嵌入式系统设计考试考题样本.docx
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嵌入式系统设计考试考题样本
一．简答题:
1.在PXA270和Exynos4412实验系统中,都采用了核心板及母板（主板）结构,请简述这种结构设计的优点和缺点。
答:
核心板是一个六层的小板,主板是一个两层的大板。
两种板子的特征以及要求不同:
核心板的特征是集成性高,结构复杂,成本相对较高,要求要能够高速运行。
主板的特征是扩展性强,可搭载外围设备,成本低廉,相对低速。
设计成两块板子,让成本高的核心板尽量缩小,成本低廉,也便于设计以及维修更换,而且让两种板子都发挥了各自的特性,因此一般设计成两块板。
如果设计成一块板子,两种板子的速度不匹配,设计过程、制作工艺复杂,成本高,出现问题也不好解决,同时主板扩展性强的特性也不好发挥。
可是设计成两块电路板,可能出现的问题集中在两块板子的连接上,如电路设计,传输信息的方式,速度（传输时延）,准确性等。
2.Arm处理器有哪些工作模式和状态?
答:
工作模式:
用户模式、系统模式、快速中断模式、中断模式、管理模式、终止模式、未定义指令模式,
从编程的角度看,ARM处理器的工作状态一般有两种,并能够在两种状态下切换:
第一种为ARM状态,此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令;
第二种为Thumb状态,此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。
3.ATPCS（ARM-ThumbProduceCallStandard）的主要内容是什么?
答:
为了使单独编译的
C语言和汇编语言之间能够相互调用,必须为子程序间的调用规定一定的规则。
ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序调用的基本规则。
其使用规则为:
1.子程序经过寄存器R0~R3来传递参数.这时寄存器能够记作:
A1~A4,被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器R0~R3的内容.
2.在子程序中,使用R4~R11来保存局部变量.这时寄存器R4~R11能够记作:
V1~V8.如果在子程序中使用到V1~V8的某些寄存器,子程序进入时必须保存这些寄存器的值,在返回前必须恢复这些寄存器的值,对于子程序中没有用到的寄存器则不必执行这些操作.在THUMB程序中,一般只能使用寄存器R4~R7来保存局部变量.
3.寄存器R12用作子程序间scratch寄存器,记作ip;在子程序的连接代码段中经常会有这种使用规则.
4.寄存器R13用作数据栈指针,记做SP,在子程序中寄存器R13不能用做其它用途.寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等.
5.寄存器R14用作连接寄存器,记作lr;它用于保存子程序的返回地址,如果在子程序中保存了返回地址,则R14可用作其它的用途.
6.寄存器R15是程序计数器,记作PC;它不能用作其它用途.
7.ATPCS中的各寄存器在ARM编译器和汇编器中都是预定义的。
4.在嵌入式系统设计中,JTAG的主要作用是什么?
答:
1用于烧写FLASH,烧写FLASH的软件有很多种包括jatg.exeflutedflashpgm等等,可是所有这些软件都是经过jtag接口来烧写flash的,由于pc机上是没有jtag接口的,因此利用并口来传递信息给目标板的jtag接口。
因此就需要并口转jtag接口的电路。
2用于调试程序,同时应该注意到jtag接口还能够用来调试程序。
而调试程序（如ARM开发组件中的AXD）为了经过jtag接口去调试目标板上的程序,同样是使用pc的并口转jtag接口来实现与目标板的通信。
这样,并口转jtag接口的电路就有了两种作用。
3仿真器,根据1和2的总结,并口转jtag接口的电路是两种应用的关键,而这种电路在嵌入式开发中就叫仿真器。
并口转jtag接口的电路有很多种,有简单有复杂的,常见的仿真器有Wigger,EasyJTAG,Multi-ICE等。
这些所谓的仿真器的内部电路都是并口转jtag接口,区别只是电路不同或使用的技术不同而已。
二.原理图设计部分
在PXA270实验系统中,有四个七段数码管,其中每两个数码管为一组。
两组数码管的地址分别为0x10300000和0x10400000。
假定系统的驱动程序和测试程序都能够正常运行,测试程序的功能是使四个数码管显示EEEE,请回答如下问题:
（1）如果将驱动程序中数码管的地址0x10300000误写为0x10500000,驱动程序的其它内容不变,执行测试程序会出现什么现象?
答:
EEEE移了一组数码管。
（2）如果将驱动程序中数码管的地址0x10300000误写为0x103000A0,驱动程序的其它内容不变,执行测试程序会出现什么现象?
答:
程序正常运行。
（3）由于系统的需要,与数码管对应的两组地址0x10300000和0x10400000,需要修改为0x04300000和0x04400000,其原理图应当做如何修改?
答:
将B_CS4和和CS5的连线交换。
三．Arm工作模式及汇编部分（10分）
在下面的程序注释中,qij表示问题编号,i∈（0̴4）,j∈（0̴4）。
请回答如下问题:
1:
q00,q01所在行的指令执行的是什么操作?
如果系统在IRQ使能的情况下,有IRQ发生的话,系统能够正常运行吗?
答:
所执行的是中断操作;不能。
2:
q11̴q13所在行的指令执行的是什么操作?
arm是什么工作模式?
答:
初始化R0,此时处于管理模式。
2:
q21̴q24所在行的指令执行后,arm处于什么工作模式?
答:
处于用户模式。
3:
执行完q31行的指令后,arm是什么模式?
答:
向量中断模式。
4:
执行完q41行的指令后,R0=?
答:
R0=0x1F
AREAINIT,CODE,READONLY
ENTRY
BRESET_HANDIER
UNDEFINED_HANDIER
BUNDEFINED_HANDIER
BSWI_HANDIER
PREFETCH_HANDIER
BPREFETCH_HANDIER
ABORT_HANDIER
BABORT_HANDIER
NOP
IRQ_HANDIER;q00
BIRQ_HANDIER;q01
FIQ_HANDIER
BFIQ_HANDIER
SWI_HANDIER
MOVPC,LR
RESET_HANDIER
MOVR0,#0x000001F0;q11
LDRR1,=0xF0000000;q12
STRR0,[R1];q13
movr13,#3
MOVR14,#4
MRSR0,CPSR;q21
BICR0,R0,#0x1f;q22
ORRR0,R0,#0x10;q23
MSRCPSR_c,R0;q24
movr13,#1
MOVR14,#2
MRSR0,CPSR
BICR0,R0,#0x1f
ORRR0,R0,#0x12
MSRCPSR_c,R0;q31
ADDR13,R13,R14
MOVR0,R13
ADDPC,PC,#0x8
ADDR0,R0,#0x7
ADDR0,R0,#0x6
ADDR0,R0,#0x5
ADDR0,R0,#0x4
ADDR0,R0,#0x3;q41
ADDR0,R0,#0x2
ADDR0,R0,#0x1
STOP
BSTOP
END
四．驱动程序部分（20分）
Exynos4412嵌入式系统的Keypad结构和编号如图1所示。
第四题图1
在Keypad驱动程序中,扫描键码的程序如下:
for（i=0;i<4;i++）{
*keypad_row_addr=tmp[i];
value=*keypad_col_addr&0x0f;
if（value>0）{
for（k=0;k<4;k++）{
if（value==tmp[k]）{
value=j+（i*4）;
if（value!
=0x00）gotostop_poll;
}
j++;
}
}
}
stop_poll:
1.试结合驱动程序fpga_keypad.c和测试程序fpga_keypad_test.c,说明测试程序是怎样获取按键的编号的。
答:
首先,驱动程序将存储键盘输入数据的缓冲区清空。
按下按钮后,测试程序将按下按钮的返回的数据存入缓冲区。
驱动程序中,程序对键盘输入数据缓冲区中的数据逐个对比,当对比发现当前对比的存储空间存在数据时,经过行列值计算,得出按键的编号。
2.请说明当有13号键按下时,驱动程序扫描按键并获取键号的过程。
答:
按下13号键时,测试程序将按键数据存入缓冲区。
测试程序将COL1开始,将每行所对应缓冲区数值与空值比较。
ROW1、ROW2对应缓冲区数值为空值,ROW3非空值。
则依次将9、10、11、12号键COL值对应的数值（0x01、0x02、0x04、0x08）分别与ROW3缓冲区数值比较,到扫描到9号键对应数值时,判断0x01与ROW3缓冲区数值相等,经过当前行列值的计算,得出按键号。
3.由于系统设计的需要,如果希望Keypad编号顺时针旋转270°,如图2所示。
请问如何设计程序,达到扫描键盘的目的?
（用文字说明实现原理,并写出具体程序）
答:
用数值13减去将原程序得出的Keypad编号即可。
for（i=0;i<4;i++）{
*keypad_row_addr=tmp[i];
value=*keypad_col_addr&0x0f;
if（value>0）{
for（k=0;k<4;k++）{
if（value==tmp[k]）{
value=13-j-（i*4）;
if（value!
=0x00）gotostop_poll;
}
j++;
}
}
}
第四题图2
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