共NUMPAGES4页-简答题（每题6分，共30分）何谓嵌入式系统?举例说明嵌入式系统的主要应用领域范围。【要点】（1）嵌入式系统定义根据IEEE的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”。当前国内一个普遍被认同的定义是：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、功耗严格要求的专用计算机系统。（2）嵌入式系统的主要应用领域工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、环境工程与自然、机器人比较CISC与RISC两种架构，简述二者的异同点。【要点】嵌入式微处理器采用的指令系统有精简指令集系统（RISC）和复杂指令集系统（CISC）。传统的CISC注重的是强化指令功能，减少程序的指令条数，以达到提高性能的目的。RISC是将重点放在如何使计算机的结构更加简单合理地提高运算速度，而不是单纯地减少指令。它会优先选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令；固定指令长度，减少指令格式和寻址方式种类；简化译码指令格式；在单周期内完成指令等。RISC架构与CISC架构器相比较，其差异处如下：使用相当少的指令类型及寻址模式微程控尽量采用软件架构实现在单一执行的周期内完成指令微处理器中拥有更多的寄存器使用最佳化的程序代码编译微处理器的内存存取主要是用于指令的加载及存储简易的译码指令格式高度并行化处理比较板级支持包（BSP）与通用计算机的基本输入输出系统（BIOS）的异同点。板级支持包是介于主板硬件和操作系统驱动层程序之间的层。一般认为它属于操作系统的一部分，主要是实现对操作系统的支持，为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包，使之能与硬件主板更好地运行。BSP主要做的工作是系统初始化和硬件相关的设备驱动。具有操作系统相关性、硬件相关性的特点。在系统启动之初，BSP所做的工作类似于通用计算机的BIOS，也是负责系统加电、初始化各种设备、装入操作系统。BSP与BIOS的主要区别有以下几个方面。（1）BSP是与操作系统相适应的，但是BIOS却是和所在的主板相适应的。也就是说，BSP主要是为了让硬件支持某种嵌入式操作系统，BIOS是为了所有操作系统都能够在其所在的硬件上正常工作。（2）开发软件人员可以对BSP做一定的修改，加入自己想加入的一些东西（比如各类驱动程序甚至一些应用程序），但BIOS一般不能更改，开发人员只能对其进行升级或者更改配置的操作。相对来讲，嵌入式开发人员对于BSP的自主性更大。（3）一个BSP对应一个硬件和一个嵌入式操作系统，即同一个处理器可能对应多个BSP，同一个嵌入式操作系统针对不同的处理器也需要不同的BSP。一个BIOS是对应一个硬件和多个操作系统，也就是说，BIOS对应于一定条件下的硬件，跟操作系统无关。简述嵌入式系统软硬件协同设计与传统的嵌入式系统设计的基本过程。【要点】嵌入式系统软硬件协同设计始终将待设计的系统硬件与软件同时考虑与权衡，以利于系统的整体性能优化。设计流程总体上可分为几个阶段：系统描述、软硬件划分、协同综合、协同仿真与验证，最后系统集成。软硬件协同设计还强调利用现有资源，即重用构件和IP核。传统的嵌入式系统开发方法缺乏统一的软硬件协同表示方法。在实际的设计过程中，通常采用“硬件优先的原则”，因此导致设计周期可能很长。硬件设计工作带有一定的盲目性。在设计初期没有对软硬件进行统一描述，从而无法实现软件和硬件的优化和平衡。简述嵌入式系统的存储子系统中可能出现的存储器形式。【要点】嵌入式系统的存储子系统可以有各种类型的存储器：（1）在一个微控制器中存储临时数据和堆栈的内部寄存器（2）微控制器的内部ROM/PROM/EPROM（3）存储临时数据和堆栈的外部RAM（4）内部高速缓存（5）存放处理结果的非易失存储器EEPROM或者闪存（6）保存嵌入式软件的外部ROM或者PROM（7）端口的RAM内存缓冲区（8）高速缓存以上各种存储器并不是每个嵌入式系统所必须具备的，应该根据系统的性能要求和处理器的功能来决定。简述嵌入式系统的高速缓冲缓存Cache的替换算法。【要点】当发生失效时，替换算法决定应替换哪一块。直接映像Cache中只有1个块，因此不需要选择，不命中的时候直接替换这个块。在组相联和全相联Cache中有多个块可供选择，其主要的替换算法有三种：（1）随机法。（2）先进先出法（FIFO）。（3）最近最少使用法（LRU）。简述嵌入式处理器外围硬件的扩展方式。【要点】嵌入式处理器基本的外围硬件扩展包括了三种类型：内部模块扩展、总线扩展、GPIO扩展。（1）内部模块扩展的概念为：通过增加外部电路，完成处理器内