嵌入式操作系统复习

发布 2022-01-12 08:42:28 阅读 3038

第1章。

dsp微处理器。

什么是嵌入式系统?其特点有些什么?

嵌入式系统是“用来控制或监视机器、装置或工厂等大规模系统设备”。以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗样要求的专用计算机系统。

特点:精简内存空间 、待机时间长、可与外界设备连接、动态加载应用程序、网络通信。

常用的嵌入式外围设备?

通信设备、显示设备、储存设备。

以下关于嵌入式系统的理解正确的是( d ).

a. 嵌入式系统的运行平台都是通用计算机。

b.嵌入式系统的软件和硬件相对独立。

c.嵌入式系统具有通用处理器、标准总线和外设。

d.嵌入式系统一般不能再编程。

7. 下面哪一类嵌入式处理器最适合于用于工业控制( b )。

a.嵌入式微处理器 b. 微控制器。

c.dspd. 以上都不合适。

第2章。什么是板级支持包?其作用是什么?

是介于硬件结构和操作系统之间的中间层。

作用:屏蔽底层硬件的多样性,根据操作系统的要求完成对硬件的直接操作,向操作系统提供底层硬件信息并最终启动操作系统。

boot loader的特点?

a、建立让操作系统运行的基本环境。

1、初始化cpu内部寄存器。

2、设定ram工作时序。

3、时钟驱动及中断控制器驱动。

4、串口驱动。

b、完善操作系统运行的环境。

1、完善高速缓存和内存管理单元的驱动。

2、指定程序起始运行位置。

3、完善中断管理。

4、完善系统总线驱动。

u-boot的功能。

系统引导、上电自检、设备的驱动。

rtos实时操作系统(特点:异步的事件响应;切换时间和中断延迟时间确定;优先级中断的调度;抢占式调度;内存锁定;连续文件;同步)

宿主机与目标机之间怎么进行通信?

交叉连接,目标**等方式。

第3章。消息队列,信箱和管道?

消息队列实际上是邮箱队列,在消息队列中允许存放多个消息。

消息信箱:通常是内存空间的一个数据结构,通常是一个指针变量。

管道:多任务,切换等。

多任务是指用户可以在多个应用程序,每个应用程序是一个任务,实际是cpu在许多任务之间转换,调度。将整个程序分解为多个任务模块,商业软件提供的多任务调试环境。

切换是当多任务内核决定运行另外的任务时,保存正在运行任务的当前状态,即保存cpu寄存器中的全部内容。这些内容全部保存在任务自己的栈区中。入栈工作完成以后,就把下一个将要运行的任务的当前状态从任务的栈中重新装入cpu的寄存器,并开始下一个任务的运行。

第4章。异常和中断概念,特点,共性,区分?

中断是主机与外设进行数据通信的重要机制,它负责处理处理器外部的异常事件;异常实质上也是一种中断,只不过它主要负责处理处理器内部事件。

除了外部设备可以发出可以发出中断请求之后,处理器内部也会有一些事件可以发出中断请求,例如读取指令出错或在进行除法运算时除数为零等。为了与外部事件引起的中断相区别,人们把这种由内部事件引起的中断叫做异常。

特点:既不使用中断控制器,又不能被屏蔽。

共性:都是请求处理器打断正常的程序执行流程,进入特定程序的一种机制。若无特别说明,对“异常”和“中断”都不作严格的区分。

区分:中断区别于其他类型的异常,或更精确的说,同步异常区别于异步异常的地方是事件的**,同步异常是由于执行某些指令而从处理器内部产生的,而异步异常事件的**是外部硬件装置。

arm处理器的工作模式?

1、用户模式。

2、快速中断模式。

3、外部中断模式。

4、管理模式。

5、中止模式。

6、未定义模式。

7、系统模式。

寄存器cpsr,spsr的功能各是什么?

cpsr:程序状态寄存器(current program status register) (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。

cpsr在用户级编程时用于存储条件码。

spsr:程序状态保存寄存器(s**ed program status register),每一种处理器模式下都有一个状态寄存器spsr,spsr用于保存cpsr的状态,以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。当特定的异常中断发生时,这个寄存器用于存放当前程序状态寄存器的内容。

在异常中断退出时,可以用spsr来恢复cpsr。由于用户模式和系统模式不是异常中断模式,所以他没有spsr。当用户在用户模式或系统模式访问spsr,将产生不可预知的后果。

arm处理器的中断(异常)响应过程。

1,、将下一条指令的地址存入相应的链接寄存器lr,以便程序在异常处理完成后能够从正确的位置重新开始执行。

2、将cpsr的值复制到相应的spsr中。

3、设置适当的cpsr位,包括改变处理器状态进入arm状态,改变处理器模式进入相应的异常模式,设置中断禁止位禁止相应中断。

4、设置pc使从相应的异常向量地址取下下一条指令执行,从而跳转到相应的异常处理程序处。

第5章。同步与通信概念。

同步: 异步环境下的一组并发执行任务因各自的执行结果互为对方的执行条件,因而任务之间需要互发信号,以使各任务按一定的速度执行。

通信:多任务实时系统中,任务间或中断服务与任务间常常需要交换信息,这种信息传递称为任务间的通信。

死锁概念及产生死锁的原因和必要条件?

死锁是系统中执行的多个并发线程被永久阻塞,因为资源的需求决不能满足。

系统产生死锁有四个必要条件:

互斥条件(独占): 一个资源一次只能被一个进程所使用。

占用并等待条件(部分分配):一个进程已占有了分给它的资源,但仍然要求其它资源。

非抢占条件:一个资源仅能被占有它的进程所释放,而不能被别的进程强行强占。

循环等待条件:在一个进程链中,每个进程至少占用一个其他进程所必需的资源,从而形成一个等待链。

所有四个条件必须同时满足才会出现死锁。四个条件并不完全独立循环等待条件意味着占有并等待条件。分开考虑这些条件是有用的。

死锁的预防,死锁的避免,死锁的检测及恢复。

预防:破坏死锁的必要条件之一,消除产生死锁的可能性,严格地防止死锁的出现。

互斥条件:控制多个进程互斥访问资源。

不可抢占条件:强迫进程暂时释放资源。

部分分配条件: 预先静态分配法。

循环等待条件:有序资源使用法。

避免:不严格限制必要条件,有必要条件也不一定发生。防止系统进入不安全状态,从而避免死锁的发生限制条件较弱,可能获得满意结果。

检测:实际地检查系统中是否存在死锁,并标出那些进程和资源被牵扯在死锁中。实质:

允许死锁的前三个必要条件存在的系统中,检查系统中是否存在循环等待条件(只检测最后一个条件是否发生)。

恢复:(1)杀死所有死锁进程。

2)将死锁进程退回到前一个检查点,并重新从该检查点启动这些进程(如果系统提供了检查点和重新启动机制的话)。这可能会使原来的死锁再次发生,但由于并发系统的不确定性,通常死锁有可能不发生。

3)相继的逐个杀死死锁进程直至死锁不再存在。在每个进程流产后,都要使用死锁检测算法以确定死锁是否依然存在。

4)相继的逐个地抢占死锁进程的资源,直至死锁不再存在。但抢占资源的方法是否可行,往往与资源特性有关。

银行家算法:操作系统在若干个进程间,分配数量一定的共享资源,既要使得每个进程都能满足其对资源的要求,使之完成其运行,同时又要使整个系统不会产生死锁。

银行家问题:银行家如何将总数一定的资金,安全地借给若干个顾客,使这些顾客既能满足对资金的要求,完成其交易,银行家也能收回自己的全部资金不至于破产。

银行家算法过程:

1、进程首先提出对资源的最大需求量;

2、若超过则拒绝分配资源。

3、若能满足则按当前的申请量分配资源;

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