嵌入式系统开发与应用教程田泽复习题.doc

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一、选择题 

1、ADD  R0，R1，#3属于（）寻址方式。

A. 立即寻址  B. 多寄存器寻址  C. 寄存器直接寻址 D. 相对寻址  

2、GET伪指令的含义是（）  

A. 包含一个外部文件  B. 定义程序的入口 C. 定义一个宏 D. 声明一个变量  

3、存储一个32位数0x876165到2000H～2003H四个字节单元中，若以小端模式存 储，则2000H存储单元的内容为（ ）。

 A、0x00  B、0x87  C、0x65  D、0x61 

 4、若R1=2000H，（2000H）=0x86，（2008H）=0x39，则执行指令LDR R0，[R1，＃8]！

后R0的值为（）。

 A. 0x2000 B. 0x86 C. 0x2008 D. 0x39 

 5、寄存器R13除了可以做通用寄存器外，还可以做（ ）。

A、程序计数器   B、链接寄存器 C、栈指针寄存器    D、基址寄存器  

6、FIQ中断的入口地址是（）。

 A、0x0000001C  B、0x00000008 C、0x00000018  D、0x00000014 

 7、ARM指令集和Thumb指令集分别是（ ）位的。

A. 8位，16位   B. 16位，32位  C. 16位，16位 D. 32位，16位  

8、ARM寄存器组有（ ）个寄存器。

 A、7  B、32 C、6 D、37  

9、若R1=2000H，（2000H）=0x28，（2008H）=0x87，则执行指令LDR R0，[R1，＃8]！

后R0的值为（ ）。

 A. 0x2000 B. 0x28  C. 0x2008     

10、和PC机系统相比，下列哪个不是嵌入式系统独具的特点（     ） 

A、系统内核小    B、专用性强  C、可执行多任务    D、系统精简 

11.ARM公司是专门从事（        ） 

A、基于RISC技术芯片设计开发  B、ARM芯片生产 C、软件设计    D、ARM芯片销售

 12.ARM9系列微处理器是（        ） 

A、三级流水线结构   B、四级流水线结构 C、五级流水线结构   D、六级流水线结构 

13.所有工作模式下，（       ）都指向同一个物理寄存器，即各模式共享

 A、R0-R7   B、R0-R12  C、R8-R12  D、R13，R14 

14..当异常发生时，寄存器（         ）用于保存CPSR的当前值，从异常退出时则可由它来恢复CPSR. 

A、SPSR   B、R13   C、R14   D、R15 

15.能实现把立即数0X3FF5000保存在R0中的指令是（     ） 

A、LDR R0, = 0X3FF5000 B、LDR R0, 0X3FF5000 C、MOV R0, 0X3FF5000 D、MOV R0, =0X3FF5000 

16.ARM指令LDMIA  RO,{R1, R2, R3,R4 } 实现的功能是（        ）

 A、R1←[R0]，R2←[R0+4]，R3←[R0+8]，R4←[R0+12] B、R1←[R0]，R2←[R0-1]，R3←[R0-2]，R4←[R0-3] 

C、R1←[R0]，R2←[R0+1]，R3←[R0+2]，R4←[R0+3] D、R1←[R0]，R2←[R0-4]，R3←[R0-8]，R4←[R0-12]

 17.（        ）伪指令用于定义一个代码段或数据段 

A、RLIST   B、DCB  C、MAP  D、AREA 

18.在ARM体系结构中，要从主动用户模式（User）切换到超级用户模式（Supervisor），应采用（       ）方法。

A、直接修改CPU状态寄存器（CPSR）对应的模式 B、先修改程序状态备份寄存器（SPSR）到对应的模式，再更新CPU状态 C、使用软件中断指令（SWI） D、让处理器执行未定义指令 

三、简答 

第一章：

1、什么是嵌入式系统？

与通用计算机系统相比，它有哪些特点？

答：

定义：

以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

特点：

“专用”的计算机系统；运行环境差异很大；比通用PC系统资源少得多；低功耗、体积小、集成度高、成本低；具有完整的系统测试和可靠性评估体系；具有较长的生命周期； 需要专用开发工具和方法进行设计；包含专用调试路；多科学知识集成系统 

2、 嵌入式系统组成结构包括哪几部分？

嵌入式系统组成结构的理解。

答：

嵌入式系统由硬件和软件组成。

嵌入式系统的硬件是以嵌入式微处理器为中心，配置存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口。

嵌入式系统软件包括板级支持包层、实时操作系统层、应用程序接口层和应用程序层四层。

3、 简述嵌入式系统的硬件组成  

答：

嵌入式系统的硬件是以嵌入式微处理器为中心，配置存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口。

4、试分析通用操作系统与嵌入式操作系统的异同点，并解释什么是嵌入式实时操作系统。

嵌入式操作系统和嵌入式实时操作系统的概念有哪些不同？

答：

 通用操作系统和嵌入式操作系统都对软、硬件资源进行分配和调度以及控制协调等，嵌入式操作系统与通用操作系统的不同之处在于它具有实时性高、可靠性好、可裁剪、体积小等特性。

嵌入式实时操作系统（Real Time Embedded Operating System）是一种实时的、支持嵌入式系统应用的操作系统，是嵌入式系统的重要组成部分。

嵌入式操作系统只注重平均性能，对整个系统来说，所有任务的平均响应时间是关键，对单个任务的响应时间不关心。

嵌入式实时操作系统最主要的特性是性能上的“实时性”，也就是说系统的正确性不仅依赖于计算的逻辑结果，也依赖于结果产生的时间。

是一个能够

在指定的或者确定的时间内，完成系统功能以及对外部或内部、同步或异步事件作出响应的系统。

5、 嵌入式操作系统具有哪些基本管理功能?

多任务管理，存储管理，外围资源管理和中断管理。

第二章：

6、 试比较CISC体系结构和RISC体系结构的特点。

ARM为何采用RISC结构？

答：

比较：

CISC指令集设计的主要趋势是增加指令集的复杂度。

而复杂指令集的高性能是以宝贵、有限的芯片面积为代价的。

RISC的中心思想是精简指令集的复杂度、简化指令实现的硬件设计，硬件只执行很有限的最常用的那部分指令，大部分复杂的操作则由简单指令合成。

RISC思想大幅度提高了计算机性能价格比。

 采用RISC原因：

（1）Load/store体系结构

（2）固定的32位指令  （3）地址指令格式  

7、分别以ARM7TDMI和ARM9TDMI为例，介绍3级流水线和5级流水线的执行过程，并进行相应的比较。

3级流水线分为：

取指，译码和执行。

5级流水线分为：

取指、译码、执行、缓冲\数据、回写。

它们的区别在于3级流水执行级中的寄存器读在5级流水的译码级中处理。

3级流水执行级中的寄存器写在5级流水的回写级中处理。

5级流水中的第4级缓冲\数据表示如果需要则访问数据存储器，否则只是简单地缓冲一个时钟周期。

3级流水采用冯诺依曼结构，不能同时访问指令存储器和数据存储器；5级流水采用哈佛结构，指令存储器与数据存储器分开，可以同时访问。

8、ARM微处理器支持哪几种工作模式？

各个工作模式有什么特点？

答：

共支持7中工作模式：

用户模式，系统模式，快速中断（FIQ）模式，普通中断（IRQ）模式，管理（SVC）模式，中止模式和未定义模式。

 用户模式：

ARM处理器正常的程序执行状态。

快速中断模式（FIQ）：

用于高速数据传输或通道处理。

 普通中断模式（IRQ）：

用于通用的中断处理。

 管理模式（SVC）：

操作系统使用的保护模式。

中止模式：

当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。

 系统模式：

运行具有特权的操作系统任务。

未定义模式：

处理未定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真。

9ARM处理器共有多少个寄存器？

这些寄存器在用户编程中的功能是如何划分的？

ARM状态下的通用寄存器可分为哪几类？

ARM处理器共有37个寄存器，其中31个为通用寄存器，其余6个为状态寄存器。

通用寄存器可分为未分组寄存器R0-R7,分组寄存器R8-R14和程序计数器R15。

10简述ARM状态下分组寄存器R13，R14,R15的特殊功能及R15的使用注意事项。

寄存器R13通常用做堆栈指针SP；寄存器R14用作子程序链接寄存器LR；寄存器R15被用作程序计数器PC。

R15值的改变将引起程序执行顺序的变化，这有可能引起程序执行中出现一些不可预料的结果，因此，对R15的使用一定要慎重。

ARM处理器采用多级流水线技术，因此保存在R15的地址并不是当前指令的地址。

 11、简述ARM处理对异常中断的相应过程。

（1）将CPSR的内容保存到将要执行的异常中断对应的SPSR中 ，实现对处理器当前状态、中断屏蔽位、各条件标志位的保存。

（2）设置当前状态寄存器CPSR中的相应位设置工作模式控制位，使处理器进入相应的执行模式 设置中断标志位，禁止IRQ中断 当进入RESET或FIQ模式时，还要禁止FIQ中断  

（3）将引起异常指令的下一条指令的地址保存到新的异常工作模式的R14 ，使异常处理程序执行完后能正确返回原程序。

（4）给程序计数器（PC）强制赋值，根据中断向量地址跳转 去执行中断处理程序。

12.如果FIQ、IRQ和第3个异常（不是复位）同时发生，ARM应如何处理？

答：

如果第3个异常是数据中止，处理器将在进入数据中止处理程序后立即进入FIQ处理程序。

数据中止将“记”在返回路径中，当FIQ处理程序返回时进行处理。

 如果第3个异常不是数据中止，将立即进入FIQ处理程序。

当FIQ和IRQ两者都完成时，程序返回到产生第3个异常的指令并进行相应处理。

14什么是ARM异常中断向量表？

它有何作用？

存储在什么地方？

中断向量表中指定了各异常中断与其处理程序的对应关系。

在ARM体系中，异常中断向量表大小为32字节，每个异常中断占据4个字节。

ARM异常向量表通常以存储器的低端0x0为起始地址，大多数ARM处理器核也支持将异常向量表存放在以0xFFFF0000为起始地址的32字节空间中。

每个异常中断对应的中断向量表的4个字节的空间中存放一个跳转指令或者一个向PC寄存器中赋值的数据访问指令LDR。

通过这两种指令，程序将跳转到相应的异常中断处理程序处执行。

15.简述ARM的存储器层次。

1）寄存器组——存储器层次的顶层，访问时间几个ns

2）片上RAM——具有和片上寄存器组同级的读/写速度

3）片上Cache——访问时间10ns，2级片外Cache访问时间几十ns

4）主存储器——访问时间50ns

5）硬盘——访问时间几十ms

16.大端存储法与小端存储法有什么不同？

对存储数据有什么要求与影响？

  小端：

较高的有效字节存放在较高的的存储器地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址。

  大端：

较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址。

 第三章：

17、 ARM处理器如何进入和退出Thumb指令模式？

用汇编语言实现ARM状态和Thumb状态互相的切换。

答：

进入Thumb模式：

有2种方法。

一种是执行一条交换转移指令BX，将指令中的目标地址寄存器的最低位置1，并将其他位的值放入程序计数器PC，则可以进入Thumb指令。

另一种方法是利用异常返回，也可把微处理器从ARM模式转换为Thumb模式。

退出Th