第一篇：嵌入式Linux考試習題總結

第1章

1．嵌入式系統是指操作系統和功能軟件集成于計算機硬件系統之中。嵌入式系統一般有3個主要的組成部分：硬件、實時操作系統以及應用軟件。

2．嵌入式系統的三要素是嵌入、專用、計算機；即以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

3.目前國際較為知名的有：VxWorks、NeutrinoRTOS、Nucleus Plus、OS/

9、VRTX、LynuxOS，RTLinux、BlueCat RT等。

4．嵌入式系統一般由硬件層、中間層、軟件層和功能層組成。其作用分別如下：

（1）硬件層 ：由嵌入式微處理器、外圍電路和外設組成。操作系統和應用程序都可以固化在ROM或者Flash中。為方便使用，有的模塊在此基礎上增加了LCD、鍵盤、USB接口，以及其他一些功能的擴展電路。

（2）中間層 ：硬件層與軟件層之間為中間層，其作用將系統軟件與底層硬件部分隔離，使得系統的底層設備驅動程序與硬件無關；

（3）軟件層 ：主要是操作系統，有的還包括文件系統、圖形用戶接口和網絡系統等。操作系統是一個標準的內核，將中斷、I/O、定時器等資源都封裝起來，以方便用戶使用。（4）功能層 ：由基于操作系統開發的應用程序組成，用來完成對被控對象的控制功能。5．非占先式調度法也稱作合作型多任務（cooperative multitasking），各個任務彼此合作共享一個CPU。中斷服務可以使一個高優先級的任務由掛起狀態變為就緒狀態。但中斷服務以后控制權還是回到原來被中斷了的那個任務，直到該任務主動放棄CPU的使用權時，那個高優先級的任務才能獲得CPU的使用權。當系統響應時間很重要時，要使用占先式（preemptive）內核。最高優先級的任務一旦就緒，總能得到CPU的控制權。當一個運行著的任務使一個比它優先級高的任務進入了就緒態，當前任務的CPU使用權就被剝奪了。6．在實時系統中，如果系統在指定的時間內未能實現某個確定的任務，會導致系統的全面失敗，這樣的系統被稱硬實時系統。在弱實時系統中，超時卻不會發生致命的錯誤。其實時性的要求比硬實時系統要差一些。

7．嵌入式系統的設計步驟及各部分的主要工作如下。（1）需求分析階段，羅列出用戶的需求；

（2）體系結構設計階段，描述系統的功能如何實現；

（3）詳細設計階段，進行硬件系統與軟件系統的分類劃分，以決定哪些功能用硬件實現，哪些用軟件實現；

（4）系統集成，把系統的軟件、硬件和執行裝置集成在一起，進行調試，發現并改進在設計過程中的錯誤；

（5）系統測試，對設計好的系統進行測試，看其是否滿足給定的要求。8．Linux作為嵌入式操作系統的優勢主要有以下幾點：

（1）可應用于多種硬件平臺。

（2）Linux的高度模塊化使添加部件非常容易。

（3）Linux是一個和Unix相似、以內核為基礎的、具有完全的內存訪問控制，支持大量硬件的一種通用操作系統。

（4）Linux可以隨意地配置，不需要任何的許可證或商家的合作關系。

（5）Linux帶有Unix用戶熟悉的完善的開發工具。其強大的語言編譯器GCC，C++等也可以很容易得到，不但成熟完善，而且使用方便。9． Linux執行進程調度一般是在以下情況發生的：（1）正在執行的進程運行完畢；

（2）正在執行的進程調用阻塞原語將自己阻塞起來進入等待狀態；（3）正在執行的進程調用了P原語操作，從而因資源不足而被阻塞；（4）執行中的進程提出I/O請求后被阻塞；（5）系統分配的時間片已經用完；

（6）就緒隊列中的某個進程的優先級變得高于當前運行進程的優先級。

第4章

1、Linux 內核的編譯菜單有好幾個版本，運行：

（1）make config：進入命令行，可以一行一行的配置，但使用不十分方便。

（2）make menuconfig：大多數開發人員使用的Linux 內核編譯菜單，使用方便。

（3）make xconfig：在2.4.X 以及以前版本中xconfig 菜單是基于TCL/TK 的圖形庫的。

2、在完成內核的裁減之后，內核的編譯就只要執行以下幾條命令： make clean

編譯內核之前先把環境給清理干凈。make dep

編譯相關依賴文件 make zImage

創建內核鏡像文件 make modules 創建內核模塊。

make install

把相關文件拷貝到默認的目錄。

3、此命令是裝載壓縮映像文件zImage到flash存儲器中，地址是kernel分區，并采用xmodem傳輸協議。

4、此命令是設置網卡1的地址192.168.1.1，掩碼為255.255.255.0，不寫netmask參數則默認為255.255.255.0。

5、此命令將nfs服務的共享目錄sharedir加載到/mnt/nfs。

6、此命令是裝載根文件系統root.cramfs到flash存儲器中，地址是根文件系統分區，并采用xmodem傳輸協議。

7、這個命令的操作同時進行了分區和格式化，0~128K存放vivi，128K~192K存放VIVI控制臺指令，192K~1216K存放kernel，1216K~4288K存放root，其余部分存放應用程序。

第6章

1．使用虛擬地址尋址整個系統的主存和輔存的方式在現代操作系統中被稱為虛擬內存。虛擬內存的管理方法使系統既可以運行體積比物理內存還要大的應用程序，也可以實現“按需調頁”策略，既滿足了程序的運行速度，又節約了物理內存空間。2．進程內存區域涉及到5種數據段，即：

①代碼段：代碼段是用來存放可執行文件的操作指令。

②數據段：數據段用來存放可執行文件中已初始化全局變量。③BSS段：BSS段包含了程序中未初始化的全局變量。④堆（heap）：用于存放進程運行中被動態分配的內存段，它的大小并不固定，可動態擴張或縮減。

⑤棧：棧是用戶存放程序臨時創建的局部變量。3．在Linux系統中，內核在最高級執行，也稱為“系統態”，在這一級任何操作都可以執行。而應用程序則執行在最低級，即所謂的“用戶態”。在這一級處理器禁止對硬件的直接訪問和對內存的未授權訪問。模塊是在所謂的“內核空間”中運行的，而應用程序則是在“用戶空間”中運行的。它們分別引用不同的內存映射，也就是程序代碼使用不同的“地址空間”。4．共享內存區域是被多個進程共享的一部分物理內存。如果多個進程都把該內存區域映射到自己的虛擬地址空間，則這些進程就都可以直接訪問該共享內存區域，從而可以通過該區域進行通信。共享內存是進程間共享數據的一種最快的方法，一個進程向共享內存區域寫入了數據，共享這個內存區域的所有進程就可以立刻看到其中的內容。5.內存管理利用虛擬文件系統支持交換，交換進程(swapd)定期由調度程序調度，這也是內存管理依賴于進程調度的唯一原因。當一個進程存取的內存映射被換出時，內存管理向文件系統發出請求，同時，掛起當前正在運行的進程。

第9章

1．參考答案：

Mutex互斥量，用于操作某個臨界資源時對該資源上鎖，以實現互斥地對獨占資源的使用。Semophore信號燈，信號燈內有一計數器，可以用于對多個同類資源的分配。當資源用完時，申請資源的線程會在信號量上睡眠，有線程釋放資源時，再將該線程喚醒繼續運行。

Condition條件變量，條件變量用于等待信號。當一個線程需要等待某個信號時，就可到條件變量上等待，當信號具備時，系統會喚醒該線程繼續運行。2．參考答案：

本地：共享內存+信號量，適合于大量數據傳輸。Linux支持系統V和POSIX的共享內存和信號量。（5分）

遠程：Socket+應用協議。適合于跨網絡的（大量）數據傳輸。Linux支持BSD的socket。應用層協議需要自行設計。（5分）

3．答案要點：程序是編譯后形成的可執行代碼，是靜止的。進程是程序的一次執行，是活動的。線程是進程的可執行單元，同一進程的不同線程共享進程的資源和地址空間。4．兩種實現方法，一種是繼承Thread,另外一種是實現接口Runnable。

同步的實現方法有兩種，分別是synchronized, wait與notify。用synchronized可以對一段代碼、一個對象及一個方法進行加鎖。用wait與notify可以使對象處于等待及喚醒方式導致同步，因為每個對象都直接或間接的繼承了Object類。

5、什么是BootLoader？主要有幾種工作模式及主要功能是什么？ 答：

Bootloader就是操作系統內核運行的一段小程序，完成進行初始化系統硬件設置的任務，（2分）

分為啟動加載模式和下載模式。（1啟動加載模式

啟動加載（Boot laoding）模式是指 Bootloader 從目標機上的某個固態存儲設備上將操作系統加載到 RAM 中運行，整個過程并沒有用戶的介入。（2分）（2）下載模式

在下載模式下，目標機上的 Bootloader 將先通過串口連接或網絡連接等通信手段從宿主機下載文件。（2分）

6、簡述Bootloader有何作用？ 答案要點：(1)首先，bootloader是在特定硬件平臺運行的程序，嚴重依賴于硬件平臺，需要移植；(2)是系統上電之后，第一個運行的程序，系統在上電或復位時通常都從地址 0x0 處開始執行，而在這個地址處安排的通常就是系統的 Boot Loader 程序；(3)bootloader程序的設計目標是啟動嵌入式操作系統，嵌入式操作系統的啟動需要一定的條件，這些條件由bootloader來滿足；(4)Bootloader一般具有對存儲器和網絡接口操作的功能；如擦除、讀寫Flash，通過USB、串口下載文件等

第二篇：嵌入式linu學習心得

嵌入式Linux學習心得

1、Linux命令

ls:查看目錄-l以列表方式查看;ls –l 與ll的功能一樣 pwd: 查看當前的目錄

cd:改變當前操作目錄cd /直接跳到根目錄 cd..回到上一級目錄 cat: 打印顯示當前文件的內容信息

mkdir:創建目錄

fdisk: 查看硬盤分區信息，-l以列表方式查看

->代表是鏈接文件，類似window下的快捷方式。

cp: 復制命令,例子cp 文件名 /home/dir/

mv: 移動或改名，如mv sonf.confsonf.txt(改名)移動：mv sonf.conf / rm:刪除命令，如rm –f test.c;如刪除目錄rm –fr d

man:查看某個命令的幫助，man 命令

2、各系統目錄的功能

drw—r—w--:d代表是目錄，drw代表當前用戶的權限，r代表組用戶的權限，w代表其它用戶的權限。x代表有執行權限。

/boot/gruff.conf: 啟動引導程序

/dev:brw—rw--:b代表是塊設備。Linux設備有三種，塊設備（b開頭）、字符設備(c開頭)、網絡設備。had代表第一個硬盤，hdb代表第二個硬盤。Hdb2代表第二塊硬盤的第二個分區。3，67代表主設備為3，從設備為67./etc:存放的是系統的配置文件。Inittab文件存放不同啟動方式下必須啟動的進程。Inittab文件中有6個啟動level，wait中對應著6個level的目錄，respawn代表當一個進程被意外終止了，但會自動啟動的進程，如守護進程。rc.d目錄中存放了一個rc.sysinit文件，里面存放系統初始化配置信息。/etc還有一個vsftpd里面存放tcp、ftp的配置。

/home : 用戶目錄，存放用戶的文件，/lib：存放庫文件，后綴為so的文件代表動態鏈接庫。

/lost+found：系統意外終止，存放一些可以找回的文件。

/mnt：掛載外部設備，如掛載光驅：mount –t /dev/cdrom/mnt/cdrom，如

果在雙系統中，要查看windows中D盤的文件，首先應該將D盤的文件映射過來，mount –t /dev/hda2/mnt/windows/d

/opt:用戶安裝的應用程序

/proc:是系統運行的映射，比較重要。里面的文件數字代表進程號。每個進程號目錄下包含進程的基本信息。還有其他信息，如cpuinfo等，內核支持的文件系統filesystem等。系統支持的中斷interrupts，iomen代表內存分配情況。ioport存放IO端口號。還有分區信息，modole信息，狀態信息，版本信息

對于Linux的設備驅動程序，有兩種加載模式，一種是直接加載進linux內核，一種是以模塊的方式加載到內核。

/sbin： 系統管理的一些工具。如poweroff關機工具。

/usr: 安裝系統時很多文件放在此目錄下面，包含一些更新等，include包含的頭文件，lib 是Linux的庫文件，src包含Linux2.4的內核源碼

/var：存放是臨時變量

3、

第三篇：嵌入式考試總結

嵌入式系統定義：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

嵌入式系統應用：工業控制火控系統、飛行控制系統、測試儀器、醫療設備、游戲機 應用發展階段：無操作系統的嵌入算法階段、簡單監控式的實時操作系統階段、通用的嵌入式網絡實時操作系統階段

嵌入式系統已經有了近30年的發展歷史，它是硬件和軟件交替發展的雙螺旋式發展

嵌入式系統特點：1 面向特定應用、2 可裁減、3.處理器體系結構和類型多樣化。4.大多都有實時操作系統。5 一般有實時性要求。6資源比較少。7 軟件固化在存儲器芯片中。8 通常要求功耗小。9 集成度高。10嵌入式系統本身不具備自舉開發能力 嵌入式系統的組成：硬件平臺、板級支持包（BSP）、操作系統、應用程序 嵌入式系統硬件平臺：嵌入式處理器、存儲器件、外設接口

嵌入式CPU的特點：1 對實時多任務操作系統具有很強的支持能力。2具有功能很強的存儲區保護功能。3 處理器結構可擴展。4 低功耗。嵌入式CPU的分類：嵌入式微控制器（EMCU）、嵌入式微處理器（EMPU）、嵌入式DSP處理器（EDSP）、嵌入式片上系統（ESoC）

MCU(MicroController Unit)MCU芯片內集成了ROM/EEPOM、RAM、總線、總線邏輯、I/O等必要功能和外設。已有20多年的歷史。如51，98/96。

與MPU比，單片化、體積小，功耗、成本低，可靠性高，能節省系統開支、降低出錯概率和減少高頻干擾適合控制系統。

發展：內核化（內核 +IP、內核 +FPGA、內核+外圍模塊）、專用化（接口單片機、網絡單片機、射頻單片機、數采單片機、電力線載波…）

DSP(Digital Signal Processor)專用于信號處理，采用哈佛體系結構，指令系統特殊，具有較高的編譯效率和指令執行速度。如數字濾波、快速傅立葉變換和離散余弦變換等DSP算法。

MPU(MicroProcessor Unit)由CPU演變而來,32位以上。與通用CPU比，MPU只保留與應用相關的功能和硬件，除去冗余的功能部分，實現最少的功耗和資源，滿足嵌入式需求。與工業控制計算機比，MPU體積小，重量輕，成本低，可靠性高。常見的嵌入式處理器核：ARM、MIPS、PowerPC、68K、x86 SoC(System on Chip)是嵌入式系統多種形式的統一歸宿SOC最大的特點，成功實現軟硬件無縫結合，直接在處理器芯片內嵌入操作系統的代碼模塊。SOC具有極高的綜合性。由于絕大部分系統構件都是在系統內部，整個系統特別簡潔，不僅減少了功耗和體積，并且提高了可靠性，和設計效率。降低內部工作電壓，減少芯片功耗；減少芯片引腳數目，簡化制造過程；簡化外圍驅動單元，優化處理速度； 優化內部電路結構，降低系統噪聲

馮.諾伊曼結構，也稱普林斯頓結構、程序指令存儲器和數據存儲器合并在一起的存儲器結構。程序指令存儲地址和數據存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置，因此程序指令和數據的寬度相同，如英特爾公司的8086中央處理器的程序指令和數據都是16位寬。

哈佛結構:程序指令存儲和數據存儲分開的存儲器結構。程序指令存儲和數據存儲分開，可以使指令和數據有不同的數據寬度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位寬度，而數據是8位寬度。中央處理器首先到程序指令存儲器中讀取程序指令內容，解碼后得到數據地址，再到相應的數據存儲器中讀取數據，并進行下一步的操作（通常是執行）。CISC：復雜指令集 特點是指令數量龐大臃腫，具有大量的指令和尋址方式每個指令不管執行頻度高低都處于同一個優先級，程序員的編程工作相對容易。但它的致命弊端是執行效率低下，處理器的晶體管被大量低效的指令所占據，資源利用率頗為低下。

RISC：精簡指令集 8/2原則：80%的程序只使用20%的指令大多數程序只使用少量的指令就能夠運行。在通道中只包含最有用的指令 確保數據通道快速執行每一條指令使CPU硬件結構設計變得更為簡單嵌入式處理器采用RISC 指令流水：執行指令的過程：(1)取指令（Fetch）(2)譯碼（Decode）(3)取操作數（Fetch Operant）(4)執行指令（Execute）(5)寫回（Write Back）采用指令流水線技術，提高處理器的執行效率

嵌入式處理器的技術指標 ：1.功能：集成的存儲器、外設、接口等的種類和數量；2.字長：字長指數據總線位數；3.處理速度：4.尋址能力：尋址能力取決于地址總線的寬度；5.功耗：工作功耗、待機功耗等，功耗與頻率，功耗與電壓；6.溫度：民用、工業用、軍用、航天等級別。民用范圍為0℃～70℃

嵌入式處理器的選擇：

1、技術指標原則：首要考慮功能，其次考慮對其他芯片的支持情況，再次考慮處理器的字長、尋址空間、主頻、功耗等；

2、熟悉原則: 降低開發風險和難度;

3、成本原則：處理器成本和額外成本；

4、支持工具原則：選擇合適的軟件開發工具；

5、整體原則：全盤考慮處理器和其他部件或軟件的兼容和約束

嵌入式處理器的發展方向：

1、多核結構：在一個處理器中集成兩個或多個完整的CPU核；提升處理器的并行性能。縮短核間的互連和通信延遲。多核結構簡單，易于優化設計。

2、更低的功耗：功耗更小，工作方式：等待、暫停、休眠、空閑、節電等；

3、更先進的工藝和更小的封裝；

4、更寬的工作電壓范圍：3.3～5.5 V 2.2～6 V。最低工作電壓1.8 V。ARM（Advanced RISC Machines）公司是全球領先的16/32位RISC微處理器知識產權設計供應商

ARM優點：全新設計的RISC結構的32位處理器；因為是全新的設計，開始就是32位，沒有歷史遺留問題（比如x86）。所以，更便于對處理器結構進行優化；價格低廉；ARM公司不生產芯片，專心研究處理器內核的解決方案；低功耗

ARM架構：32位ALU31個；32位通用寄存器及6位狀態寄存器；32X8位乘法器；32X32位桶型移位寄存器；指令譯碼及控制邏輯；指令流水線；數據地址寄存器 ARM的流水線結構：一條指令的執行可分成若干階段：（1）取指，從存儲器中取出指令（FETCH）（2）譯碼，指令譯碼（DEC）（3）取操作數，如從寄存器讀取（REG）（4）執行計算（ALU）（5）存儲器訪問，操作數與存儲器有關（Mem）（6）結果寫回寄存器（RES）

程序執行時間：T(proc)=N(inst)*CPI/f(clk)T(proc)：程序執行時間N(inst)：一個程序的指令CPI:執行一條指令的平均周期f(clk):處理器的時鐘周期,減少程序執行時間的關鍵是減少CPI 流水線除了加深流水線的深度和加快時鐘頻率來提高流水線的效率和吞吐率外，還要解決：結構相關：在流水線中重疊執行的指令，產生資源沖突。ARM中采用I-Cache，D-Cache，ALU采用單獨加法器計算地址；數據相關：一條指令需要前面指令的執行結果。定向技術（將ALU結果直接送到ALU輸入）、流水線互鎖（通過硬件檢測，暫停至定向技術可以解決）、編譯器優化；控制相關：分支指令時。指令預測、計算分支轉移成功的PC值

ARM存儲結構：ARM架構處理器的存儲器尋址空間有4GB；有的帶有I-CACHE和D-CACHE；片內不帶RAM和ROM。系統需要的RAM、ROM（包括FLASH）都通過總線外接；由于存儲器尋址空間達4GB，有的片內帶有MMU；允許外接 PCMCIA 存儲器的分類：與CPU的聯系：主存：直接和CPU交換信息；輔存：不能直接和CPU交換信息。按存儲元件使用的材料：半導體存儲器(常作主存)；磁存儲器(磁帶,磁盤)；光存儲器(光盤)。(對半導體存儲器)按讀寫工作方式可分：RAM（隨機存儲器),ROM（只讀存儲器）存儲器技術指標：1.存儲容量,2.存取速度3.易失性4.只讀性5.功耗6.可靠性7.價格 存儲空間的組織：實際存儲器由多種類型和容量的存儲芯片組成。合理安排每個存儲芯片的地址范圍。存儲空間的組織問題實質是地址譯碼電路的設計問題。地址譯碼的過程包括兩個步驟：先選中某個存儲芯片（稱為片選），其次選中片內的某個單元（稱為片內尋址）。片選過程：由譯碼電路對高位地址進行譯碼后產生的片選信號；片內尋址：由地址譯碼電路對低位地址進行譯碼實現存儲單元尋址。常用的片選方法：線選法、全譯碼法、部分譯碼法和混合譯碼法等。

RAM是一種可讀可寫的內存，在上電的情況下才能保持在存儲器中。（1）存放當前正在執行的程序和數據。（2）存放I/O緩沖數據（3）作為中斷服務程序中保護現場信息的堆棧 ROM分類：(1）掩膜型ROM：內容在芯片生產出來之前指定。（2）PROM：一次性編程的只讀存儲器，OTP（Once Time Program）。（3）EPROM：可以修改ROM中的數據，即重復燒錄。紫外線照射。4）E2PROM：斷電情況下保存數據，又能在應用系統中在線修改

Flash存儲器概述：Flash存儲器就是俗稱的閃存，它是一種非易失性存儲芯片，Flash存儲器具有高密度、低價格、非易失性、快速(讀取速度較快)及可用電擦除可編程等特點。Flash存儲器被廣泛應用于各類移動存儲器卡、U盤、數碼相機記憶卡、記憶棒等。

Flash存儲器分類：Flash存儲器主要有NOR Flash存儲器和NAND Flash存儲器兩類。NOR Flash：基于Intel公司所開發的架構，可以隨機讀取任意單元的內容，讀取速度較快。寫入和擦除的速度較低，以塊(Block)為單位進行數據的讀/寫。最大優點是可以直接從Flash中運行程序，缺點是工藝復雜，價格也比較貴。

NAND Flash：基于東芝公司(Toshiba)所開發的結構通過I/O指令的方式進行讀取，因此需要通過驅動程序來讀取。存儲容量較大、成本較低，常用來制作記憶卡。存儲空間是按照塊和頁(Page)的概念來組織的。

接口的功能：外設識別和尋址,速度匹配和緩沖,時序匹配,信息格式匹配和信息類型轉換等。接口的結構：接口一般由數據存儲(緩沖)電路,控制命令邏輯電路,狀態設置和存儲電路構成 接口數據傳輸的方式：1.程序查詢方式。2.中斷方式。3.DMA。

接口設計的過程：接口設計首先在硬件上分析接口兩側情況.然后考慮CPU總線與I/O設備之間信號的轉換.合理選用I/O接口芯片.進行硬件連接.最后進行接口驅動程序分析與設計。總線：是各種信號線的集合，是嵌入式系統中各部件之間傳輸數據、地址和控制信息的公共通路.總線的主要參數:總線帶寬、總線位寬、總線工作頻率等幾個.常用的總線:USB總線.I2C總線.DMA總線.SPI總線.I2S總線.CAN總線.RS232C/485總線.IEEE1394總線等

電路:電路是由若干相互連接、相互作用的基本電子器件組成的具有特定功能的電子系統 電路原理圖:描述元器件或芯片引腳的邏輯連接的圖紙，由元器件、連接、標號等組成。印制電路板（Print Circuit Board，PCB）描述元器件或芯片引腳的物理連接的圖紙

采用嵌入式操作系統的必要性：1提高系統的可靠性2提高開發效率，縮短開發周期3能充分發揮32位CPU的多任務潛力

嵌入式操作系統的特點：具備一般操作系統的基本功能，如任務調度、同步機制、中斷處理和內存管理等外，還有以下特點：(1)可拆裝性(2)支持實時性(3)統一的接口(4)操作方便簡單(5)提供強大的網絡功能(6)強穩定性、弱交互性(7)固化代碼(8)更好的硬件適應性

實時系統主要衡量指標：響應時間（Response Time)控制應用中最重要；生存時間(Survival Time)在此時間內數據有效；吞吐量（Throughout)一定時間內系統可以處理事件的總數 實時操作系統的分類：一.速度分，強實時系統、一般實時系統、弱實時系統.二.確定性分，硬實時系統、軟實時系統.三.軟件結構分，1、單線程程序（1）循環輪詢：特點：對簡單系統易于實現、沒有中斷，不會出現隨機性問題、應用領域有限、對大量I/O服務的應用實現困難、大的程序不便調試，適合慢速系統(2)有限狀態機：特點：小系統易于實現、可以執行快速、只通過輸出功能改變機器的響應、應用領域有限、不能保證確定性、大系統難于調試。（3）事件驅動系統，事件驅動系統是能對外部時間直接響應的系統。包括前后臺、實時多任務、多處理器。是RTOS的主要形式。四.開放性分

1、商用系統：特點：充分滿足了模塊化設計的要求，可把程序按照模塊化的要求自然分解成若干獨立的任務。啟動監控任務程序，提高了系統的可靠性。良好的開發工具，提高了開發效率。特殊設計，避免系統崩潰。產品不斷升級。

2、專用系統，一些專業廠家為本公司產品特制的OS，不提供應用開發者使用。如CISCO的網絡產品的EPOC等。特點：操作系統功能較弱。針對性強、安全性高

3、開放系統，如：各類嵌入式LINUX（RT LINU、μCLINUX）、μC/OS等。特點：源碼公開、功能簡單、技術支持差、系統穩定性差、對開發者要求高。

典型的RTOS包括：

1、RTOS基本內核：RTOS基礎和核心。包括任務管理、中斷管理、基本的通信管理和內存管理。其中對外設的管理只提供中斷管理，不提供具體的操作。

2、擴展內核：方便用戶使用的擴展，建立在基本內核上。如GUI、TCP/IP、瀏覽器、電源管理、文件管理

3、設備驅動接口：在內核和IO間，定義軟硬件的界線，方便RTOS移植和升級。有的統一于RTOS基本內核。

4、API RTOS與通用操作系統的（GPOS）比較：基本設計原則 ：GPOS盡量縮短系統的平均響應時間并提高系統的吞吐率，在單位時間內為盡可能多的用戶請求提供服務。RTOS：采用各種算法和策略，始終保證系統行為的可預測性(predictability)，即在系統運行的任何時刻，在任何情況下，實時操作系統的資源調配策略都能為爭奪資源(包括CPU、內存、網絡帶寬等)的多個實時任務合理地分配資源，使每個實時任務的實時性要求都能得到滿足。與通用操作系統不同，實時操作系統注重的不是系統的平均表現，而是要求每個實時任務在最壞情況下都要滿足其實時性要求.任務調度策略：GPOS：基于優先級的搶先式調度策略，對于優先級相同的進程則采用時間片輪轉調度方式，用戶進程可以通過系統調用動態地調整自己的優先級，操作系統也可根據情況調整某些進程的優先級。RTOS ：采用固定優先級搶先式調度方式，進程的優先級是固定不變的，并且該優先級是在運行前通過某種優先級分配策略來指定的。內存管理：GPOS：虛存管理機制 RTOS：在原有虛存管理機制的基礎上增加頁面鎖。得到 了虛存管理機制為軟件開發帶來的好處，又提高了系統的可預測性。缺點是由于TLB等機制的設計也是按照注重平均表現的原則進行的，因此系統的可預測性并不能完全得到保障，采用靜態內存劃分的方式，為每個實時任務劃分固定的內存區域。這種方式的優點是系統具有較好的可預測性，缺點是靈活性不夠好。中斷處理 GPOS：中斷處理程序的優先級被設定為高于任何用戶進程。RTOS：一種是除時鐘中斷外，屏蔽所有其它中斷，中斷處理程序變為周期性的輪詢操作，這些操作由核心態的設備驅動程序或由用戶態的設備支持庫來完成。優點：充分保證了系統的可預測性。缺點：對環境變化的響應可能不如上述中斷處理方式快，另外輪詢操作在一定程度上降低了CPU的有效利用率。另一種是對于采用輪詢方式無法滿足需求的外部事件，采用中斷方式，其它時間仍然采用輪詢方式。此時中斷處理程序與所以其它任務一樣擁有優先級，調度器根據優先級對處于就緒態的任務和中斷處理程序統一進行處理器調度。這種方式使外部事件的響應速度加快，并避免了上述中斷方式帶來第二個問題，但第一個問題仍然存在。共享資源的互斥訪問 GPOS：采用信號量機制來解決共享資源的互斥訪問 RTOS：對傳統的信號量機制進行了一些擴展，引入了如優先級繼承協議、優先級頂置協議以及Stack Resource Policy等機制，較好地解決了優先級倒置的問題。系統調用以及系統內部操作的時間開銷 進程通過系統調用得到操作系統提供的服務，操作系統通過內部操作（如上下文切換等）來完成一些內部管理工作。為保證系統的可預測性，實時操作系統中的所有系統調用以及系統內部操作的時間開銷都應是有界的，并且該界限是一個具體的量化數值。而在通用操作系統中對這些時間開銷則未做如此限制

系統的可重入性 在通用操作系統中，核心態系統調用往往是不可重入的，當一低優先級任務調用核心態系統調用時，在該時間段內到達的高優先級任務必須等到低優先級的系統調用完成才能獲得CPU，這就降低了系統的可預測性。因此，實時操作系統中的核心態系統調用往往設計為可重入的。

輔助工具 實時操作系統額外提供了一些輔助工具，如實時任務在最壞情況下的執行時間估算工具、系統的實時性驗證工具等，可幫助工程師進行系統的實時性驗證工作。

操作系統的移植：嵌入式操作系統還有一個特點是，針對不同的平臺，系統不是直接可用的，一般需要經過針對專門平臺的移植操作系統才能正常工作。嵌入式操作系統移植的目的是指使操作系統能在某個微處理器或微控制器上運行

操作系統的移植大體可以分為三個層次：結構層次的移植。如果待移植處理器的結構不同于任何已經支持的處理器結構。平臺層次的移植。如果待移植處理器是某種操作系統已支持體系的處理器。板級移植。如果所用處理器已被操作系統支持，就只需要板級移植了。包括驅動程序的編寫和環境變量設置等內容等

Windows CE系統架構：Windows CE屬于比較典型的微內核操作系統。在內核中僅僅實現進程、線程、調度及內存管理等最基本的模塊，而把圖形系統、文件系統及設備驅動程序等等都作為單獨的用戶進程來實現

WinCE系統包括四層結構：應用程序、WinCE內核映像、板級支持包（BSP）、硬件平臺。BSP(Board Support Packet——板級支持包)是介于底層硬件和上層軟件之間的底層軟件開發包，它主要的功能是給上層提供統一接口，同時屏蔽各種硬件底層的差異，以及提供操作系統的驅動及硬件驅動。簡單的說，就是BSP包含了所有與硬件有關的代碼，為操作系統提供了硬件平臺無關性

BSP組成：是一個包括啟動程序Bootloader、OEM適配層程序(OAL)、標準開發板(SDB)和相關硬件設備的驅動程序和配置文件的軟件包。

WinCE BSP組成：OEM改編層，Bootloader，設備驅動，配置文件

Windows CE開發環境搭建：1安裝ActiveSync4.5用于連接WindowsCE設備和安裝桌面Windows的PC機的工具2安裝Visual Studio 2005開發套件3安裝Visual Studio 2005 SP1 4安裝目標設備SDK：Windows Mobile 6 professional SDK，Windows Mobile 6 professional image（CHS）

嵌入式系統的開發模式：嵌入式的開發與通用計算機系統的開發的最大不同是嵌入式系統采用交叉開發的架構。首先，利用主機系統上豐富的資源及良好的開發環境開發和仿真調試目標系統上的軟件。然后通過接口將交叉編譯的目標代碼傳輸到目標系統上，并用交叉調試器在監控程序或實時內核/操作系統的支持下進行實時分析和調度。最后，目標系統在特定的環境下運行

嵌入式系統交叉開發環境：指用于嵌入式軟件開發的所有工具軟件的集合，一般包括文本編輯器，交叉編譯器，交叉調試器，仿真器，下載器等，由宿主機和目標機組成，宿主機與目標機之間在物理連接的基礎上建立起邏輯連接。

嵌入式開發環境的建立：1根據目標系統的處理器體系結構選擇合適的工具和仿真器2根據目標系統上的接口資源，選擇合適的開發主機和目標系統的聯系方式3選擇合適的開發主機操作系統（WINDOWS，LINUX）4在目標機和主機系統安裝相應開發工具，建立開發環境5嵌入式軟件開發工具根據不同的階段分類：需求分析工具，軟件設計工具，編碼調試工具，測試工具，配置管理工具、維護工具等。

嵌入式軟件開發工具根據嵌入式軟件開發分類：與嵌入式QS相關的開發工具，用于開發：基于嵌入式OS的應用，部分驅動程序等；與嵌入式QS無關的開發工具，用于開發：基本的驅動程序，輔助硬件調試程序，系統軟件等

交叉調試器：調試程序和被調試程序運行在不同機器上的調試器。調試器通過某種方式能控制目標機上被調試程序的運行方式。通過調試器能查看和修改目標機上的內存、寄存器以及被調試程序中的變量等。典型的交叉調試器方法：Crash and Burn，ROM Moniter。ROM Emulator，In Circuit E mulator，On Chip Debugging ROM Moniter：ROM Monitor是被固化且運行在目標機上的一段程序，負責監控目標機上被調試程序的運行，與宿主機端的調試器一起完成對應用程序的調試。調試器與ROM Monitor之間的通信遵循遠程調試協議。

ROM Monitor能配合調試器完成：程序映像下載；對目標機系統內存的讀寫；對寄存器的讀寫；設置和清除不同類型的斷點；單步執行指令；復位系統等調試功能

調試過程（1）啟動目標機，監控器掌握對目標機的控制，等待和調試器建立連接；（2）啟動調試器，并和監控器建立起通信連接；（3）使用調試器將應用程序下載到目標機上的RAM空間中；（4）使用調試器進行調試，發出各種調試命令，監控器解釋并執行這些命令，通過目標機上的各種異常來獲取對目標機的控制，將命令執行結果回傳給調試器；（5）如果程序有問題，在調試器的幫助下定位錯誤；修改之后再重新編譯鏈接并下載程序，開始新的調試，如此反復直至程序正確運行為止。

ROM Emulator：ROM Emulator是一種用于替代目標機上的ROM芯片的設備，即ROM仿真器。利用這種設備，目標機可以沒有ROM芯片，但目標機的CPU可以讀取ROM Emulator設備上ROM芯片的內容：ROM Emulator設備上的ROM芯片的地址可以實時地映射到目標機的ROM地址空間，從而仿真（Emulation）目標機的ROM。

ICE（In-Circuit Emulator）是一種用于替代目標機上CPU的設備，即在線仿真器。它比一般的CPU有更多的引出線，能夠將內部的信號輸出到被控制的目標機。ICE上的Memory也可以被映射到用戶的程序空間，這樣即使目標機不存在的情形下也可以進行代碼的調試。連接ICE和目標機時，一般是將目標機的CPU取下，而將ICE的CPU引出線接到目標機的CPU插槽。用ICE進行調試時，在Host端運行的調試器通過ICE來控制目標機上運行的程序。適用于：調試實時的應用系統；調試設備驅動程序；對硬件進行功能和性能的測試；實時性能分析

OCD（On Chip Debugging）是CPU芯片提供的一種調試功能（片上調試），可以認為是一種廉價的ICE功能：OCD的價格只有ICE的20%，但提供了ICE 80%的功能。調試方法：1)將CPU的模式分為一般模式和調試模式2)一般模式下，CPU從內存讀取指令執行3)調試模式下，CPU首先從調試端口讀取指令，通過調試端口可以控制CPU進入和退出調試模式；Host端的調試器可以直接向目標機發送要執行的指令，讀寫目標機的內存和各種寄存器，控制目標程序的運行以及完成各種復雜的調試功能。

軟件仿真器調試的特點：優點:最大好處就是可以不用真正的目標機，可以在目標機環境并不存在的條件下開發目標機上的應用系統，并且在調試時可以利用Host資源提供更詳細的錯誤診斷信息。缺點:和實際的運行環境差別很大；設備模擬的局限性較大；實時特性較差；對Host的資源要求較高。適用范圍：對時間特性沒有嚴格要求、沒有特殊外設、只需要驗證邏輯正確的應用程序

嵌入式軟件測試工具：能夠用來輔助測試的工具，主要用來支持測試人員的工作。一般有內存分析工具，性能分析工具，覆蓋分析工具，缺陷跟蹤工具等。

軟硬件分開設計存在問題:缺少統一的軟硬件表示方法;劃分依靠先驗定義;不能夠驗證整個系統;通過HW/SW邊界時很難發現不兼容問題;缺少成熟的設計流程;上市時間問題;描述更改變得困難

軟硬件協同設計定義：軟硬件共同設計目的是為硬件和軟件的協同描述,驗證和綜合提供一種集成環境

軟硬件協同設計的基本需求：統一的軟硬件描述方式；交互式軟硬件劃分技術 ；完整的軟硬件模型基礎；正確的驗證方法 軟件硬件協同設計的設計流程：用HDL語言和C語言進行系統描述并進行模擬仿真和系統功能驗證;對軟硬件實現進行功能劃分,分別用語言進行設計并將其綜合起來進行功能驗證和性能預測等仿真確認(協調模擬仿真);如無問題則進行軟件和硬件詳細設計;最后系統測試 軟件硬件協同設計的特點：縮短開發周期；取得更好的設計效果；滿足苛刻的設計限制 ； 這種平臺的推出將不僅包含芯片本身，還必須包含完整的開發系統和典型應用實例，而供應商提供的服務和技術支持也當然要成為產品不可分割的一部分 缺點：典型的手動劃分（manual Partition）；固定應用領域(carefully very specialized)；逐漸增長的評估需求支持很弱(no abstract models)；主要強調性能；模型的連貫性在設計重用中不被支持；商業系統更強調協同驗證(co-verification)方面(more achievable goal)

嵌入式系統典型的接口（RS232RS484USB、同步串口及其他串口、I2C、I2S、AC97、LAN等的應用特點）: RS232:采用RS232的三根線進行通信。接口為D型的9針陽性的插頭。低速紅外異步通信接口,支持使用紅外的雙向無線通信，提供發送編碼器和接收解碼器，支持IrDAV1.11的物理鏈路。不支持IR LED驅動器和接收放大器。支持半雙工，最高波特率115.2Kb/s。藍牙 I2C總線接口:由PHILIPS創建的雙線方式串行總線.雙向數據線用于輸入輸出，雙向時鐘線用于控制和采樣,每個設備有一個地址，采用主從方式通信。實現主機與外設間通信.允許多主機，此時采用裁決控制器。I2C單元是處理器內部總線上的設備。USB:Host控制器基于PCI,提高了系統性能,即插即用，無需手動設置地址、中斷……熱插撥，系統不需重啟便可工作.易于擴展，理論上可連接多達127個設備,但一般都只限于連接兩三個設備,真正組網后的系統穩定因素需要探討.USB2.0以低成本實現高達480Mb/s的傳輸率（USB1.0的全速設備可達12Mb/s）接口標準統一、端口供電 AC97控制器:支持AC97 V2.實現話音數字化

內部集成電路聲音控制器（I2S）用于數字立體聲的規程 多媒體卡控制器（MMC）

Boot Loader技術:嵌入式系統中的 OS 啟動加載程序.引導加載程序(包括固化在固件(firmware)中的boot代碼，和Boot Loader兩大部分,是系統加電后運行的第一段軟件代碼).相對于操作系統內核來說，它是一個硬件抽象層,系統的加載啟動任務就完全由 Boot Loader 來完成,在操作系統內核運行之前運行一段小程序

功能:初始化硬件設備,建立內存空間的映射圖,調整系統軟硬件環境,以便操作系統內核啟動

不通用:依賴于硬件,依賴于具體的板級配置 不同的 CPU有不同的Boot Loader 多階段的 Boot Loader:提供更為復雜的功能，以及更好的可移植性,從固態存儲設備上啟動的 Boot Loader 大多都是 2 階段的啟動過程,啟動過程可以分為 stage 1和stage2兩部分 兩種不同的操作模式：一.啟動加載模式:自主（Autonomous）模式,從目標機上的某個固態存儲設備上將操作系統加載到 RAM 中運行,Boot Loader 的正常工作模式

二.下載模式：通過串口連接或網絡連接等通信手段從主機（Host）下載文件,如：下載內核映像和根文件系統映像等。從主機下載的文件通常首先被 Boot Loader 保存到目標機的 RAM 中，然后再被 BootLoader 寫到目標機上的FLASH 類固態存儲設備中。通常在第一次安裝內核與根文件系統時被使用系統更新也會使用 Boot Loader 的這種工作模式,通常都會向它的終端用戶提供一個簡單的命令行接口

第四篇：嵌入式Linux實時操作系統習題總結

第1章

1．嵌入式系統是指操作系統和功能軟件集成于計算機硬件系統之中。嵌入式系統一般有3個主要的組成部分：硬件、實時操作系統以及應用軟件。

2．嵌入式系統的三要素是嵌入、專用、計算機；即以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

3.目前國際較為知名的有：VxWorks、NeutrinoRTOS、Nucleus Plus、OS/

9、VRTX、LynuxOS，RTLinux、BlueCat RT等。

4．嵌入式系統一般由硬件層、中間層、軟件層和功能層組成。其作用分別如下：

（1）硬件層 ：由嵌入式微處理器、外圍電路和外設組成。操作系統和應用程序都可以固化在ROM或者Flash中。為方便使用，有的模塊在此基礎上增加了LCD、鍵盤、USB接口，以及其他一些功能的擴展電路。

（2）中間層 ：硬件層與軟件層之間為中間層，其作用將系統軟件與底層硬件部分隔離，使得系統的底層設備驅動程序與硬件無關；

（3）軟件層 ：主要是操作系統，有的還包括文件系統、圖形用戶接口和網絡系統等。操作系統是一個標準的內核，將中斷、I/O、定時器等資源都封裝起來，以方便用戶使用。（4）功能層 ：由基于操作系統開發的應用程序組成，用來完成對被控對象的控制功能。5．非占先式調度法也稱作合作型多任務（cooperative multitasking），各個任務彼此合作共享一個CPU。中斷服務可以使一個高優先級的任務由掛起狀態變為就緒狀態。但中斷服務以后控制權還是回到原來被中斷了的那個任務，直到該任務主動放棄CPU的使用權時，那個高優先級的任務才能獲得CPU的使用權。當系統響應時間很重要時，要使用占先式（preemptive）內核。最高優先級的任務一旦就緒，總能得到CPU的控制權。當一個運行著的任務使一個比它優先級高的任務進入了就緒態，當前任務的CPU使用權就被剝奪了。6．在實時系統中，如果系統在指定的時間內未能實現某個確定的任務，會導致系統的全面失敗，這樣的系統被稱硬實時系統。在弱實時系統中，超時卻不會發生致命的錯誤。其實時性的要求比硬實時系統要差一些。

7．嵌入式系統的設計步驟及各部分的主要工作如下。（1）需求分析階段，羅列出用戶的需求；

（2）體系結構設計階段，描述系統的功能如何實現；

（3）詳細設計階段，進行硬件系統與軟件系統的分類劃分，以決定哪些功能用硬件實現，哪些用軟件實現；

（4）系統集成，把系統的軟件、硬件和執行裝置集成在一起，進行調試，發現并改進在設計過程中的錯誤；

（5）系統測試，對設計好的系統進行測試，看其是否滿足給定的要求。8．Linux作為嵌入式操作系統的優勢主要有以下幾點：

（1）可應用于多種硬件平臺。

（2）Linux的高度模塊化使添加部件非常容易。

（3）Linux是一個和Unix相似、以內核為基礎的、具有完全的內存訪問控制，支持大量硬件的一種通用操作系統。

（4）Linux可以隨意地配置，不需要任何的許可證或商家的合作關系。

（5）Linux帶有Unix用戶熟悉的完善的開發工具。其強大的語言編譯器GCC，C++等也可以很容易得到，不但成熟完善，而且使用方便。9． Linux執行進程調度一般是在以下情況發生的：（1）正在執行的進程運行完畢；

（2）正在執行的進程調用阻塞原語將自己阻塞起來進入等待狀態；（3）正在執行的進程調用了P原語操作，從而因資源不足而被阻塞；（4）執行中的進程提出I/O請求后被阻塞；（5）系統分配的時間片已經用完；

（6）就緒隊列中的某個進程的優先級變得高于當前運行進程的優先級。

第4章

1、Linux 內核的編譯菜單有好幾個版本，運行：

（1）make config：進入命令行，可以一行一行的配置，但使用不十分方便。

（2）make menuconfig：大多數開發人員使用的Linux 內核編譯菜單，使用方便。

（3）make xconfig：在2.4.X 以及以前版本中xconfig 菜單是基于TCL/TK 的圖形庫的。

2、在完成內核的裁減之后，內核的編譯就只要執行以下幾條命令： make clean

編譯內核之前先把環境給清理干凈。make dep

編譯相關依賴文件 make zImage

創建內核鏡像文件 make modules 創建內核模塊。

make install

把相關文件拷貝到默認的目錄。

3、此命令是裝載壓縮映像文件zImage到flash存儲器中，地址是kernel分區，并采用xmodem傳輸協議。

4、此命令是設置網卡1的地址192.168.1.1，掩碼為255.255.255.0，不寫netmask參數則默認為255.255.255.0。

5、此命令將nfs服務的共享目錄sharedir加載到/mnt/nfs。

6、此命令是裝載根文件系統root.cramfs到flash存儲器中，地址是根文件系統分區，并采用xmodem傳輸協議。

7、這個命令的操作同時進行了分區和格式化，0~128K存放vivi，128K~192K存放VIVI控制臺指令，192K~1216K存放kernel，1216K~4288K存放root，其余部分存放應用程序。

第6章

1．使用虛擬地址尋址整個系統的主存和輔存的方式在現代操作系統中被稱為虛擬內存。虛擬內存的管理方法使系統既可以運行體積比物理內存還要大的應用程序，也可以實現“按需調頁”策略，既滿足了程序的運行速度，又節約了物理內存空間。2．進程內存區域涉及到5種數據段，即：

①代碼段：代碼段是用來存放可執行文件的操作指令。

②數據段：數據段用來存放可執行文件中已初始化全局變量。③BSS段：BSS段包含了程序中未初始化的全局變量。④堆（heap）：用于存放進程運行中被動態分配的內存段，它的大小并不固定，可動態擴張或縮減。

⑤棧：棧是用戶存放程序臨時創建的局部變量。3．在Linux系統中，內核在最高級執行，也稱為“系統態”，在這一級任何操作都可以執行。而應用程序則執行在最低級，即所謂的“用戶態”。在這一級處理器禁止對硬件的直接訪問和對內存的未授權訪問。模塊是在所謂的“內核空間”中運行的，而應用程序則是在“用戶空間”中運行的。它們分別引用不同的內存映射，也就是程序代碼使用不同的“地址空間”。4．共享內存區域是被多個進程共享的一部分物理內存。如果多個進程都把該內存區域映射到自己的虛擬地址空間，則這些進程就都可以直接訪問該共享內存區域，從而可以通過該區域進行通信。共享內存是進程間共享數據的一種最快的方法，一個進程向共享內存區域寫入了數據，共享這個內存區域的所有進程就可以立刻看到其中的內容。5.內存管理利用虛擬文件系統支持交換，交換進程(swapd)定期由調度程序調度，這也是內存管理依賴于進程調度的唯一原因。當一個進程存取的內存映射被換出時，內存管理向文件系統發出請求，同時，掛起當前正在運行的進程。

第9章

1．參考答案：

Mutex互斥量，用于操作某個臨界資源時對該資源上鎖，以實現互斥地對獨占資源的使用。Semophore信號燈，信號燈內有一計數器，可以用于對多個同類資源的分配。

Condition條件變量，條件變量用于等待信號。當一個線程需要等待某個信號時，就可到條件變量上等待，當信號具備時，系統會喚醒該線程繼續運行。2．參考答案：

本地：共享內存+信號量，適合于大量數據傳輸。Linux支持系統V和POSIX的共享內存和信號量。（5分）

遠程：Socket+應用協議。適合于跨網絡的（大量）數據傳輸。Linux支持BSD的socket。應用層協議需要自行設計。（5分）

3．答案要點：程序是編譯后形成的可執行代碼，是靜止的。進程是程序的一次執行，是活動的。線程是進程的可執行單元，同一進程的不同線程共享進程的資源和地址空間。4．兩種實現方法，一種是繼承Thread,另外一種是實現接口Runnable。

同步的實現方法有兩種，分別是synchronized, wait與notify。用synchronized可以對一段代碼、一個對象及一個方法進行加鎖。用wait與notify可以使對象處于等待及喚醒方式導致同步，因為每個對象都直接或間接的繼承了Object類。

5、什么是BootLoader？主要有幾種工作模式及主要功能是什么？ 答：

Bootloader就是操作系統內核運行的一段小程序，完成進行初始化系統硬件設置的任務，（2分）

分為啟動加載模式和下載模式。（1啟動加載模式

啟動加載（Boot laoding）模式是指 Bootloader 從目標機上的某個固態存儲設備上將操作系統加載到 RAM 中運行，整個過程并沒有用戶的介入。（2分）（2）下載模式

在下載模式下，目標機上的 Bootloader 將先通過串口連接或網絡連接等通信手段從宿主機下載文件。（2分）

6、簡述Bootloader有何作用？

答案要點：(1)首先，bootloader是在特定硬件平臺運行的程序，嚴重依賴于硬件平臺，需要移植；(2)是系統上電之后，第一個運行的程序，系統在上電或復位時通常都從地址 0x0 處開始執行，而在這個地址處安排的通常就是系統的 Boot Loader 程序；(3)bootloader程序的設計目標是啟動嵌入式操作系統，嵌入式操作系統的啟動需要一定的條件，這些條件由bootloader來滿足；(4)Bootloader一般具有對存儲器和網絡接口操作的功能；如擦除、讀寫Flash，通過USB、串口下載文件等

第五篇：嵌入式考試筆試

基于雙核處理器的視頻觀瞄設備，同時實現標清分辨率的紅外和可見光兩路模擬復合信號采集和處理，且由兩個內核中的CoreA完成紅外通道視頻信號處理，CoreB完成可見光通道視頻處理，系統需要按照嵌入式系統模式實現“通道關聯”實時紅外信號檢測與目標型號判別。

要求：

1.畫出實現此功能的硬件流程圖和軟件流程圖

2.程序會用到數據結構和數據傳輸流程

3.在多任務情況下，進程和線程的區別與聯系。以及如何保持同步

4.影響實時性的主要參數，以及如何改善。

解：

12數據結構會用到乒乓雙緩沖

3進程是具有一定獨立功能的程序關于某個數據集合上的一次運行活動,進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。

線程是進程的一個實體,是CPU調度和分派的基本單位,它是比進程更小的能獨立運行的基本單位.線程自己基本上不擁有系統資源,只擁有一點在運行中必不可少的資源(如程序計數器,一組寄存器和棧),但是它可與同屬一個進程的其他的線程共享進程所擁有的全部資源.聯系：線程是一個更加接近于執行體的概念，它可以與同進程中的其他線程共享數據，但擁有自己的棧空間，擁有獨立的執行序列。

區別：進程和線程的主要差別在于它們是不同的操作系統資源管理方式。進程有獨立的地址空間，一個進程崩潰后，在保護模式下不會對其它進程產生影響，而線程只是一個進程中的不同執行路徑。線程有自己的堆棧和局部變量，但線程之間沒有單獨的地址空間，一個線程死掉就等于整個進程死掉，所以多進程的程序要比多線程的程序健壯，但在進程切換時，耗費資源較大，效率要差一些。

多任務下的同步：在多任務操作系統下，要保持線程和進程的同步利用：1臨界區2互斥鎖3信號量4事件機制

4．所謂的實時性，也就是從系統發生到系統響應的時間。或者，更廣泛一點，也就是從用戶輸入一個信息到系統處理完以后，返回給用戶的這個反應時間。影響實時性一般有一下幾個方面：

1>中斷響應時間

2>RTOS進程調度響應時間

3>任務切換時間

4>應用程序響應時間

改善：

中斷的響應時間是有處理器決定的，可以有系統設置來改善。或者尋找更好的處理器。

對于進程調度本身，有很多經典的算法，可參考操作系統的理論部分，有些算法的實時性稍高，但整體性就稍差，有些則相反，可以選擇高效的進程調度策略，來提高進程響應速度。另外，盡量減少系統的進程數，進程越少，處理器的負擔越小，響應就越快。進程中屏蔽中斷的地方就越少，則整體響應時間就越快。

采用搶占式內核處理形式

提高應用程序的執行效率