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模拟卷一

满分100分，考试时间120分钟

一、选择题（每题1分，共40分）

1. 嵌入式系统是一类特殊的计算机系统。下列产品中不属于嵌入式系统的是（ ）。

  • A）电饭煲
  • B）路由器
  • C）巨型机
  • D）POS机
答案

答：C 【解析】嵌入式系统以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。巨型计算机实际上是一个巨大的计算机系统。故本题选择C。

2. 嵌入式系统硬件的核心是CPU。下面关于嵌入式系统CPU特点的叙述中，错误的是（ ）。

  • A）支持实时处理
  • B）低功耗
  • C）字长在16位以下
  • D）集成了测试电路
答案

答：C 【解析】嵌入式系统cpu范围极其广阔，从最初的4位处理器，到目前仍在大规模应用的8位单片机，和现在最新的受到广泛青睐的32位，64位嵌入式CPU，都属于嵌入式系统CPU的范围。故本题选择C。

3. 下面关于微控制器的叙述中，错误的是（ ）。

  • A）微控制器将整个计算机硬件的大部甚至全部电路集成在一块芯片中
  • B）微控制器品种和数量最多，在过程控制、机电一体化产品、智能仪器仪表、家用电器、计算机网络及通信等方面得到了广泛应用
  • C）微控制器的英文缩写是MCU
  • D）8位的微控制器现在已基本淘汰
答案

答：D 【解析】微控制器（MCU）将整个计算机硬件的大部甚至全部电路集成在一块芯片中，品种和数量最多，在过程控制、机电一体化产品、智能仪器仪表、家用电器、计算机网络及通信等方面得到了广泛应用，8位的目前仍在大规模应用。故本题选择D。

4. 片上系统（SoC）也称为系统级芯片，下面关于SoC叙述中错误的是（ ）。

  • A）SoC芯片中只有一个CPU或DSP
  • B）SoC芯片可以分为通用SoC芯片和专用SoC芯片两大类
  • C）专用SoC芯片可分为定制的嵌入式处理芯片和现场可编程嵌入式处理芯片两类
  • D）FPGA芯片可以反复地编程、擦除、使用，在较短时间内就可完成电路的输入、编译、优化、仿真，直至芯片的制作
答案

答：A 【解析】SoC芯片可以分为通用SoC芯片和专用SoC芯片两大类。通用的SoC芯片中可以只有一个CPU（或DSP），称为单核SoC，也可以包含多个CPU（或DSP），称为多核SoC;故本题选择A。

5. 数码相机是嵌入式系统的典型应用之一。下面关于数码相机的叙述中，错误的是（ ）。

  • A）它由前端和后端两部分组成，前端负责数字图像获取，后端负责数字图像的处理
  • B）后端通常是以嵌入式DSP作为核心的SoC芯片，DSP用于完成数字图像处理
  • C）负责进行数码相机操作控制（如镜头变焦、快门控制等）是一个32位的MCU
  • D）高端数码相机配置有实时操作系统和图像处理软件
答案

答：C 【解析】数码相机是嵌入式系统的典型应用之一。它由前端和后端两部分组成，前端负责数字图像获取，后端负责数字图像的处理，后端通常是以嵌入式DSP作为核心的SoC芯片，DSP用于完成数字图像处理；此外，数码相机中还有一个超低功耗的8位MCU，负责进行操作控制；高端数码相机配置有实时操作系统和图像处理软件。故本题选择C。

6. 电子书阅读器中存储的一本中文长篇小说，大小为128KB，文件格式为.txt，试问该小说包含的汉字大约有（）？

  • A）6万字
  • B）12万字
  • C）25万字
  • D）40万字
答案

答：A 【解析】一个汉字占两个字节，128×1024÷2 = 65536，所以大约有六万字，故本题选择A。

7. 数字视频信息的数据量相当大，通常需要进行压缩处理之后才进行传输和存储。目前数字有线电视所传输的数字视频采用的压缩编码标准是（ ）。

  • A）MPEG-1
  • B）MPEG-2
  • C）MPEG-4
  • D）MPEG-7
答案

答：B 【解析】MPEG-2制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率。MPEG-2所能提供的传输率在3-10Mbits/sec间,其在NTSC制式下的分辨率可达720X486，MPEG-2也可提供并能够提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道，和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理，使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据，如VCD。同时，由于MPEG-2的出色性能表现，已能适用于HDTV，使得原打算为HDTV设计的MPEG-3，还没出世就被抛弃了。(MPEG-3要求传输速率在20Mbits/sec-40Mbits/sec间，但这将使画面有轻度扭曲)。除了做为DVD的指定标准外，MPEG-2还可用于为广播，有线电视网，电缆网络以及卫星直播(Direct Broadcast Satellite)提供广播级的数字视频。故本题选择B。

8. 下面是IP协议中C类IP地址有关规定的叙述，其中正确的是（ ）。

  • A）它适用于中型网络
  • B）它所在的网络最多只能连接254台主机
  • C）它不能用于多目的地址发送（组播）
  • D）它的二进制表示中最高3位一定是“101”
答案

答：B 【解析】IP地址分为A类、B类、C类三个基本类，另有两类分别作为组播地址和备用地址（D类和E类）。C类IP地址范围：192.0.0.1到223.255.255.254。第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，第4个字节为主机地址。C类网络地址数量较多，适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。故本题选择B。

9. 对于嵌入式处理器内核的分类，以下说法正确的是（ ）。

  • A）按照字长可分为8位结构和32位结构
  • B）按照存储结构可分为RISC和哈佛结构
  • C）按照体系结构可分为CISC和RISC结构
  • D）按照指令结构可分为冯.诺依曼结构和哈佛结构
答案

答：C 【解析】嵌入式处理器的体系结构按指令集可分为两大类：CISC和RISC；按存储机制分为冯诺·依曼结构及哈佛结构；按字长分为8位、16位、32位和64位。故本题选择C。

10. 不属于ARM内核主要特点的是（ ）。

  • A）功耗低
  • B）功能强大
  • C）采用RISC结构
  • D）全部采用哈佛结构
答案

答：D 【解析】ARM内核与其他处理器内核相比，主要特点为耗电省、功能强、成本低、16位Thumb与32位ARM和Thumb-2双指令集并存以及具有非常众多的合作伙伴，适用面广泛。ARM有许多系列，如ARM7，ARM9，ARM10E，XScale，Cortex等，其中哈佛结构和冯诺依谩结构都有。如控制领域最常用的ARM7系列是冯诺依谩结构，而Cortex-M3系列是哈佛结构。故本题选择D。

11. 以下关于ARM处理器内核说法正确的是（ ）。

  • A）经典ARM处理器包括Cortex-M、Cortex-R和Cortex-A三大类
  • B）Cortex-A系列为应用Cortex处理器，主要面向高端应用设计
  • C）Cortex-M系列为面向控制领域的实时嵌入式处理器
  • D）ARM11性能优于Cortex-A5,但低于Cortex-A15
答案

答：B 【解析】ARM公司在经典处理器ARM11以后的产品改用Cortex命名，并分成A、R和M三类，旨在为各种不同的市场提供服务。Cortex系列属于ARMv7架构，这是到2010年为止ARM公司最新的指令集架构。（2011年，ARMv8 架构在 TechCon 上推出）ARMv7架构定义了三大分工明确的系列：“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用；“R”系列针对实时系统；“M”系列对微控制器。故本题选择B。

12. 以下关于ARM处理器工作状态说法错误的是（ ）。

  • A）工作状态包括ARM状态、Thumb及Thumb-2状态和调试状态三种
  • B）ARM状态既支持16位指令宽度也支持32位指令宽度
  • C）Thumb状态或Thumb-2状态下代码密度大于ARM状态，占用存储空间较小
  • D）ARM处理器复位后总处于ARM状态
答案

答：B 【解析】在ARM的体系结构中，处理器可以工作在3种不同的状态，①ARM状态②是Thumb状态及Thumb-2状态③调试状态，A选项叙述正确。除支持Thumb-2的ARM处理器外，其他所有ARM处理器都可以工作在ARM状态。ARM状态是ARM处理器工作于32位指令的状态，所有指令均为32位宽度。B选项叙述错误，在 ARM 处理器中，复位是一个特殊的硬件事件，复位后处理器的初始状态由架构定义。根据 ARM 架构规范，处理器复位后会默认进入 ARM 状态（即 32 位指令集执行状态）C选项叙述正确；Thumb状态或Thumb-2状态下代码密度大于ARM状态，占用存储空间较小，D选项叙述正确。综上所述，B选项叙述错误，故本题选择B。

13. 如果要选择ARM处理器工作在外部中断模式，允许外部中断IRQ，禁止快速中断FIQ,使用Thumb工作状态，则需要设置的寄存器是（ ）。

  • A）PSP
  • B）MSP
  • C）CPSR
  • D）SPSR
答案

答：C 【解析】CPSR(当前程序状态寄存器)在任何处理器模式下被访问。它包含了条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志以及其他的一些控制和状态位。故本题选择C。

14. 已知内存0x80000000中的内容为0x33, 0x80000001中的内容为0x31, 0x80000002中的内容为0x30, 0x80000003中的内容为0x32,则ARM在大端模式下地址0x80000000所指示的一个字为（ ）。

  • A）0x33303132
  • B）0x32303133
  • C）0x32303331
  • D）0x33313032
答案

答：D 【解析】所谓的大端模式，是指数据的高位，保存在内存的低地址中，而数据的低位，保存在内存的高地址中，这样的存储模式有点儿类似于把数据当作字符串顺序处理：地址由小向大增加，而数据从高位往低位存放。选项中D项正确，故本题选择D。

15. 在Thumb指令集中，32位有效立即数是由8位立即数通过下面哪一种操作而间接得到的（ ）。

  • A）左移
  • B）右移
  • C）循环左移
  • D）循环右移
答案

答：A 【解析】8位数据变32位可以通过数字左移完成，故本题选择A。

16. ARM处理器在指令LDR R2，[R5，#2]！执行后，R5中的值为（ ）。

  • A）R5不变
  • B）R5=R5+2
  • C）R5=R2+2
  • D）R5=2
答案

答：B 【解析】LDR是存储器到寄存器的数据传送指令，#是立即数符号，题中是基址加变址寻址，表示［R5+2］→R2，执行过后，R5的值为R5+2。故本题选择B。

17. 将ARM处理器R0中的一个字节的数据，存入由R1+4指示的内存区域，且地址自动更新，则使用的ARM指令是（ ）。

  • A）STR R0,[R1,#4]
  • B）STRH R0,[R1,#4]!
  • C）STRH R0,[R1,#4]
  • D）STRB R0,[R1,#4]!
答案

答：D 【解析】按题目要求需采用基址加变址寻址方式，字节数据存储指令用STRB；故本题选择D。

18. 在以下ARM处理器的指令操作码中可让寄存器R1中的指定位“置位”的指令操作码是（ ）。

  • A）MOV
  • B）AND
  • C）ADD
  • D）ORR
答案

答：D 【解析】汇编中使用逻辑或指令和1进行或运算可以达到让寄存器中的指定位置位的作用，故本题选择D。

19. 下面关于嵌入式系统的叙述中，错误的是（ ）。

  • A）嵌入式系统常用的电源模块有AC-DC模块、DC-DC模块或LDO模块
  • B）大部分嵌入式处理器只能使用内部时钟信号发生器，不能使用外部时钟信号源
  • C）若嵌入式处理器芯片的系统复位引脚为nRESET，则表示低电平复位
  • D）基于ARM处理器内核的嵌入式处理器芯片都有调试接口
答案

答：B 【解析】大多数嵌入式处理器内置了时钟信号发生器，因此时钟电路只需要外接一个石英晶体振荡器和两只电容就可以工作了，但有些场合（如为了减少功耗、需要严格同步等）需要使用外部振荡源提供时钟信号。B项叙述有误，故本题选择B。

20. 典型的嵌入式系统硬件由嵌入式最小硬件系统及相关的通道或接口组成，若一个嵌入式系统需要完成模拟量输入功能，该功能由下面列出的嵌入式系统的哪个通道实现？（ ）

  • A）前向通道
  • B）后向通道
  • C）人机交互通道
  • D）相互互连通道
答案

答：A 【解析】前向通道通常指的是输入接口，由模拟量输入接口和数字量输入接口组成，模拟输入接口包括传感器，信号调节电路（滤波，放大器等），A/D转换器等构成。后向通道是输出接口，由模拟量和数字量接口组成，包括D/A转换器，功率放大器，执行器等。故本题选择A。

21. 下面与AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）有关的叙述中，错误的是（ ）。

  • A）AMBA是ARM公司公布的用于连接和管理片上系统中各功能模块的开放标准和片上互连规范
  • B）AMBA规定了ARM处理器内核与处理器内部RAM、DMA以及高带宽外部存储器等快速组件的接口标准
  • C）ARM处理器内核与外围端口及慢速设备接口组件的接口标准不包含在AMBA规范中
  • D）AMBA有多个版本，性能随版本的发展而逐步提高
答案

答：C 【解析】AMBA 是ARM公司公布的总线协议，用于连接和管理片上系统 (SoC) 中功能模块的开放标准和片上互连规范。标准规定了ARM处理器内核与处理器内部高带宽RAM、DMA以及高带宽外部存储器等快速组件的接口标准，也规定了内核与ARM处理器内部外围端口及慢速设备接口组件的接口标准。AMBA有多个版本，性能随版本的发展而逐步提高。故本题选择C。

22. 以ARM内核为基础的嵌入式处理器芯片采用系统总线与外围总线的层次结构方式构建片上系统，下面列出的组件中，不与外围总线相连的组件是（ ）。

  • A）UART
  • B）DMA控制器
  • C）ADC
  • D）USB设备
答案

答：B 【解析】系统总线通过桥接器与外围总线互连，外围总线连接的硬件组件包括：GPIO、UART、SPI、I2C、USB设备ADC、DAC等等。DMA（Direct Memory Access）控制器是一种在系统内部转移数据的独特外设，可以将其视为一种能够通过一组专用总线将内部和外部存储器与每个具有DMA能力的外设连接起来的控制器。故本题选择B。

23. 基于ARM内核的嵌入式芯片中包含定时/计数组件，下面列出的哪一项不属于定时/计数组件？

  • A）ADC
  • B）Timer
  • C）RTC
  • D）WDT
答案

答：A 【解析】ARM芯片内部有多个定时计数组件，主要包括看门狗定时器（WDT）、Timer通用定时器、RTC、脉冲宽度调制器（PWM）。而ADC是模数转换控制器。故本题选择A。

24. 基于ARM内核的嵌入式芯片中包含互连通信组件，下面列出的哪一项不属于互连通信组件？

  • A）DAC
  • B）SPI
  • C）I^2C
  • D）CAN
答案

答：A 【解析】RM芯片内部有多个可互联通信的组件，主要包括UART、I2C、SPI、CAN、USB、Ethernet等。而DAC是数模转换控制器，所以选择A项。

25. 下面是关于嵌入式系统使用的存储器的叙述，其中错误的是（ ）。

  • A）系统使用的RAM有SRAM、DRAM等多种
  • B）Flash存储器分为NOR Flash和NAND Flash两种
  • C）FRAM已得到使用
  • D）目前还没有使用Cache存储器
答案

答：D 【解析】嵌入式系统的存储器以半导体存储器为主。使用的RAM有SRAM、DRAM等多种，随着技术不断发展，FRAM和MRAM等新型存储器不断出现，也得到使用；NOR Flash和NAND Flash是现在市场上两种主要的闪存技术；在性能高的嵌入式处理器中都会集成内部Cache，ARM9和ARM11都有Cache存储器。故本题选择D。

26. 面关于串行外设接口SPI的叙述中，错误的是（ ）。

  • A）SPI一般使用4条信号线：SCK、MISO、MOSI和SSEL
  • B）采用SPI可以构成“一主一从式”系统
  • C）采用SPI可以构成“一主多从式”系统
  • D）采用SPI不能构成“多主多从式”系统
答案

答：D 【解析】串行外设（SPI）接口是一种同步串行外设接口，允许嵌入式处理器与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交换。一般使用4条线：SCK、MISO、MOSI和SSEL；采用SPI可以构成“一主一从式”、 “一主多从式”、 “多主多从式”和“互为主从式”系统。故本题选择D。

27. 下面关于USB接口的叙述中，错误的是（ ）。

  • A）USB支持热插拔
  • B）USB 2.0是目前传输速率最高的USB版本
  • C）USB接口提供了内置电源
  • D）USB 2.0采用半双工差分方式传送信息
答案

答：B 【解析】USB接口提供了内置电源，主机的USB接口向从设备提供电源；USB总线接口支持设备的即插即用和热插拔功能，USB 2.0采用半双工差分方式传送信息，目前USB2.0的速度为480Mb/s，USB3.0达到5Gb/s即640MB/s， B项错误；故本题选择B。

28. 8段共阴极LED数码管如下图所示，为使其显示数字5，其段代码（高位到低位的顺序是：dp g f e d c b a）为( )。

  • A）0x7F
  • B）0xC0
  • C）0x80
  • D）0x6D
答案

答：D 【解析】按题目要求，LED为共阴极接法，要显示数字5，则a、f、g、c、d是高，段码应该是01101101，0X6D。故本题选择D。

29. IEEE的实时UNIX分委会认为实时操作系统应该具备若干特征，下面哪一项不是实时操作系统必须具有的特征？（ ）

  • A）具有异步I/O和中断处理能力
  • B）任务切换时间和中断延迟时间确定
  • C）优先级中断和调度
  • D）轮转调度
答案

答：D 【解析】IEEE的实时UNIX分委会认为实时操作系统应该具备7个特征：具有异步I/O和中断处理能力；任务切换时间和中断延迟时间确定；优先级中断和调度；抢占式调度；内存锁定；连续文件；同步。选项D不是实时系统的特征，故本题选择D。

30. 一般按照对外部事件的响应时间快慢，将嵌入式操作系统分成强实时型和普通实时型。以下均为强实时嵌入式操作系统的是（ ）。

  • A）VxWorks，pSOS，μC/OS-II
  • B）VxWorks，pSOS，Windows Embedded
  • C）pSOS，μC/OS-II，μCLinux
  • D）pSOS，Windows Embedded，Symbian
答案

答：A 【解析】一般按照对外部事件的响应时间快慢，将嵌入式操作系统分成强实时型和普通实时型。强实时嵌入式操作系统有VxWorks，pSOS，μC/OS-II。故本题选择A。

31. UNIX、嵌入式Linux、WinCE、Mac OS、Android OS和DOS操作系统是典型的单内核（也称为宏内核）操作系统，相对于微内核操作系统，下面不属于单内核操作系统缺点的是（ ）。

  • A）占用内存空间大
  • B）缺乏可扩展性而不方便移植
  • C）内核切换太快
  • D）可靠性较低
答案

答：C 【解析】单内核结构是传统操作系统采用的结构，也称为宏内核（Macro Kernel）。其缺点是占内存空间大，缺乏可扩展性，维护困难，任务执行时间的可预测性较低，可靠性较低，排除故障和增加新功能需要重编译。其优点是应用程序生成效率高，系统花在内核功能切换上的开销非常小，对外来事件反应速度快，操作系统内核的运行效率高。故本题选择C。

32. 如下几种Bootloader中，用于Linux 操作系统引导程序加载时所支持不同体系结构处理器种类最多的是（ ）。

  • A）LILO
  • B）GRUB
  • C）U-Boot
  • D）Loadlin
答案

答：C 【解析】U-Boot以POCBoot和ARMBoot 计划为基础。除了支持Power PC系列处理器外，还支持X86、ARM、Mips、Alpha、IA64、SupcrHSPARC等多种常用体系结构处理器。故本题选择C。

33. 关于μC/OS-II的基本特点，以下说法错误的是（ ）。

  • A）μC/OS-II是抢占式实时操作系统内核
  • B）由于存在内核任务，用户编写的应用程序最多可以有60个任务
  • C）μC/OS-II不支持时间片轮转调度法
  • D）μC/OS-II允许每个任务有不同的栈空间
答案

答：B 【解析】μC/OS-II是抢占式实时操作系统内核，只能管理64个任务。目前的版本保留8个任务给系统，这样用户编写的应用程序最多可以有56个任务。不支持时间片轮转调度法，因此赋给每一个任务的优先级是不相同的。每个任务拥有自用栈。B项错误，故本题选择B。

34. 在μC/OS-II中有多种方法可以保护任务之间的共享数据和提供任务之间的通信。其中不能达到保护目的的方法是（ ）。

  • A）利用宏OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()来关闭中断和打开中断
  • B）利用函数OSSchedLock()和OSSchedUnlock()对任务调度函数上锁和开锁
  • C）利用信号量、互斥信号量、邮箱和消息队列进行任务间通信
  • D）利用内存文件进行任务间的大规模数据共享
答案

答：D 【解析】在μC/OS-II中有多种方法可以保护任务之间的共享数据和提供任务之间的通信。其中主要有以下三种：利用宏OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()来关闭中断和打开中断；利用函数OSSchedLock()和OSSchedUnlock()对任务调度函数上锁和开锁；利用信号量、互斥信号量、邮箱和消息队列进行任务间通信。利用内存文件进行任务间的大规模数据共享是达不到保护任务之间的共享数据的作用。故本题选择D。

35. 移植μC/OS-II到一个嵌入式系统电路板上正常运行，下面哪个条件不是必须的？（ ）。

  • A）处理器的C编译器能产生可重入代码，且用C语言就可以打开和关闭中断
  • B）该电路板的处理器必须具备MMU（存储管理单元）
  • C）处理器支持中断，并且能产生定时中断（通常在10至100Hz之间）
  • D）处理器支持能够容纳一定量数据（可能是几千字节）的硬件栈区
答案

答：B 【解析】移植μC/OS-II到一个嵌入式电路板上正常运行，必须满足以下要求：处理器的C编译器能产生可重入代码；用C语言就可以打开和关闭中断；处理器支持中断，并且能产生定时中断（通常在10~100Hz之间）；处理器支持能够容纳一定量数据（可能是几千字节）的硬件栈区；处理器有将栈区指针和其他CPU寄存器读出和存储到栈区或内存中的指令。存储管理单元可以不需要。故本题选择B。

36. Nios II软核处理器的硬件抽象层（HAL）系统库是一个轻量级C/C++运行时环境，属于单线程的类UNIX运行库，关于它所提供的服务如下哪一项说法是错误的？

  • A）结合NewLib ANSI C标准库，向用户提供熟知的标准库函数
  • B）提供设备驱动，使用户可以访问系统中的所有设备
  • C）为系统提供了TCP/IP协议栈
  • D）系统初始化，在main()函数之前完成软核处理器Nios和运行库环境的初始化任务
答案

答：C 【解析】HAL系统库提供以下服务：结合Newlib ANSI C标准库，向用户提供熟知的标准库函数；提供设备驱动，使用户可以访问系统中的所有设备；为用户提供了与HAL服务相统一的标准接口（HAL API），例如数据访问、中断处理和报警设施；系统初始化，在main（）函数之前完成软核处理器Nios和运行库环境的初始化任务；设备初始化，在main（）函数之前完成每个设备的实例化和初始化。C项不属于提供的服务，故本题选择C。

37. 苹果公司的嵌入式移动电子产品风靡全球， iOS操作系统也随之为大众所熟悉。根据iOS的发展历史，它的前身是（ ）。

  • A）DOS
  • B）UNIX-BSD
  • C）OS/2
  • D）pSOS 4.4
答案

答：B 【解析】IOS的前身是UNIX-BSD。故本题选择B。

38. 以下关于微内核操作系统的叙述中，错误的是（ ）。

  • A）内核小巧，传统操作系统内核中的许多部分都被移出内核
  • B）接口一致，所有进程请求使用统一接口，进程不区分内核模式和用户模式服务
  • C）各个功能模块之间松散耦合，只完成服务功能，系统管理功能交给一个或多个特权服务程序
  • D）微内核功能扩充方便，而且各个功能之间的切换而引起的开销比较小
答案

答：D 【解析】微内核操作系统是对单内核做了结构改进后推出的，内核小巧，传统操作系统内核中的许多部分都被移出内核，采取服务器方式实现；接口一致，所有进程请求使用统一接口，进程不区分内核模式和用户模式服务；各个功能模块之间松散耦合，只完成服务功能，系统管理功能交给一个或多个特权服务程序；微内核功能扩充方便，但是各个功能之间的切换而引起的开销比较大。故本题选择D。

39. 开发嵌入式系统时，需要构建一个宿主机-目标机的开发环境。若目标机是裸机，那么为了调试和下载软件需要将调试仿真器连接到目标机的哪一种接口？

  • A）SPI接口
  • B）以太网接口
  • C）JTAG接口
  • D）USB接口
答案

答：C 【解析】由于程序调试时不占用目标机的资源，因此目标机的初始启动程序调试、硬件接口的调试，一般都采用JTAG。至于裸机状态的目标机当然更需要采用JTAG调试方式了。故本题选择C。

40. 嵌入式系统的应用形式是多种多样的，不同的嵌入式应用系统，需要选择适合其应用需求的开发工具来进行开发。采用开发工具的主要目的是（ ）。

  • A）提高开发质量，缩短开发周期，降低开发成本
  • B）优化软件代码的存储容量，以便降低存储器的需求
  • C）降低嵌入式系统的功耗
  • D）便于设计需要调用操作系统API函数的应用程序
答案

答：A 【解析】嵌入式系统的应用形式是多种多样的，不同的嵌入式应用系统，需要选择适合其应用需求的开发工具来进行开发。采用开发工具的主要目的是提高开发质量，缩短开发周期，降低开发成本。故本题选择A。

二、填空题（每空2分，共40分）

41. 为提高SoC的设计效率，减少重复开发，通常大多以IP核为基础，在单个芯片上集成处理器、存储器和各种接口等组件，组成一个相当完整的计算机系统。按照IC设计文件的类型，IP核通常分为三种：_核、固核和_核。

答案

答：【41】软【42】硬 【41】软【42】硬 （或【41】软核，【42】硬核，题库不能联动评分，考试算对）【解析】本题考查IP核的分类。按照IC设计文件的类型，IP核通常分为三种：软核、固核和硬核。

42. 目前数码相机中用于存储所拍摄相片的大多是 _存储器，假设一台数码相机一次可连续拍摄65536色的1024 x 1024的彩色相片80张，数据压缩比平均是4，则它使用的存储器容量大约是 _MB。

答案

答：【43】Flash【44】40 【43】Flash【44】40 【解析】本题考查对嵌入式应用系统的典型例子——数码相机的了解，包括数字图像数据量的计算。当前数码相机中用于存储相片的大多是闪存卡，即Flash存储器；65536色的图像是16位的，所以数据量=1024×1024×16/8=2MB，压缩比为4，所以80张所占存储容量为80×2/4=40MB。故答案为【43】Flash【44】40

43. 无线局域网（WLAN）是以太网与无线通信技术相结合的产物。它借助无线电波进行数据传输，所采用的通信协议主要是IEEE_，数据传输速率可以达到11Mbps、54Mbps、 _Mbps甚至更高。

答案

答：【45】802.11【46】108 【45】802.11【46】108【解析】本题主要考查WLAN的通信协议以及数据传输速率。WLAN所采用的主要通信协议是IEEE802.11；数据传输速率可达到11 Mbps、54Mbps、108Mbps甚至更高。故答案为【45】802.11【46】108

44. 经典ARM处理器有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_，其中优先级最高的异常是_。

答案

答：【47】快速中断FIQ【48】复位RESET 【47】快速中断FIQ【48】复位RESET【解析】本题主要考查ARM处理器的7种异常及相应优先级。经典ARM处理器有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，其中优先级最高的异常是复位。故答案为【47】快速中断【48】复位

45. ARM处理器Cortex系列包括Cortex嵌入式处理器和Cortex应用处理器，其中Cortex嵌入式处理器包括主要应用于控制领域的_系列和面向实时应用领域的_系列。

答案

答：【49】Cortex-M 【50】Cortex-R 【49】Cortex-M 【50】Cortex-R【解析】本题考查ARM处理器Cortex系列的分类，熟悉不同种类所面向的应用。其中Cortex嵌入式处理器包括主要应用于控制领域的Cortex-M系列和面向实时应用领域的Cortex-R系列。

46. Thumb-2指令集提供了专门用于开、关中断的专用指令，关外部中断使用的指令为：_，开外部中断的指令为：_。

答案

答：【51】CPSID I 【52】CPSIE I 【51】CPSID I 【52】CPSIE I【解析】本题考查对Thumb-2指令集的掌握，开关中断指令属于程序状态类指令，用于更改处理器状态。关外部中断使用的指令为：CPSID I，开外部中断的指令为：CPSIE I。

47. 已知ARM处理器R1＝0x12345678, R2=0xFF008899，则执行指令AND R0,R1,R2后，寄存器R0＝_，R1＝_。

答案

答：【53】0x12000018【54】0x12345678 【53】0x12000018【54】0x12345678【解析】本题考查对Thumb指令集中逻辑与指令AND的掌握。AND R0,R1,R2是将R1与R2按位相与的结果存在R0中，故结果为0x12000018；运算之后R1保持不变。

48. 某ARM汇编语言程序要调用子程序，子程序名为MySubrutine，则调用该子程序的指令为_，子程序返回调用程序的指令为_。

答案

答：【55】BL MySubrutine【56】MOV PC,LR 【55】BL MySubrutine【56】MOV PC,LR【解析】本题考查ARM汇编语言中子程序调用与返回调用程序的指令。当调用子程序时，子程序调用指令为BL；子程序返回调用程序的指令为MOV PC,LR。

49. 按照AMBA总线规范，基于ARM内核的嵌入式处理器芯片采用系统总线与_总线两层结构的方式构建片上系统。其中的系统总线主要用于连接_带宽快速组件。

答案

答：【57】外围【58】高 【57】外围【58】高【解析】本题考查基于AMBA总线的典型ARM片上系统构建方式。按照AMBA总线规范，基于ARM内核的嵌入式处理器芯片采用系统总线与外围总线两层结构的方式构建片上系统。其中的系统总线主要用于连接高带宽快速组件。

50. 嵌入式系统的存储器以半导体存储器为主。随着技术的不断发展，新型存储器不断出现，主要包括FRAM和MRAM，分别称为_存储器和_存储器。

答案

答：【59】铁电 【60】磁性 【59】铁电 【60】磁性【解析】本题考查嵌入式系统涉及到的新型存储器。嵌入式系统的存储器以半导体存储器为主，FRAM和MRAM，分别称为铁电随机存取存储器和磁性随机存取存储器。

51. 半导体存储器芯片的存储容量取决于该芯片的_总线的条数和_总线的位数。

答案

答：【61】地址【62】数据 【61】地址【62】数据【解析】本题考查存储器存储容量的决定因素。存储器的容量取决于存储单元的个数和存储器各单元的位数，而单元个数与存储器的地址总线有密切关系，因此存储器芯片的容量完全取决于存储器芯片的地址线条数和数据线的位数。

52. I2C总线被启动后，多个主机在每发送一个数据位时都要对SDA信号线电平进行检测，只要检测的电平与自己发出的电平_就会继续占用总线。总线控制遵循的原则是谁先发送_电平谁就会掌握对总线的控制权。

答案

答：【63】相同【64】低 【63】相同【64】低【解析】本题考查I2C总线的仲裁机制。I2C总线被启动后，多个主机在每发送一个数据位时都要对SDA信号线电平进行检测，只要检测的电平与自己发出的电平相同就会继续占用总线。总线的控制遵循“低电平优先”的原则。

53. UART由_器、_器、控制单元及波特率发生器等构成。

答案

答：【65】发送【66】接收 【65】发送【66】接收【解析】本题考查UART的构成。UART由发送器、接收器、控制单元及波特率发生器等构成。

54. 嵌入式系统与通用计算机系统软件的相同之处，指的是嵌入式系统通常也具备_加载程序，外设_程序，操作系统，文件系统，网络协议栈，图形用户界面，数据库，以及各种各样的应用程序等, 这些软件都是通用计算机所拥有的。

答案

答：【67】引导【68】驱动 【67】引导【68】驱动【解析】本题需要了解嵌入式系统与通用计算机系统软件的相同之处。嵌入式系统与通用计算机系统软件的相同之处，指的是嵌入式系统通常也具备引导加载程序，外设驱动程序，操作系统，文件系统，网络协议栈，图形用户界面，数据库，以及各种各样的应用程序等。

55. 数据库管理系统、图形用户界面、互联网浏览器、媒体播放器等软件，如果运行在嵌入式系统上，往往具有内部结构精简，_轻量化 ，占用存储资源_的特点。

答案

答：【69】代码【70】少 【69】代码【70】少【解析】本题需要了解基于操作系统的外围工具软件运行在嵌入式系统上的特点。基于操作系统的外围工具软件运行在嵌入式系统上，往往具有内部结构精简，代码轻量化 ，占用存储资源少的特点。

56. 实时系统的主要特征是能够及时响应外部发生的随机任务请求并且能够在规定的时限内完成任务。任务时限有两种：_时间，也就是任务开始执行时间到任务必须完成的时间间隔。_时间，或者叫做任务最快完成时间，这是无中断响应情况下的任务最快执行时间。

答案

答：【71】截止【72】任务执行预设 【71】截止【72】任务执行预设【解析】本题考查任务时限的两种类型。实时系统的任务时限有两种：截止时间，也就是任务开始执行时间到任务必须完成的时间间隔。任务执行预设时间，或者叫做任务最快完成时间，这是无中断响应情况下的任务最快执行时间。

57. 实时系统对时间约束要求的严格性，使_性成为实时系统的一项重要性能要求，它是指RTOS能够对外部事件的_时间和实时任务的执行时间进行判断，以确定被事件触发的实时任务能否在规定的时间内完成。

答案

答：【73】可预测【74】响应 【73】可预测【74】响应【解析】本题考查实时系统的属性中的可预测性的概念。实时系统对时间约束要求的严格性，使可预测性成为实时系统的一项重要性能要求，它是指RTOS能够对外部事件的响应时间和实时任务的执行时间进行判断，以确定被事件触发的实时任务能否在规定的时间内完成。

58. 一般按响应时间将实时系统分成三类：_实时系统，其响应时间一般在毫秒级或微秒级；普通实时系统，其响应时间一般在秒级；_实时系统，其响应时间一般在数十秒级。

答案

答：【75】强 【76】弱 【75】强或硬 【76】弱或软【解析】考查实时系统按响应时间的分类。实时系统按响应时间一般分成三类：强实时系统，其响应时间一般在毫秒级或微秒级；普通实时系统，其响应时间一般在秒级；弱实时系统，其响应时间一般在数十秒级。

59. 嵌入式系统的开发过程按顺序可以分成_分析与规格说明、系统设计、_设计、系统集成与测试等4个阶段，测试的目的是验证模块/系统的功能和性能，以及发现错误。

答案

答：【77】需求【78】构件 【77】需求【78】构件【解析】本题考查一般嵌入式系统的开发过程，通常分为：需求分析与规格说明、系统设计、构件设计、系统集成与测试等4个阶段。

60. 若以S3C2410为核心的目标机上，已经移植成功Linux操作系统。若要开发该目标机的Linux应用程序，通常使用arm-linux- _交叉编译器来编译应用程序。若要对一个应用程序进行调试排错，则应该在编译命令中加_参数对它进行编译。

答案

答：【79】gcc【80】g 【79】gcc【80】g【解析】本题考查嵌入式系统的开发工具软件GCC的命令及参数。以S3C2410为核心的目标机，在Linux操作系统下开发该目标机的Linux应用程序，通常使用arm-linux-gcc交叉编译器来编译应用程序。若要对一个应用程序进行调试排错，则应该在编译命令中加g参数对它进行编译。

三、综合题（每空1分，共20分）

61. 【综合应用题】

酒店客房的门锁系统是由总台服务器和若干客房指纹锁组成，其基本功能具体描述如下：a、客房的指纹锁与总台服务器之间通过通信网络连接。b、旅客在总台登记住宿时，录入其指纹信息，并提取其特征值存储在总台服务器中。同时录入一个密码（若干位数字组成），以备指纹无法开锁时，用密码开锁。c、旅客在开客房指纹锁时，把相应手指放在门锁的指纹采集部件上，采集相应的指纹图像信息，并传输给总台服务器。d、总台服务器接收到某个客房指纹锁传输来的指纹图像信息后，进行特征值求取并进行匹配，若匹配正确，则回送开锁指令给客房指纹锁。e、客房指纹锁收到开锁指令后，控制开锁的机械动作，并用绿色LED灯指示开锁成功。f、若匹配不正确，总台服务器回送不开锁指令给客房指纹锁。g、客房指纹锁收到不开锁指令后，用红色LED灯指示开锁不成功。h、若指纹无法开锁，旅客还可以通过客房指纹锁上的数字按键输入密码，若密码匹配正确，也可以控制开锁的机械动作，并用绿色LED灯指示开锁成功。根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建客房指纹锁控制器的硬件平台，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）若采集的指纹图像分辨率为320×240，灰度等级为256，则存储一幅指纹图像的原始像素信息需要的存储容量为 _KB（1K＝1000）。若采用115.2Kbps的异步串行通信网传输，一幅指纹图像的传输时间至少需要 秒，若采用10Mbps的以太网传输，一幅指纹图像的传输时间至少要 _秒，因此，系统中总台服务器和若干个客房指纹锁之间选用以太网连接。（2）硬件构件设计时，以太网接口选用AX88796芯片为核心来设计，若S3C2410芯片的nGCS2引脚连接到该芯片的 引脚（低电平有效），那么，AX88796芯片内部寄存器地址的首地址是： _。（3）若客房指纹锁红色LED指示灯的驱动电路由GPIO的GPC0引脚控制，绿色LED指示灯的驱动电路由GPC1引脚控制。GPC0、GPC1引脚各自输出“0”时，其对应的LED灯灭，各自输出“1”时，其对应的LED灯亮。那么，初始化GPC0、GPC1引脚为输出功能的语句是： rGPCCON=((rGPCCON|0x00000005)& _); // rGPCCON是端口C的控制寄存器控制绿色LED灯点亮和熄灭的语句分别是： rGPCDAT = rGPCDAT | ; //rGPCDAT是端口C的数据寄存器 rGPCDAT = rGPCDAT & _;红色LED灯点亮和熄灭的语句分别是： rGPCDAT = rGPCDAT | ; rGPCDAT = rGPCDAT & _;（4）指纹采集部件由一个摄像芯片和光学镜头组成。S3C2410芯片通过I2C总线传输控制命令给摄像芯片。硬件设计时，选择S3C2410芯片的GPE15、GPE14引脚与摄像芯片的引脚 、SCL相连。软件设计时，需要用下面语句初始化该引脚为I2C功能引脚。 rGPECON=((rGPECON|0xA0000000)& _); // rGPECON是端口E的控制寄存器（5）若输入密码的键盘采用非标准键盘，键盘接口设计成4×3的阵列。若设计时选用了GPE0~GPE3来输出键盘行扫描信号，选用GPD0~GPD2来输入键盘列信号。请补充完善下面的键盘扫描函数： //keyoutput 是键盘扫描时的输出地址，keyinput是键盘读入时的地址 #define KEYOUTPUT ((volatile INT8U )0x56000044) //定义GPE的数据端口 #define KEYINPUT ((volatile INT8U )0x56000034) //定义GPD的数据端口 INT16U ScanKey() { INT16U key=0xFFFF; INT16U i; INT8U temp=0xFF,output; rGPDCON= rGPDCON & ; //初始化GPD0~GPD2为输入 rGPECON= ((rGPECON & _)|0x00000055); //初始化GPE0~GPE3为输出; for (i=1;(( i<= )&&(i>0)); i<<=1) { output |= 0xFF; output &= (~i); KEYOUTPUT=output; temp = KEYINPUT; if ((temp&0x07)!= _) { key = (~i); key <<= 8; key |= ((temp&0x07)|0xF8); return (key); } } return 0xFFFF; }上面的键盘扫描函数返回的是由键盘行信号和键盘列信号合并而成的一个16位二进制值，根据该函数的返回值，可以判断是否有按键按下，并可确定是哪个按键按下。若返回值为_时，可知键盘中无键按下，若返回值为 _时，可知键盘中第3行第2列的键被按下。（注：以GPE0对应的键盘行为第一行，以GPD0对应的键盘列为第一列）（6）为了便于以太网通信程序的编写，客房指纹锁的应用软件基于μC/OS-II操作系统来设计，客房指纹锁的应用程序主函数中，需要用OSTaskCreate()函数 ，并用 ____函数启动多任务调度功能。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。

参考答案

【81】76.8 【82】6.7 【83】0.076　【84】CS 【85】0x10000000【86】0xFFFFFFF5 【87】0x0002 【88】0xFFFD 【89】0x0001 【90】0xFFFE【91】SDA 【92】0xAFFFFFFF【93】0xFFFFFFC0 【94】0xFFFFFF00 【95】8 【96】0x07 【97】0xFFFF 【98】0xFBFD【99】创建任务【100】OSStart()

详细解析： 【解题思路】本题是一道基于S3C2410的嵌入式系统开发综合题。考查了数字图像的存储容量计算，网络通信数据传输；系统硬件构件设计，尤其是GPIO接口功能及初始化程序，结合常用外设的连接，如LED、键盘等；基于μC/OS-II操作系统的应用程序的主要μC/OS-II函数，如何创建任务及启动任务调度功能。【参考答案及解析】（1）【81】76.8 【82】6.7 【83】0.076【解析】存储一幅指纹图像的原始像素信息需要的存储容量为：320×240/1000 = 76.8 KB；一幅指纹图像的传输时间为：115.2Kbps换算成字节是每秒发送115.2/8 = 14.4 KB的数据；异步串行每发送8个字节有一个起始位和停止位，76.8×1000/8 = 9600，说明一共需要9600个停止位和9600个起始位，发送一个76.8+9600/10002=96KB的数据，96/14.4 ≈ 6.7秒；采用10Mbps的以太网传输，一幅指纹图像的传输时间为：10Mbps理论速度是每秒1.25MB，把76800字节，拆分成60字节一组的数据包，一共1280组，然后每组也就是每个数据帧需要加上18字节的头和尾，也就是每一帧78字节，78字节乘1280组，一共要传输99840字节，然后就用1.25每字节每秒的速度算，即为：128078/1.25/1024/1024=0.076，理论时间是0.076秒。（2）　【84】CS 【85】0x10000000【解析】片选信号CS低电平有效； nGCS2映射地址为0x10000000。（3）【86】0xFFFFFFF5 【87】0x0002 【88】0xFFFD 【89】0x0001 【90】0xFFFE【解析】00为输入，01为输出。则初始化GPC0、GPC1引脚为输出功能的语句是：rGPCCON=((rGPCCON|0x00000005)&0xFFFFFFF5)，所以空【86】为0xFFFFFFF5；红色LED指示灯的驱动电路由GPIO的GPC0引脚控制，绿色LED指示灯的驱动电路由GPC1引脚控制。GPC0、GPC1引脚各自输出“0”时，其对应的LED灯灭，各自输出“1”时，其对应的LED灯亮。则绿色LED灯点亮为：rGPCDAT = rGPCDAT |0x0002，所以空【87】为0x0002；绿色LED灯熄灭为：rGPCDAT = rGPCDAT &0xFFFD，故空【88】为0xFFFD；红色LED灯点亮为：rGPCDAT = rGPCDAT |0x0001，故空【89】为0x0001；红色LED灯熄灭为：rGPCDAT = rGPCDAT &0xFFFE，故空【90】为0xFFFE。（4）【91】SDA 【92】0xAFFFFFFF【解析】I2C总线只有两条信号线，一条是数据线SDA，另一条是时钟线SCL，所有操作都通过这两条信号线完成。rGPECON=((rGPECON|0xA0000000)&0xAFFFFFFF); 初始化I2C功能引脚，故空【92】为0xAFFFFFFF。（5）【93】0xFFFFFFC0 【94】0xFFFFFF00 【95】8 【96】0x07 【97】0xFFFF 【98】0xFBFD【解析】初始化GPD0~GPD2为输入：rGPDCON= rGPDCON &0xFFFFFFC0，所以空【93】为0xFFFFFFC0；00为输入，01为输出。初始化GPE0~GPE3为输出：rGPECON= ((rGPECON &0xFFFFFF00)|0x00000055)，故空【94】为0xFFFFFF00；程序循环4次，空【95】为8；空【96】为0x07用来判断GPD0~GPD2引脚是否有输入信号。若返回值为0xFFFF表示键盘中无键按下，故空【97】为0xFFFF；若返回值为0xFBFD表示键盘中第3行第2列的键被按下，故空【98】为0xFBFD。（6）【99】创建任务【100】OSStart()【解析】OSTaskCreate() 函数用来创建任务； 函数OSStart()启动多任务调度功能；一旦OSStart() 函数开始执行，就标志着μC/OS-II进入了多任务调度的正常运行状态。