考试题型：填空题、选择题、简答题、计算题、设计题 考试方式：开卷
第0章 绪论
l、什么是数字系统设计技术？
在解决了对不同目标信息的数字化编码、数字化传输、数字化解码的基本理论、算法定义和协议规范之后，对其如何进行系统的构成，如何以最优 化的性能（如速度）、最低廉的成本（如芯片而积、集成密度等）来实现该系统的技术。 2、什么是集成电路IC?
集成电路(IC)是指通过一系列特定的加工工艺，将多个晶体管、电阻、电容等器件，按照一定的电路连接集成在一块半导体单品片（如Si或GaAs）
或陶瓷等基片上，作为一个不可分割的整体完成某一特定功能的电路组件 3、什么是集成电路IP?
集成电路IP是经过预先设计、预先验证，符合产业界普片认同的设计规范和设计标准，具有相对独立功能的电路模块或予系统。其具有知识含量高、
占用芯片而积小、运行速度快、功耗低、工艺容差性大等特点，可以复用(Reuse)于SOC、SOPC或复杂ASIC设计中。 4、什么是sOc?
SOC，即嵌入式系统发展的最高形式—一片上系统。从狭义角度讲，它是信息系统核心的芯片集成，是将系统关键部件集成在一块芯片上；从广 义角度讲，SOC是一个微小型系统， 5、光刻的基本原理。
光刻是以某种波长的光为曝光光源，透过掩模版（由不透光的图形组成），照射在涂有光刻胶（光致抗蚀剂）的被加工材料表面上，利用光刻胶的感光性和抗蚀性，经过化学显影，制作出与掩模版图形一致的光刻胶图形。
光刻是复制微细图形的最有效手段之一，是芯片制作的核心技术。 掩模版是一种玻璃板，加了一个反射金属层。
光刻胶是一种光敏组织聚合物，性质与胶卷类似，光能改变它的化学性质。
第1章 嵌入式系统基础知识
4、嵌入式系统的定义和特点是什么？
分别从技术角度和系统角度给出嵌入式系统的定义 技术角度：以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机
系统。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在—起的系统 系统角度：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统
嵌入式系统的特点是什么？
从三要素说：嵌入式：嵌入到对象体系中，有对象环境要求 专用性：软、硬件按对象要求裁减 计算机系统：实现对象的智能化功能
功耗限制、低成本、多速率、环境相关性、系统内核小、专用性强、不可垄断性、产品相对稳定性 具有实时性 课件上的表达：
(1)专用性：与具体应用紧密结合，按照特定的 应用需求进行设计，完成预定的任务。
(2)隐敝性：通常是宿主设备的一个部分，隐藏 在其内部，不为人知。
(3)资源受限：要求小型化、轻量化、低功耗及
低成本，对系统的配置及软件开发有着苛刻的要求。 (4)高可靠性：大多面向控制应用，系统的可靠 性十分重要。
(5)实时性：在一个可预测和有保证的时间段内 对外部事件作出正确的反应。
(6)软件固化：软件固化在只读存储器中，用户 通常不能随意。
5、什么是软件？一般包括几个部分？软件产品的特性是什么？
软件(software)是计算机系统中与硬件(hardware)相互依存的另一部分，它包括程序(program)、相关数据(data)及其说明文档(document)。 其中：
– 程序是按照事先设计的功能和性能要求执行的指令序列； – 数据是程序能正常操纵信息的数据结构；
– 文档是与程序开发维护和使用有关的各种图文资料。
软件是一种逻辑实体，具有抽象性。 软件没有明显的制造过程。
软件在使用过程中，没有磨损、老化的问题。
软件对硬件和环境有着不同程度的依赖性。这导致了软件移植的问题。 软件的开发至今尚未完全摆脱手工作坊式的开发方式，生产效率低。 软件是复杂的，而且以后会更加复杂。 软件的成本相当昂贵。
软件工作牵涉到很多社会因素。
6、嵌入式系统的一般分为哪几层？每层的具体作用是什么？ 应用层——》操作系统层——》驱动层——》硬件
? 驱动层
驱动层是直接与硬件打交道的一层，它对操作系统和应用提供所需的驱动的支持。该层主要包括三种种类型的程序。
? 操作系统层
操作系统是计算机中最基本的程序。操作系统负责计算机系统中全部软硬资源的分配与回收、控制与协调等并发的活动；操作系统提供用户接口，使用户获得良好的工作环境；操作系统为用户扩展新的系统功能提供软件平台。
? 应用层
应用层软件主要由多个相对独立的 应用任务组成
每个应用任务完成特定的工作，如I/O任务、计算的任务、通信任务等，由操作系统调度各个任务的运行。
7、嵌入式处理器一般分为哪几类？ 嵌入式处理器分类 口微控制器(MCU) 口微处理器( MPU)
口数字信号处理器(DSP) 口片上系统(SOC)
8、常用电平标准有哪些？理解电平匹配的含义。 常用的电平标准
TTL：Transistor-Transistor Logic 三极管结构。
Vcc：5V：VOH>=2.4V；VOL<=0.5V VIH>=2V；VIL<=0.8V LVTTL(Low Voltage TTL)
LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的
Vcc：3.3V：VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V Vcc：2.5V：VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor
Vcc：5V：VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V LVCMOS (Low Voltage CMOS)
LVCMOS又分3.3V、2.5V以及更低电压的
Vcc：3.3V：VOH>=3.2V；VOL<=0.1V；VIH>=2.0V；VIL<=0.7V Vcc：2.5V：VOH>=2.0V；VOL<=0.1V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V ECL：Emitter Coupled Logic 发射极耦合逻辑电路 Vcc=0V，Vee：-5.2V ：
VOH=-0.88V；VOL=-1.72V；VIH=-1.24V；VIL=-1.36V PECL（Positive ECL ）
Vcc=5V: VOH=4.12V；VOL=3.28V；VIH=3.78V；VIL=3.64V LVPECL（low voltage PECL ）
Vcc=3.3V； VOH=2.42V；VOL=1.58V；VIH=2.06V；VIL=1.94V ECL：Emitter Coupled Logic 发射极耦合逻辑电路 Vcc=0V，Vee：-5.2V ：
VOH=-0.88V；VOL=-1.72V；VIH=-1.24V；VIL=-1.36V PECL（Positive ECL ）
Vcc=5V: VOH=4.12V；VOL=3.28V；VIH=3.78V；VIL=3.64V LVPECL（low voltage PECL ）
Vcc=3.3V； VOH=2.42V；VOL=1.58V；VIH=2.06V；VIL=1.94V LVDS：Low Voltage Differential Signaling 低压差分信号传输
LVDS使用注意：可以达到600M以上，PCB要求较高，差分线要求严格等长。 差分幅度输出为350mV～400mV，输入阈值为100mV 三星S3C2440A支持电平标准：CMOS、TTL、LVCMOS
9、什么是集成电路的封装？封装考虑的主要因素有哪些？常用的封装有哪些？ 封装指把硅片上的电路管脚，用导线接引到外部接头处，以便与其它器件连接。 需考虑的因素：安装半导体集成电路芯片用的外壳 安放、固定、密封、保持芯片和增强电热性能 内部芯片与外部电路的连接
常用封装：DIP( Dual In-line Package) 双列直插封装
PLCC(Plastic Leaded Chip Carriu) 带引线的塑料芯片载体 PQFP( Plastic Quad Flat Package)塑料方形扁平封装 SOP( Small Outline Package)小外型封装
PGA(PiⅢGrid Array Package)，插针网格阵列封装 BGA(Ball Grid Array Package)，球珊阵列封装 CSP(Chip Size Package)，芯片级封装 10、目前常用的嵌入式操作系统有哪些？
? 按收费模式划分
– 商用型Vxworks, Nucleux ，PlamOS, Symbian, WinCE, QNX,
pSOS,VRTX,Lynx OS, Hopen, Delta OS
– 免费型Linux, μCLinux,μC/OS-Ⅱ,eCos,uITRON
? 按实时性划分
– 硬实时Vxworks
– 软实时WinCE,RTLinux – 无实时Embedded Linux
11、名词解释：抖动、容忍度、预加重和均衡
抖动(Jitter)：衡量系统发送一致性和稳定性的指标。数据发送端的抖动越小越好，抖动越小，说明发端的稳定性和一致性越好，越利于收端无误的 接受信息。
容忍度( Tolerance)：指收端对发端的抖动不敏感或任耐程度，表示收端恢复数据的能力。接收端的容忍度越大越好，容忍度大，说明即使到达收 端的数据有一定的抖动，收端也能正确地恢复数据信息。
预加重(Pre-emphasis)：高速信号在距离传输过程中，其高频分量的衰减远大于低频分量，所以需要对高频分量预先补偿，其目的是使信号在收端 频谱能量均衡，信号失真小。
均衡(Equalization)：也是改善频谱，校正信号失真的有效手段，其在收端通过数字处理校正传输过程中的失真。
12、嵌入式系统设计的主要步骤？
需求分析- - - - -》规格说明- - - - -》体系结构设计- - - - -》构件设计- - - - -》系统调试与集成 交叉开发环境：
宿主机(Host)，是用于开发嵌入式系统的计算机。一般为PC机（或者工作站），具备丰富的软硬件资源，为嵌入式软件的开发提供全过程 支持。
目标机(Target)，即所开发的嵌入式系统，是嵌入式软件的运行环境，其硬件软件是为特定应用定制的。
在开发过程中，目标机端需接收和执行宿主机发出的各种命令如设置断点、读内存、写内存等，将结果返回给宿主机，配合宿主机各方而的 工作。
13、理解嵌入式系统的交叉开发环境。
? 交叉开发环境是指用于嵌入式软件开发的所有工具软件的集合，一般包括：
– 文本编辑器 – 交叉编译器 – 交叉调试器
– 仿真器 – 下载器等
? 交叉开发环境由宿主机和目标机组成，宿主机与目标机之间在物理连接的基础上建
立起逻辑连接。
14、理解嵌入式软件的调试环境和固化环境的区别。
第2章 嵌入式处理器体系结构 15、CISC、RISC的特点是什么？
asc:复杂指令集(Complex Instruction Set Computer)，具有大量的指令和寻址方式，指令长度可变。8/2原则：80%的程序只使用20%的指令，大多数程序只使用少量的指令就能够运行 RISC;精简指令集(Reduced Instruction Set Camputer)，只包含最有用的指令，指令长度固定，确保数据通道快速执行每一条指令，使CPU硬件结 构设计变得更为简单
16、哈佛结构、冯诺依曼结构的区别？
哈佛结构：程序存储器与数据储存器分开；提供了较大的带宽；适合数字信号处理；大多数DSP都是哈佛结构 冯诺依曼结构：单一处理部件完成计算、存储及通信功能；线性组织的定长存储单元（地址）；存储空间的单元（地址）是直接寻址的；使用低级
机器语言，其指令完成基本操作码的简单操作；对计算进行集中的顺序控制（程序存储）；首次提出“地址”和“程序存储”的概念 17、ARM处理器的特点？
1．低功耗、低成本、高性能 2．采用RISC体系结构 3．大量使用寄存器 4．高效的指令系统
18、ARM v7体系结构定义了哪3种不同的处理器配置，其各自的应用特点是什么？ Profile A是而向复杂、基于虚拟内存的os和应用的 Profile R是针对实时系统的
Profile M是针对低成本应用的优化的微控制器的。 19、简述下ARM处理器存储的大端模式和小端模式？
大端模式：字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中 小端模式：低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节 20、ARM处理器的七种工作模式是什么？ARM的两种工作状态呢？
嵌入式系统设计原理应用复习题自制版(电子科大)
