)系统的软件可以设计为在无操作系统的环境下运行。设计者自行设计系统的启动引导程序，在该程序中完成异常向量设置
12、、堆栈指针设置以及必要的硬件初始化。 ARM9体系结构中规定的 IRQ异常所对应的异常向量地址为【 97】。 Timer0部件所产生的 0 01秒基准时间到时将引起 IRQ异常。由于 IRQ异常向量地址与下一个异常向量地址之间间隔为【 98】个字节，因此，通常在 IRQ异常向量地址处设计一条转移指 令。堆栈指针的设置需按工作模式来进行。设置 IRQ模式下的堆栈指针，需在 R0“清 0”后用指令ORRR1， R0， #0x12 |【 99】和 MSRCPSR_CXSF， R1来使 CPU核进入 IRQ模式，然后再给 SP寄存器赋值作为该模式下的堆栈指针。这些初始化工作完成后，即可通过指令【 10
13、0】来引导应用程序的主函数 main()。 说明：下面是试题解答时需要用到的寄存器格式及相关说明。 1)端口 C的控制寄存器(GPCCON)2)端口 D的控制寄存器(GPDCON)3)端口 E的控制寄存器(GPECON)4)端口 H的控制寄 存器(GPHCON)5)UART线路控制寄存器 (ULCONn n可以是 0、 1、2) 6)TCFG0寄存器7)TCFGl寄存器说明：设置 TCFGO、 TCFGl可以确定预分频器系数、分频器值，如：通过设置TCFGO为 Ox0000001F， Timer0的预分频器系数选择为 31，设置 TCFGl为Ox00000001， Timer0的分频器值选择为
14、 4。通过下面公式计算定时器的计数常数： 定时器输入时钟频率 =PCLK (预分频系数 +1)分频器值 计数常数 =定时时间间隔 (1定时器输入时钟频率 ) 预分频系数的范 围为 0 255，分频器值的取值范围为 2、 4、 8、 16。 8)TCON寄存器 (注：此处不用的位被省略，其值默认为0x0000000)计算机三级（嵌入式系统开发技术）机试模拟试卷 44答案与解析 一、填空题 1 【正确答案】 【 41】中央处理器【 42】用户界面 【试题解析】 本题考查较简单，主要是嵌入式系统硬件的逻辑组成。硬件的主体是中央处理器和存储器，他们通过 I O接口和 I O设备与外部世界联系，并借助总
15、线相互连接。中央处理器 (CPU)由运算器、控制器、寄存器、高速缓冲存储器(Cache)等部件组成，故 A是中央处理器； B里面包括按键、键盘、指示灯和屏幕等人机交互设备，他们是用户界面的硬件部分，所以 B是用户界面。 2 【正确答案】 【 43】 GIF【 44】 JPEG 【试题解析】 此题考查数字图像的文件格式。数字图像的文件格式包括 BMP，TlF(或 TIEF)， GIF， JPEG， PNG等，各有特点，适合不同的应用需求。 GIF是目前互联网上广泛使用的一种图像文件格式，它的颜色数目较少 (不超过 256色 )，文件特别小，适合互联网传输。 JPEG是静止图像数据压缩编码的国际标
16、准，它特别适合处理各种连续色调的彩色或灰度图像，算法复杂度适中，软硬件实现皆可，目前已在互联网和数码相机中得到广泛应用。 3 【正确答案】 【 45】 Wi-Fi【 46】 108 【试题解析】 此题主要考查无线局域网的主要通信协议 IEEE 802 11(俗称WiFi)。无线局域网采用的协议主 要是 IEEE 802 11，通常也称为 WiFi。为了实现高带宽、高质量的 WLAN，近些年推出的 IEEE 802 11 n协议又将传输速率进一步提高到 108Mb s甚至更高，相应的产品已经广泛使用。 4 【正确答案】 【 47】复位 RESET【 48】外部中断请求 IRQ 【试题解析】 本题
17、是概念题，需要熟练掌握 ARM处理器的 7种异常。 ARM处理器的 7种异常主要包括：复位 RESET、未定义指令 UND、软件中断 SWI、指令预取中止 PABT、数据访问中止 DABT、外部中断请求 IRQ以及快速中断FIQ。 5 【正确答案】 【 49】 R【 50】 M 【试题解析】 此题考查 ARM处理器内核分类，尤其是 Coaex处理器。 CortexR为实时应用 Coaex处理器，其中 R表示 Real Time； CodexM为面向控制应用的 Cortex处理器，其中 M表示 MicroController。 6 【正确答案】 【 51】堆栈指针 SP【 52】程序链接寄存器
18、LR 【试题解析】 此题考查 ARM处理器中通用寄存器的作用。 ARM通用寄存器共有 31个，均为 32位结构。 R13 R14除了用户模式和系统模式分别为堆栈指针(SP)和程序链接寄存器 (LR)之外，其他模式下均有自己独特的标记方式，是专门用于特定模式的寄存器，共 6组 12个。 7 【正确答案】 【 53】 0【 54】 0x80000101 【试题解析】 AND是逻辑与指令，按位相与，有 0出 0，全 1出 1；属于数据处理类之逻辑运算指令。将 R1和 R2进行与运算之后的结果送到 R0中， R2中保持不变。 8 【正确答案】 【 55】 800【 56】 200 【试题解析】 MOV
19、是数据传送指令，属于数据处理类之数据传送指令。将寄存器 R3的值左移 2位之后传送到 R2； R3值不变。 9 【正确答案】 【 57】 RAM【 58】 ROM 【试题解析】 嵌入式系统的存储器类型即相应的英文缩写。全称为 Random Acc?ess Memory(随机存取存储器 )；全称为 Read Only Memory(只读存储器 )。 10 【正确答案】 【 59】半【 60】主 【试题解析】 本题考查 I2C总线的相关概念。是广泛采用的一种串行半双工传输的总线标准。 I2C总线中发起数据传输操作的 I2C器件是主控器件。 11 【正确答案】 【 61】 GPIO【 62】高阻 【
20、试题解析】 本题考查 GPIO端口的相关概念及三种工作状态。 General Purpose Input Output，即通用输入输出接口；该接口除了 0态、 1态还有高阻态。 12 【正确答案】 【 63】阳【 64】阴 【试题解析】 本题考查 LED数码管的两种内部结构图。图 (a)是共阳极接法；即把 LED发光二极管的所有阳极连接在一起；图 (b)是共阴极接法，即把所有 LED发光管的阴极连接在一起。 13 【正确答案】 【 65】休眠【 66】掉电 【试题解析】 本题考查 s3C2410内部的电源管理模块所具有的四种模式：正常模式 、慢速模式、休眠模式和掉电模式。休眠模式下，电源管理模
21、块仅断开 ARM内核时钟 FCLK，让 CPU处于休眠状态，但仍为外围硬件组件提供时钟；掉电模式下电源管理模块将断开内部电源，除非唤醒逻辑有效，否则内核不产生功耗。 14 【正确答案】 【 67】微秒【 68】弱 【试题解析】 本题考查实时系统的按响应时间分类，一般分为三类：强实时系统、普通实时系统和弱实时系统。强实时系统的响应时间在毫秒级或微秒级；弱实时系统的响应时间一般在数十秒。 15 【正确答案】 【 69】任务管理【 70】内存管理 【试题 解析】 本题考查 C OSII系统内核所提供的 5个基本功能：任务管理、任务间通信与同步、任务调度、时问管理和内存管理。 16 【正确答案】 【
22、7l】内存地址【 72】操作系统 【试题解析】 本题主要考查引导加载程序所完成的相应操作。嵌入式系统加电后执行的第一批最初操作称为引导或者自举，对应的程序称为引导程序或者引导加载程序。 17 【正确答案】 【 73】就绪【 74】 64 【试题解析】 本题主要考查 C OSII的任务调度中就绪表。 C OSII的就绪任务等级在就绪表中， OSRdyTbl是就绪表的位图映像矩阵，每一位代表了一个优先级任务的就绪状态，称为就绪位，该矩阵最多可有 64位。 18 【正确答案】 【 75】消息队列【 76】套接字 【试题解析】 本题考查常见的嵌入式 Linux进程间的通信机制。包括信号、管道、消息队列
23、、信号量、共享内存和套接字。 19 【正确答案】 【 77】 RW段【 78】代码 【试题解析】 本题主要考查嵌入式系统主要开发工具软件 ADS1 2如何进行地址映射配置。 ADS1 2把目标文件中的信息按照 3种存储区域类型来进行划分，即划分为 RO段、 RW段、 ZI段； R0段是指代码存储区和常数存储区，具有只读性质。 20 【正确答案】 【 79】 GCC【 80】调试器 【试题解析】 本题考查基于 Linux操作系统的嵌入式软件的工具套件 GNU相关知识。 GCC是 GNU开发工具套件中的核心工具软件，是编译器； GDB是 GNU开发工具套件中的程序调试工具。 二、综合题 21 【正
24、确答案】 (1)【 81】 0xFFFF5555【 82】 0x0020 (2)【 83】 0x000000AA【 84】 0x23【 85】 (960016)+0 5 (3)【 86】 872【 87】 4 7 (4)【 88】 41250【 89】 0x00000003【 90】 0x00000003【 91】 0xA122【 92】0x00000002 (5)【 93】 C【 94】 D【 95】 0xAAAAAAAA【 96】 0xAAAAAAAA (6)【 97】 0x00000018【 98】 4【 99】 0xC0【 100】 BL_main 【试题解析】 和 0相与清零，和 1
25、相与保持不变。和 0相或保持不变，和 1相或置 1。 00为输入， 01为输出，则初始化 GPIO端口 E的 GPE0 GPE7引脚功能为输出的语句是： rGPECON=(rGPECON|0x00005555)&OxFFFF5555，空【 81】为0xFFFF5555；通过 GPE5引脚输出 “1”来驱动执行机构动作，则将第 6位置 1，即rGPEDAT=rGPEDAT|0x0020，则空【 82】为 0x0020。 0x000000AA； 8位数据位、 1位停止位、奇校验。在 ULCON中， 1： 0： 11=8位； 2： 0=1位停止位； 5： 3： 100=奇校验； 6： 0=正常操作模
26、式。即rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFFF00)|0x000000AA，则空【 83】为0x000000AA。空 【 84】此处对线路控制寄存器进行相应设置。空【 85】对所需的波特率进行设置。 按照上面 UARTO初始化函数所设置的通信速率，每秒钟最多能传输 9600(8+3)=872个字节的信息。若上位机有大小为 4KB的初始参数需要下载到控制器中，那么，约需传输 41024 872=4 7秒。 定时器输入时钟频率 =PCLK (预分频系数 +1)分割器值，计数常数 =定时时间间隔 (1定时器输入时钟频率 )，即可得本题空【 88】答案。 TCFG0中 7： 0位确定 Tim
27、er0的预分频系数，题设为 3，则空【 89】为 0x00000003； TCFGl中 3： 0位确定 Timei0的分频器值，题设为 16，则空【 90】为 0x00000003。空【 91】处设置的计数常数为 0xA122；更新 TCNTB0和 TCMPBO设置空【 92】为0x00000002。 GPC和 GPD作为 LCD液晶屏接口引脚，空【 93】为 C，空【 94】为 D； 00为输入 ,01为输出，将端口 C和 D均设置为输出，空【 95】【 96】均为0xAAAAAAAA。 ARM9体系结构中规定的 IRQ异常所对应的异常向量地址为 0x00000018。 IRQ异常向量地址与下一个异常向量地址之间间隔 为 4个字节。 R0“清 0”后用指令 ORR R1， R0， #0x12|0xC0和 MSR CPSR_CXSF， R1来使 CPU核进入 IRQ模式。可通过指令 BL_main来引导应用程序的主函数 main()。
