1.論述外設暫存器的作用、分類,以及每種分類完成的功能。
答:外設暫存器又稱為“I/O埠”,處理器對為外部裝置的訪問,就是通過對外設暫存器讀寫完成的。
外設暫存器分為3種:
控制暫存器,用來控制外設行為。
狀態暫存器,用來指示外設的當前狀態。
資料暫存器,用來儲存外設用例的資料。
2.論述嵌入式軟體開發中程式優化的原則、分類,以及每種分類優化的內容。
答:嵌入式程式優化遵循三個原則:等效原則、有效原則、經濟原則。
嵌入式程式優化分為3類:
執行速度優化,在充分掌握軟硬體特性的基礎上,通過應用程式結構調整等手段,來縮短完成指令任務所需的執行時間。
程式碼尺寸優化,在能夠正確實現所需功能需求的前提下,儘可能減小程式的程式碼量。
低功耗優化,在滿足需求的前提下,執行時間儘可能少的小孩硬體資源,以達到節能降耗的目的。
3.論述嵌入式作業系統中的檔案系統的作用,以及它的層次和每個層次的作用。
答:檔案系統提供了線上儲存和訪問包括資料和程式在內的檔案內容的機制。
I/O控制層,為檔案系統的最低層,實現記憶體與磁碟間的資訊轉移。
基本檔案系統層,向適合的裝置驅動程式傳送指令,以完成對磁碟上的物理塊進行讀寫。
檔案組織模組層,將邏輯塊地址轉換成基本檔案系統所用的實體地址。
邏輯檔案系統層,管理元資料。
4.從軟體的架構層次來論述嵌入式軟體系統模型。
答:從軟體的架構層次啦論述嵌入式軟體模型共有3種。
沒有OS和BSP的模型,這種,模型沒有OS的概念,在硬體層上直接是應用程式,應用程式是高的相關的,直接與硬體打交道。
有OS沒有BSP的模型,這種模型有嵌入式OS負責與硬體互動、管理資源、應用程式,利用OS的API和庫間接與硬體打交道。
有OS和BSP的模型,這種模型在OS與硬體層之間多了一層BSP,BSP負責與硬體互動。
5.論述層次化的儲存模型中,都有哪些儲存器,以及它們典型的大小。
答:層次化儲存模型中一般有5種儲存器:
暫存器,一般位於處理器內部,速度最快,容量最小,一般4-64B;
快取記憶體,一般位於處理器和主儲存之間,一般為10-1000KB;
主儲存器,即通常所說的記憶體,一般為10-1000MB;
本地外存,一般指機器上的區別於記憶體的儲存器,此儲存器上的資料不能直接被處理器使用,必須先送入記憶體,然後在提交給處理器,一般為10-1000GB
遠端外存,一般只通過網路與本機互聯的外部裝置,一般為1TB到無窮。
6.論述程式碼尺寸優化的途徑。
答:程式碼尺寸優化一般有3種途徑:
基於指令集的程式碼尺寸優化,即根據具體的處理器的`指令集進行相關程式碼的優化。
程式碼壓縮優化,即通過對程式碼進行重新編碼,以減少輸出序列的形式,但是這個序列是不可以直接執行的。
程式碼編寫技巧,即採用各種程式碼編寫的技巧和方法,比如儘量刪除不必要的全域性變數位操作,不改變的變數儘量申明為常量等。
7.論述實體記憶體直接定址的含義,以及使用實體地址的弊端。
答:所謂實體記憶體直接定址是指,在進行硬體設計的時候,把處理器的地址匯流排直接與主儲存器相連,處理器就可以通過地址匯流排對主儲存器中的資料進行訪問。
使用實體地址的弊端主要有4點:
在使用實體地址的情況下,處理器可以使用的實際記憶體數量就是實體記憶體的總量,如果想訪問更多的記憶體地址,只有增減實體記憶體數量。
在實體記憶體情況下,處理器對所有記憶體的訪問權是一致的,實體記憶體中的所有程式碼,資料等資訊讀寫許可權都是一樣的。
如果在多工的情況下,物理定址也無法為每個獨立的任務提供相應的保護機制,因為所存的任務是執行在同一個地址空間內。
實體記憶體定址方式下的記憶體,無法按照隨需的原則來使用。
8.論述執行速度優化的方法。
答:執行速度優化主要方法如下:
採用好的演算法和資料結構,高效演算法與恰當的資料結構可以使應用程式獲得更高的優化效能,比如二分法查詢比順序查詢要高效,遞迴的時間效率和空間效率都比較差。
減小執行強度,在程式中儘量不要進行復雜的運算,比如浮點數的開放等,對於耗時、耗資源的運算,可以採用空間換時間的方法,多使用移位的和自增指令。
採用迴圈優化和函式優化,對於不需要迴圈變數參加的語句,放到迴圈外,對於迴圈條件的儘量減少判斷。
答:基本的計算機的體系結構主要由4部分組成:
微處理器,從記憶體獲取機器語言指令,編譯,執行,根據指令程式碼,管理自己的暫存器,根據指令或自己的需要修改記憶體內容,相應其他硬體的中斷請求。
儲存器,用來儲存指令和資料。
輸入輸出模組,負責在處理器、儲存器和外部裝置之間交換資料。
系統匯流排,為處理器、儲存器和輸入輸出模組提供資料,控制等訊號通道和傳輸的設施。
10.論述複雜的嵌入式軟體系統架構模型的組成,以及這種模型的優點。
答:複雜的嵌入式軟體系統架構由4部分組成
板極支援包,介於開發板硬體和作業系統之間的一層軟體抽象,主要的目的是抽象作業系統對硬體的操作
作業系統,統一管理硬體資源的軟體系統
應用程式設計介面,是作業系統提供給應用程式的程式設計介面
應用程式,位於最頂層負責系統功能和業務邏輯的實現
這種模型在作業系統與硬體之間對增加了一層BSP由BSP直接與硬體互動,這樣嵌入式作業系統的程式碼變成了與硬體無關的程式碼,提高了程式的移植性,方便嵌入式系統跨平臺移植。