山东大学2018级嵌入式系统期末考题回忆及应用实例

本资源是一份山东大学计算机科学与技术学院2018级嵌入式系统原理与应用限选课的期末考试题回忆版，主要涵盖了理论知识和实践应用的考核内容。 首先，课程从基本概念出发，要求考生分析嵌入式系统与普通PC的异同。嵌入式系统与PC的主要区别在于它们的设计目标、功耗限制、实时性和硬件资源的不同。相同点可能包括基本的数据处理和通信功能，但嵌入式系统更注重高效能和特定应用环境下的优化。 接下来，题目涉及R14连接寄存器，这是ARM处理器中的一个重要组成部分，通常用于保存函数调用的返回地址。考生需理解其功能，如保存现场信息、管理函数调用和返回流程等。考生需要描述寄存器的工作原理以及在程序调用中的实际操作过程。 存储器层次结构是计算机硬件的关键概念，包括寄存器、L1、L2缓存、主存和外存等。考生需阐述各个层次的特点，比如L1缓存的高速访问、L2缓存的更大容量和主存的相对慢速但容量大等特点。此外，不同的寻址方式，如直接寻址、间接寻址和变址寻址，也是考察重点，需要解释其工作原理和应用场景。 第二部分涉及计算机体系结构的实际应用，如cache与主存映射。考生需掌握三种常见映射方式（直接映射、组相联映射和全相联映射），比较它们的优缺点，例如缓存命中率、能耗和空间效率等。同时，通过实例分析，考生需将汇编指令翻译成C语言，理解和运用条件语句（如EQ和NE）、循环指令（LOOP）和转移指令（B）。 在实践应用部分，嵌入式系统在智慧生活和自动驾驶中的应用成为讨论热点。考生需要举例说明嵌入式系统如何在这些场景中实现数据采集、处理和控制功能，例如通过传感器数据驱动智能家居设备，或在自动驾驶车辆中进行实时决策支持。 最后，试题包含编程和实验相关的题目。考生需要设计电路图来实现三个开关控制数码管显示功能，这要求对硬件逻辑有深入理解。实验环节包括嵌入式系统登录流程的伪代码编写，解释JNI（Java Native Interface）如何通过接口与C/C++代码交互以控制硬件，以及NFC（近场通信）和socket通信在硬件控制中的应用，这需要对跨平台编程和网络通信有扎实的实践经验。 总结来说，这份考试题旨在检验学生对于嵌入式系统原理的理解，包括基础理论、硬件操作、编程技巧和实际应用案例。对于学习嵌入式系统的学生来说，这是一次综合能力的实战检验。