MIP201 Microcontroller Programming – Bộ ôn tập cuối kỳ số 1 (140 câu)

Khi một luồng (thread) đang chờ đợi sự kiện xảy ra, theo API Mbed, nó sẽ ở trạng thái nào? Trả lời này dựa trên mô hình quản lý luồng (thread management model) của Mbed. Theo mô hình này, một luồng có thể ở các trạng thái khác nhau như: Running (chạy), Waiting (đợi), Terminated (đã kết thúc), Inactive (không hoạt động), Ready (đã sẵn sàng). Trong trường hợp một luồng đang chờ đợi sự kiện xảy ra, nó sẽ ở trạng thái Waiting (đợi). Điều này có nghĩa là luồng đang chờ đợi một sự kiện nào đó xảy ra trước khi nó có thể tiếp tục thực hiện các hành động tiếp theo. Ví dụ, một luồng có thể đang chờ đợi một tín hiệu từ thiết bị ngoại vi trước khi nó có thể tiếp tục thực hiện các hành động tiếp theo.

Theo Flynn's Taxonomy, kiến trúc loại nào được sử dụng phổ biến nhất trong hệ thống tích hợp (embedded systems)? Flynn's Taxonomy là một mô hình phân loại kiến trúc máy tính, được phát triển bởi Michael J. Flynn vào năm 1966. Theo mô hình này, kiến trúc máy tính được phân loại thành bốn loại chính: SISD, SIMD, MISD và MIMD. Trong đó, SISD (Single Instruction, Single Data) là kiến trúc loại mà một bộ xử lý thực hiện một lệnh và một dữ liệu tại một thời điểm. Kiến trúc SISD thường được sử dụng trong các hệ thống có yêu cầu tính toán đơn giản, như các hệ thống đo lường, điều khiển và các thiết bị điện tử tiêu dùng. Vì vậy, kiến trúc SISD là loại kiến trúc được sử dụng phổ biến nhất trong hệ thống tích hợp (embedded systems).

Mbed Online Compiler (Mbed Tool Compiler [Kit Studio Cloud IDE]) là một công cụ trực tuyến cho phép lập trình viên tạo và biên dịch mã cho các thiết bị IoT mà không cần phải cài đặt hoặc cấu hình trước. Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn tuyệt vời cho những người mới bắt đầu hoặc những người muốn nhanh chóng thử nghiệm ý tưởng của mình. Không giống như các công cụ lập trình khác, Mbed Online Compiler không yêu cầu cài đặt hoặc cấu hình trước, điều này giúp tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sự phức tạp. Ngoài ra, công cụ này cũng cho phép người dùng truy cập vào các tính năng và công cụ lập trình tiên tiến mà không cần phải tải xuống hoặc cài đặt bất kỳ phần mềm nào. Tóm lại, Mbed Online Compiler là một công cụ trực tuyến mạnh mẽ và linh hoạt cho phép người dùng tạo và biên dịch mã cho các thiết bị IoT mà không cần phải cài đặt hoặc cấu hình trước.

Trend công nghệ nào đã giúp tăng tốc sự phát triển của Internet? Trước đây, các thiết bị điện tử như máy tính, điện thoại di động,... đều có kích thước lớn và tiêu thụ nhiều năng lượng. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ, các chip điện tử đã trở nên nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng hơn. Điều này đã giúp tăng tốc độ xử lý và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng, từ đó giúp tăng tốc sự phát triển của Internet. Các chip điện tử nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng đã giúp giảm thiểu chi phí sản xuất và tăng cường khả năng kết nối, từ đó giúp Internet phát triển nhanh chóng.

Mbed platform là một nền tảng phát triển phần mềm cho các thiết bị Internet of Things (IoT). Mbed OS là một phần quan trọng của Mbed platform, bao gồm các thư viện, nhân hệ điều hành (RTOS core), giao diện phần cứng (HAL) và API. Mbed OS cung cấp một môi trường phát triển phần mềm thống nhất cho các thiết bị IoT, giúp các nhà phát triển dễ dàng tạo ra các ứng dụng và giải pháp IoT. Với Mbed OS, các nhà phát triển có thể truy cập vào các thư viện và công cụ cần thiết để phát triển các ứng dụng IoT, bao gồm các thư viện mạng, thư viện cảm biến và thư viện giao tiếp. Mbed OS cũng cung cấp một nhân hệ điều hành nhỏ gọn và hiệu suất cao, giúp các thiết bị IoT hoạt động một cách ổn định và hiệu quả.

Kỹ thuật nào cho phép tín hiệu số mô phỏng đầu ra tương tự bằng cách thay đổi thời gian bật và tắt?

Cortex-M4 là một loại vi xử lý được thiết kế bởi ARM. Một trong những đặc điểm quan trọng của vi xử lý này là cấu trúc chuỗi xử lý (pipeline). Cấu trúc chuỗi xử lý là một chuỗi các bước xử lý được thực hiện liên tiếp nhau trong vi xử lý. Đối với Cortex-M4, cấu trúc chuỗi xử lý có 3 bước chính. Điều này cho phép vi xử lý thực hiện các lệnh một cách nhanh chóng và hiệu quả. Cấu trúc chuỗi xử lý 3 bước giúp giảm thiểu thời gian xử lý và tăng cường hiệu suất của vi xử lý. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu xử lý nhanh chóng và hiệu quả như trong các hệ thống tự động hóa, thiết bị điện tử và các ứng dụng khác.

ĐigitalInput là một giao diện trong Mbed API, được sử dụng để đọc giá trị của một cổng vào số. Giao diện này cho phép bạn đọc trạng thái của một cổng vào số, chẳng hạn như trạng thái cao (1) hoặc thấp (0). Điều này rất hữu ích khi bạn cần đọc giá trị của một cảm biến hoặc một nút bấm. Để sử dụng giao diện DigitalInput, bạn cần tạo một đối tượng DigitalIn và gọi phương thức read() để đọc giá trị của cổng vào số. Phương thức read() sẽ trả về giá trị của cổng vào số, có thể là 0 hoặc 1. Giao diện DigitalInput rất đơn giản và dễ sử dụng, nhưng nó rất hữu ích khi bạn cần đọc giá trị của một cổng vào số.

Tính chất chính của giao tiếp serial là truyền dữ liệu một bit một lần, theo thứ tự. Điều này có nghĩa là dữ liệu được truyền một bit một lần, theo thứ tự từ trái sang phải hoặc từ trên xuống dưới. Giao tiếp serial thường được sử dụng trong các ứng dụng truyền thông như truyền dữ liệu qua cáp mạng, truyền tín hiệu qua không khí v.v. Giao tiếp serial có ưu điểm là dễ dàng thực hiện và không yêu cầu nhiều nguồn lực, nhưng nó cũng có nhược điểm là tốc độ truyền dữ liệu chậm hơn so với giao tiếp parallel.

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần hiểu về các hàm cơ bản của API Mbed được sử dụng để cấu hình hoặc tạo khung cho giao tiếp I2C. Các hàm này bao gồm việc khởi động, dừng, bắt đầu và cấu hình tần số giao tiếp. Tuy nhiên, hàm không phải là một phần của các hàm cơ bản này là hàm putc(int ch, FILE *stream). Hàm này được sử dụng để đưa ký tự vào một luồng dữ liệu, nhưng nó không liên quan trực tiếp đến việc cấu hình hoặc tạo khung cho giao tiếp I2C. Thay vào đó, nó thuộc về các hàm cơ bản của API Mbed được sử dụng để nhập/ xuất dữ liệu.

Khi sử dụng DigitalIn Interface để đọc giá trị từ một chân vào, nó sẽ trả về một giá trị integer. Giá trị này phụ thuộc vào mức điện áp trên chân vào. Nếu mức điện áp trên chân vào là 0V, DigitalIn Interface sẽ trả về giá trị 0. Điều này là vì DigitalIn Interface thường sử dụng mức điện áp 3.3V hoặc 5V làm mức điện áp tham chiếu. Khi mức điện áp trên chân vào bằng 0V, nó sẽ được coi là mức điện áp thấp, và DigitalIn Interface sẽ trả về giá trị 0. Điều này giúp người lập trình viên dễ dàng xác định trạng thái của chân vào.

Trong quản lý nhiệm vụ của hệ điều hành thời gian thực (RTOS), trạng thái 'Blocked' cho biết một nhiệm vụ đang chờ đợi sự kiện trước khi nó có thể tiếp tục thực hiện. Khi một nhiệm vụ đang chạy và cần chờ đợi một sự kiện nhất định, chẳng hạn như nhận một tín hiệu từ thiết bị ngoại vi hoặc chờ đợi một dữ liệu được tạo ra, nó sẽ chuyển sang trạng thái 'Blocked'. Trong trạng thái này, nhiệm vụ sẽ không được thực hiện và sẽ chờ đợi sự kiện mong muốn. Khi sự kiện xảy ra, nhiệm vụ sẽ được kích hoạt trở lại và chuyển sang trạng thái 'Ready' để chờ đợi thời gian thực hiện.

Câu hỏi này hỏi về cơ sở kiến trúc cơ bản của gia đình kiến trúc Arm. Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần hiểu về các loại kiến trúc máy tính khác nhau. RISC (Reduced Instruction Set Computing) là một loại kiến trúc máy tính đơn giản, nơi mỗi lệnh chỉ thực hiện một hành động đơn giản. Điều này giúp tăng tốc độ và giảm chi phí sản xuất. Arm là một trong những ví dụ nổi bật về kiến trúc RISC. Nó được thiết kế để cung cấp hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng, làm cho nó trở thành lựa chọn phổ biến cho các thiết bị di động và máy tính cá nhân.

Để truy cập vào các chân ngoại vi trên một vi điều khiển, người ta thường sử dụng General-Purpose Input/Output (GPIO). GPIO là một loại cổng vào/ra có thể được sử dụng để kết nối với các thiết bị ngoại vi như đèn LED, nút bấm, cảm biến v.v. Nó cho phép người lập trình đọc giá trị từ các chân vào và viết giá trị vào các chân ra. Điều này cho phép người lập trình tương tác với thế giới bên ngoài và tạo ra các ứng dụng thực tế. Ngoài ra, GPIO cũng có thể được sử dụng để tạo ra các giao tiếp với các thiết bị khác như máy tính, điện thoại di động v.v. Tóm lại, GPIO là một công cụ quan trọng trong lập trình vi điều khiển và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Mbed API cung cấp các thư viện cho các loại chuyển đổi khác nhau. Chuyển đổi Analog-to-Digital (ADC) là quá trình chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số. Chuyển đổi Digital-to-Analog (DAC) là quá trình chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu analog. Trong nhiều ứng dụng, cả hai loại chuyển đổi này đều cần thiết. Ví dụ, trong hệ thống điều khiển tự động, ADC được sử dụng để đo các tham số như nhiệt độ, áp suất, v.v. Sau đó, DAC được sử dụng để điều khiển các thiết bị như động cơ, đèn LED, v.v. Vì vậy, Mbed API cung cấp các thư viện cho cả hai loại chuyển đổi này để hỗ trợ các nhà phát triển trong việc tạo ra các ứng dụng phức tạp.