嵌入式原理思考题及答案精品版文档格式.docx
《嵌入式原理思考题及答案精品版文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式原理思考题及答案精品版文档格式.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
5.1节键盘接口
5.2节LED显示器接口
5．5.1节UART异步串行接口
作业题答案：
1.什么是嵌入式系统？
∙第一种，根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：
嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。
∙第二种，嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.与通用型计算机相比，嵌入式系统有哪些特点？
⏹通常是面向特定应用的；
⏹空间和各种资源相对不足，必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余；
⏹产品升级换代和具体产品同步，具有较长的生命周期；
⏹软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身；
⏹不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发
3.举例介绍嵌入式微处理器有哪几类？
一、嵌入式微处理器（EmbeddedMicroprocessorUnit,EMPU）
嵌入式处理器目前主要有Aml86/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM系列等。
二、嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit,MCU）
嵌入式微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。
三、嵌入式DSP处理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP）
嵌入式DSP处理器比较有代表性的产品是TexasInstruments的TMS320系列和Motorola摩托罗拉的DSP56000系列。
四、嵌入式片上系统（SystemOnChip）
4.从硬件系统来看，嵌入式系统由哪几部分组成？
画出简图。
∙嵌入式核心芯片，EMPU——嵌入式微处理器、EMCU——嵌入式微控制器、EDSP——嵌入式数字信号处理器、ESoC——嵌入式片上系统。
∙用以保存固件的ROM（非挥发性只读存储器）。
∙用以保存程序数据的RAM（挥发性的随机访问存储器）。
∙连接微控制器和开关、按钮、传感器、模/数转化器、控制器、LED（发光二极管）、显示器的I/O端口。
5.嵌入式微处理器和嵌入式微控制器分别由哪些部件组成，两者有何区别。
嵌入式微处理器=cpu+硬件接口（存储器接口，键盘接口等）+辅助电路（时钟、A/D、D/A、调试电路等）
嵌入式微控制器=cpu+存储器+I/o接口+辅助电路（时钟、A/D、D/A等）
嵌入式微处理器与嵌入式微控制器的区别：
后者芯片内部包含了ROM和RAM。
6．嵌入式操作系统通常含有几层，主要实现何功能。
嵌入式操作系统通常包括:
1、驱动层：
硬件相关的底层驱动软件和设备驱动接口；
如：
LCD、触摸屏的驱动及接口。
2、操作系统层：
系统内核（基本模块），扩展模块（可裁剪）。
3、应用层：
应用程序接口。
7．ARM处理器工作模式有几种?
各种工作模式下分别有什么特点?
（P64）
8．ARM处理器总共有多少个寄存器，这些寄存器按其在用户编程中的功能是如何划分的?
这些寄存器在使用中各有何特殊之处?
ARM处理器总共有37个寄存器，各寄存器均为32位。
31个通用寄存器，包括程序计数器PC；
6个状态寄存器。
这些寄存器按其在用户编程中的功能可划分为：
通用寄存器和状态寄存器。
根据ARM处理器不同工作模式，可将全部寄存器分成7组；
各工作模式拥有属于自己的寄存器组，也只能访问自己的寄存器组。
9.试述ARM处理器对异常中断的响应过程。
当一个异常出现以后，ARM微处理器执行完当前指令后（复位异常除外）会执行以下几步操作：
1.将CPSR复制到相应到相应模式下的SPSR中，设置CPSR:
置位I位（禁止IRQ中断）
清零T位（进入ARM状态）
设置MOD位，切换处理器至相应模式
2.将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR（R14_XXX），以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。
3.强制PC从相关的异常向量地址取一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。
10.如何从异常中断处理程序中返回?
需要注意哪些问题?
异常处理完毕之后，ARM微处理器会执行以下几步操作从异常返回：
1.将SPSR复制回CPSR中，恢复原处理器工作模式。
2.将连接寄存器LR（R14_XXX）的值减去相应的偏移量后送到PC中，跳转到被中断的用户程序。
11.ARM存储器的存储周期有几种类型，对应于cache访问和存储器访问是何存储周期？
Ø
空闲周期I周期----内部周期，不执行存储器访问；
可广播下一次访问的地址以便开始译码，与S周期配合实现总线上的突发传送。
顺序周期S周期----顺序周期：
多用于实现总线上的突发传送，第一个周期必须是一个内部周期。
（cache传送）
协处理器寄存器传送周期C周期----协处理器寄存器传递周期：
通过数据总线向或从协处理器传送数据；
传送期间，存储系统不允许驱动数据总线。
非顺序周期N周期----非顺序周期：
最简单的总线周期，存储控制器必须启动存储器访问来满足这个请求；
该方式存储系统常需要长的访问时间。
（存储器读写）
cache访问：
I周期、S周期
存储器访问：
N周期
12.何谓cache？
简述cache的工作原理。
（P51）
13.何谓写通cache和写回cache，两者有何区别？
v写回法是指CPU在执行写操作时，被写的数据只写入cache，不写入主存。
仅当需要替换时，才把已经修改的cache块写回到主存中。
采用写回法进行数据更新的cache称为写回cache。
v写通法是指CPU在执行写操作时，必须把数据同时写入cache和主存。
采用写通法进行数据更新的cache称为写通cache。
14.arm的MMU主要实现何功能。
虚拟存储空间到物理存储空间的映射。
在ARM中采用了页式虚拟存储管理，通过两级页表实现虚拟地址到物理地址的映射。
存储器访问权限的控制。
设置虚拟存储空间的缓冲特性：
Cache/writebuffer
15.协处理器cp15主要实现的功能？
v用于处理、控制ARM的特殊性能
v片上存储器管理单元（MMU）
v指令、数据缓存
v写缓冲器
16、简述MMU使能时存储访问过程。
（参考：
P55）
芯片设置为MMU使能（设置cp15寄存器）:
（1）若cache使能，根据arm输出的虚拟地址在CACHE中搜索;
若cache命中,arm处理器与cache交换数据。
若cache禁止或cache未命中，首先访问TLB，参见
（2）。
（2）根据arm输出的虚拟地址在TLB中搜索，若找到，将其转换为物理地址，访问主存并把该块数据读取到cache（使能时）中。
17、ARM支持的物理页有几种类型，其容量为何值？
ARM支持的存储块：
（1）段（section）：
由1MB的存储器块构成
（2）大页（largepage）：
由64KB的存储器块构成
（3）小页（smallpage）：
由4KB的存储器块构成
（4）微页（tinypage）：
由1KB的存储器块构成
18、简述基于段的地址变换过程。
19、简述使用粗页表和4k页的二级虚实地址转换过程。
20.编写1＋2＋3＋……＋100的汇编程序。
AREABlock,CODE,READONLY
ENTRY
start
movr0,#0;
movr1,#1
agaaddr0,r0,r1
addr1,r1,#1
cmpr1,#101
bneaga
MOVr0,#0x18;
angel_SWIreason_ReportException
LDRr1,=0x20026;
ADP_Stopped_ApplicationExit
SWI0x123456
END
21.编程实现128位两个加数的加法运算，两个加数分别放在num1和num2变量内，按小端模式存储，结果放在result变量内。
ldrr1,=num1
ldrr2,=num2
ldrr3,=result
ldrr4,[r1],#4
ldrr5,[r2],#4
subsr0,r4,r5
strr0,[r3],#4
ldrr4,[r1],#4
sbcsr0,r4,r5
strr0,[r3],#4
ldrr4,[r1],#4
AREABlockData,DATA,READWRITE
Num1DCD55,66,77,88
Num2DCD11,22,33,44
resultDCD0,0,0,0
22.将存储器中起始地址M1处的4个字数据，移动到地址M2处。
（LDM/STM实现）
ldrr1,=m1
ldrr2,=m2
ldmiar1!
{r3-r6}
stmiar2!
23.ARM指令的寻址方式有几种?
试分别叙述其各自的特点并举例说明（P72）。
24.假设R0的内容为0x8000，寄存器R1、R2内容分别为0x01与0x10，存储器内容为0。
执行下述指令后，说明R0如何变化?
存储器的内容如何变化?
STMIBR0!
，{R1，R2}
LDMIAR0!
25.在ADS环境下，利用全局变量和局部变量声明伪操作及其赋值伪操作，分别举例来定义算术变量、逻辑变量和串变量并为其赋值（P99）。
26．读懂下面一段程序，子程序dststr执行过程中寄存器R0、R1、R2中的内容如何变化?
试分析并给出子程序执行后的结果。
AREAStrCopy,CODE,READONLY
ENTRY;
markthefirstinstructiontocall
LDRr1,=srcstr;
pointertofirststr
升级会员 