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3. 嵌入式软件技术复习

简述题(作业1)

嵌入式软件技术基础-作业1
1.查阅资料回答嵌入式操作系统有哪几类，并分别举例说明
分时系统
  • Unix
顺序系统
  • Dos
全能操作系统(Rich OS):
  • linux
  • Android
  • IOS
  • Symbian
实时操作系统
  • VxWorks
  • 嵌入式linux
  • Windows CE
  • FreeRTOS
  • RT-Threads
  • uC/OS-II
    2、查阅资料回答如下（嵌入式）处理器有什么特点？并分别举例说明
  • 稳定性强
  • 环境适应性强
  • 体积小
  • 集成功能较多
  • 支持实时多任务
  • 具有存储区保护功能
  • 功耗低
举例:Power PC、ARM
3、简述嵌入式系统开发调试方式有哪几种，如何针对这几种方式搭建开发环境？
  • 模拟器方式
  • 交叉调试
  • 非交叉调试
  • 在线仿真器方式
  • 监控器方式
  • 在线调试器方式
4、常见的嵌入式系统开发方法有哪几种？并比较这几种开发方法的优缺点
  • 面向硬件开发
    • 优点：可以对程序进行实时仿真和测试，可以直接针对硬件进行调试
    • 缺点：需要购买硬件调试工具（如ICE），调试时必需有目标系统
  • 面向操作系统开发
    • 优点：不需要购买硬件调试工具，节省开发成本。最为重要的是，通过使用模拟器和仿真器，可以在没有目标系统的情况下完成相应的开发工作，便于多人同时进行开发工作 
    • 缺点：只能基于操作系统进行应用程序和驱动程序的开发
  • 通过vmware虚拟机:对于低配置的PC不太友好
  • 通过仿真软件:无法达到真机100%的效果
  • 通过安装真机环境:对新手不友好,需要一定时间去熟悉

linux下C开发(作业2)

1.请在linux环境下编写一个程序，使用结构定义
struct student{
int no; /* 学号 */
char name[64]; /* 名称 */
float height; /* 身高 */
};
要求创建3个学生定义，并给三个学生的三个成员都赋上值，写一个show函数依次把所有学生信息显示，要求用vi编辑,并用gcc在Linux下编译，测试通过。提示：创建一个工程student目录，将结构体类型、show()函数原型写到show.h，将show()定义写到show.c里，main()写到main.c 里，.h文件放在include目录下，.c 放到source目录下。
show.h
struct student{
int no;
char name[64];
float height;
};
void show(const struct student stu);
show.c
#include<stdio.h>
#include"./show.h"
void show(const struct student stu){
printf("%d--%s--%f\n",stu.no,stu.name,stu.height);
}
main.c
#include<stdio.h>
#include"./show.h"
int main(){
struct student stu={1,"小明",170.2};
show(stu);
return 0;
}

gdb调试(实验1)

编译链接生成可执行程序，在程序编译链接的过程中注意加上 -g 选项。
gcc -g test.c -o main
gdb调试生成的可执行程序
gdb main

gdb命令

  • 显示源代码
    l
    # 或者
    list
    ​
    图片
    ​
  • 设置断点
    b lineNumber
    # 或者
    break lineNumber
    ​
    图片
    ​
  • 查看断点信息
    info break
    ​
    图片
    ​
  • 执行程序
    r
    # 或者
    run
    ​
    图片
    ​
  • 单步执行（两种）
    n
    # 或者
    next
    ​
    图片
    ​
  • 继续运行
    c
    # 或者
    continue
    ​
    图片
    ​
  • 查看变量值
    p varName
    # 或者
    print varName
    ​
    图片
    ​
  • 修改变量值
    set varName=newValue
    ​
    图片
    ​
  • 查看函数调用堆栈情况
    bt
    ​
    图片
    ​
  • 查看寄存器值
    info registers
    ​
    图片
    ​
  • 显示反汇编
    disassemble functionName
    ​
    图片
    ​

gcc 编译生成动态库/静态库

1.静态库生成

# 生成hello.o文件
gcc -c -I ../include hello.c
# 生成镜态库libhello.a
ar -rcs libhello.a hello.o
# 调用静态库生成可执行文件main
gcc main.c -static -I ../include -L ../lib -lhello -o main

2.动态库生成

# 生成动态库文件libhello.so
gcc hello.c -I../include -fPIC -shared -o libhello.so
# 调用动态库编译连接生成可执行程序main
gcc main.c -I ../include -L ../lib -lhello -o main

makefile(作业3/实验2)

demo1目录结构
├── include
│ └── hello.h
├── lib
│ ├── hello.c
│ ├── hello.o
│ ├── libhello.a
│ ├── libhello.so
│ └── Makefile
└── src
├── main
├── main.c
└── Makefile
静态库生成Makefile
libhello.a:hello.o
ar -rcs libhello.a hello.o
hello.o:hello.c
gcc -c -I../include hello.c
调用静态库makefile生成可执行文件Makefile
main:main.c libhello.a
gcc main.c -static -I ../include -L ../lib -lhello -o main
​
libhello.a:
cd ./../lib && make libhello.a
demo2目录结构
├── hellofirst
│ ├── hellofirst.c
│ ├── hellofirst.h
│ ├── hellofirst.h.gch
│ ├── hellofirst.o
│ └── Makefile
├── hellosecond
│ ├── hellosecond.c
│ ├── hellosecond.h
│ └── Makefile
├── include
│ ├── hellofirst.h
│ └── hellosecond.h
├── lib
│ ├── libhellofirst.a
│ └── libhellosecond.so
├── main
├── Makefile
└── twohellos.c
静态库
libhellofirst.a:hello.o
ar -rcs ../lib/libhellofirst.a *.o
​
hello.o:hellofirst.c
gcc -c hellofirst.c
clean:
rm *.o
动态库
main:hellosecond.c
gcc hellosecond.c -fPIC -shared -o ../lib/libhellosecond.so
根目录Makefile调用 子目录Makefile
main:twohellos.c libhellofirst.a libhellosecond.so
gcc twohellos.c -L ./lib/ -lhellofirst -lhellosecond -o main
libhellofirst.a:
cd hellofirst && make
libhellosecond.so:
cd hellosecond && make
clean:
rm ./hellofirst/*.o ./lib/*.a ./lib/*.so

shell编程题目

试编写一个Shell程序，该程序能接收用户从键盘输入的50个整数，然后求出其总和、最大值及最小值。
sum=0
max=0
min=0
index=0
read nums
for num in $nums
do
# 最值初始化
if [ $index -eq 0 ]
then
max=$num
min=$num
else
# 判断当前值是否最大值
if [ $max -lt $num ]
then
max=$num
fi
# 判断当前值是否为最小值
if [ $min -gt $num ]
then
min=$num
fi
fi
# 求和
sum=`expr $sum + $num`
​
# index++
index=`expr $index + 1`
done
# 输出结果
echo "max:$max"
echo "min:$min"
echo "sum:$sum"
判断一个文件是不是字符设备文件，如果是则将其拷贝到/dev目录下
read filepath
if [ -c $filepath ]
then
mv $filepath /dev
else
echo "no"
fi
实现自动在/home目录下添加50个账号的功能，账号名称为stud1至stud50
i=1
while [ $i -le 50 ]
do
# echo "stud$i"
useradd "stud$i"
i=`expr $i + 1`
done

概念

总线结构
  • 哈佛结构
  • 冯*诺依曼结构
CISC&RISC
  • 复杂指令集计算机(Complex Instruction Set Computer)
  • 精简指令集计算机(Reduced Instruction Set Computer)
大端存储与小端存储 0x12345678
  • 大端存储:字或半字的高位对应内存地址中的低地址
  • 小端存储:高位数对应高地址
存储器管理单元MMU
  • 将虚地址转换成物理地址。
  • 对存储器访问权限的控制。
交叉编译
把在宿主机(开发环境)上编写的高级语言程序编译成可以运行在目标机(生产环境))上的代码，即在宿主机上能够编译生成另一种CPU（嵌入式微处理器）上的二进制程序。
嵌入式系统的开发模式
  • 面向硬件
  • 面向操作系统
什么是嵌入式系统？嵌入式系统主要的特点是什么？
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁减，适于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
  • 稳定性强
  • 环境适应性强
  • 体积小
  • 集成功能较多
  • 支持实时多任务
  • 具有存储区保护功能
  • 功耗低
嵌入式处理器主要有哪几类？分别有什么特点？
  • 嵌入式微处理器（MPU）：运算器、控制器
  • 嵌入式微控制器（MCU）：片内ROM、RAM、总线、I/O口、计数器、看门狗、AD、DA、Flash
  • 数字信号处理器（DSP）：哈佛结构，适用于FFT变换、谱分析、数字滤波等操作，用于音频、视频处理
  • 片上系统（SOC）：USB、GPRS、GPS、IEEE1394、蓝牙，可靠性强、开发时间短
  • 嵌入式微处理器（MPU）：Am186/88、386EX
  • 嵌入式微控制器（MCU）：8051、P51XA
  • 数字信号处理器（DSP）：TMS320系列、DSP56200系列
  • 片上系统（SOC）：M-core、CC2430
BootLoader
  • 在嵌入式系统中，没有像BIOS那样的固件程序，整个系统的加载启动完全由BootLoader完成。
  • BootLoader是操作系统内核之前运行的一段小程序。
    通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射，从而将系统的软硬件环境设置成一个合适的状态，然后加载操作系统内核并运行。
  • 特点
    • 严重地依赖于硬件而实现。
  • 分类
    • 按照功能复杂程度(是否含有Monitor)划分；
    • 按照处理器体系结构划分
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Last modified 3yr ago