嵌入式练习题12.docx

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嵌入式练习题12

1.什么是嵌入式系统其特点有些什么

答:

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

特点：

（1）通常是面向特定应用，低功耗、体积小、集成度高；

（2）是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统；

（3）软硬件必须高效率地设计，根据应用需求量体裁衣，去除冗余；

（4）与具体应用有机结合，具有较长的生命周期；

（5）为提高执行速度和系统可靠性，软件一般固化在存储器芯片或单片机本身中；

（6）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。

2.嵌入式系统的BooTLoader的功能是什么

答：

BooTLoader是系统加电后,操作系统内核或用户应用程序运行之前，首先必须运行的一段程序，即引导加载程序。

通过这段程序,为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。

，

3.什么是嵌入式操作系统为何要使用嵌入式操作系统

答：

嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。

4.目前嵌入式操作系统有哪些

答：

（1）WindowsCE

（2）VxWorks（3）pSOS（4）QNX（5）PalmOS（6）嵌入式Linux

5.构造嵌入式开发环境有哪几种形式

答：

（1）交叉开发环境

（2）软件模拟环境（3）评估电路板

6.嵌入式系统开发的基本流程

答：

（1）系统定义与需求分析

（2）规格说明

（3）系统结构设计

@

（4）构件设计

（5）系统集成

7.什么是可编程片上系统

答：

用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,称作可编程片上系统PSOC.它是一种特殊的嵌入式系统，首先它是SOC，即由单个芯片实现整个系统的主要逻辑功能，具有一般SOC基本属性；其次，它又具备软硬件在系统可编程的功能，是可编程系统，具有可裁剪、可扩充、可升级等灵活的设计方式。

8.有时要使用Thumb技术的原因

答：

16位Thumb指令集是32位ARM指令集的子集，用16位代码密度的指令获得32位处理器的性能既节省存储空间及成本，又不降低处理性能，低功耗，小体积，低成本。

9.ARM处理器的工作模式有哪几种

答:

用户模式，系统模式，管理模式，中止模式，未定义模式，IRQ模式，FIQ模式

10.寄存器R13，R14，R15的专用功能各是什么

答：

R13寄存器的作用通常是堆栈指针，SP；

;

R14用作子程序链接寄存器，LR；

R15的功能是程序计数器，PC。

11.寄存器CPSR，SPSR的功能各是什么

答：

（1）CPSR寄存器称为当前程序状态寄存器，又称R16，在所有处理器模式下CPSR都是同一个物理寄存器，保存了程序运行的当前状态。

包括各种条件标志、中断禁止/允许位、处理器模式位以及其它状态和控制信息。

（2）在每种异常模式下都有一个对应的物理寄存器——程序状态保存寄存器SPSR，当异常出现时，SPSR用于保存CPSR的状态，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。

12.PC和LR分别使用哪个寄存器

答：

PC使用R15，LR使用R14

13.ARM的异常有哪几种，各进入何种工作模式他们退出各采用什么指令

答：

（1）复位异常，（管理模式）；

《

（2）未定义指令异常，（未定义模式）；

（3）软件中断（SWI）异常，（管理模式）；

（4）指令预取中止异常，（中止模式）；

（5）数据访问中止（DataAbort）（中止模式）；

（6）外部中断请求（IRQ）（IRQ模式）；

（7）快速中断请求（FIQ）（FIQ模式）。

异常返回指令：

（1）SWI，未定义的返回：

MOVSPC,R14；

（2）数据中止返回并重新存取：

SUBSPC,R14,#8

（3）IRQ,FIQ,预取中止的返回：

SUBSPC,R14,#4

14.什么是小端和大端存储器组织

!

答：

（1）小端存储系统中，字的地址对应该字最低有效字节所对应的地址；半字的地址对应该半字最低有效字节所对应的地址

（2）大端存储系统中，字的地址对应该字最高有效字节所对应的地址；半字的地址对应该半字最高有效字节所对应的地址

15.什么是数据的边界对齐

答：

默认情况下，ADS编译器使用的是数据类型的自然边界对其方式。

数据的自然对其方式是指：

如果该数据类型是n个字节的，那么该数据类型就按n字节对齐。

16.ARM核现在有哪几种

答：

ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E,、SecurCore、StrongARM、Xscale

17.ARM的寻址方式有哪些各写一条说明。

答：

（1）立即寻址：

ADDR6，R6，#128;R6=R6+128

（2）寄存器寻址：

ADDR2，R3，R5;R2=R3+R5

（3）寄存器移位寻址：

ADDR0，R1，#3;R0=R1+8*R2

。

（4）寄存器间接寻址：

LDRR6，[R7];R6=[R7]

（5）变址寻址：

LDRR2，[R3，#128];R2=[R3+128]

LDRR2，[R3，#4]!

;R2=[R3+4],R3=R3+4

LDRR2,[R3],#4;R2=[R3],R3=R3+4

（6）多寄存器寻址：

LDMIAR2，{R3，R5，R7};R3=[R2],R5=[R2+4],R7=[R2+8]

（7）堆栈寻址：

STMFDSP!

{R1-R7，LR}

LDMFDSP!

{R1-R7,LR}

（8）块拷贝寻址：

LDMIAR0!

{R2-R9}

STMIAR1，{R2-R9}

（9）相对寻址

@

18.在ARM的立即寻址方式下其立即数如何在指令编码中表示

答：

在ARM数据处理指令中，当参与操作的第二操作数为立即数型时，每个立即数都是采用一个8位的常数循环右移偶数位而间接得到。

其中循环右移的位数由一个4位二进制的两倍表示，如果立即数记作，8位常数记作immed_8，4位的循环右移值记作rotate_imm，有效的立即数是由一个8位的立即数循环右移偶数位得到。

因此有效立即数immediate可以表示成：

=immed_8循环右移（2×rotate_imm）

19.指令ADR，ADRL、LDR、NOP是如何处理地址值读入到寄存器中的

答：

ADR是将基于PC或者寄存器的地址值读入到寄存器的,ADR伪指令通常被替换成一条ADD指令或SUB指令来实现该ADR指令的功能；而ADRL伪指令与ADR指令的最大不同之处是,它可以读取更大范围内的地址,而且被编译器替换成2条数据处理指令；LDR将一个32位的立即数或者一个地址值读取到寄存器中，大范围的地址读取；NOP在汇编时将被替换成ARM中的空操作。

20.指令LDRR1,=0xFFF是如何将立即数0xfff读入到R1的

答：

由于需要读取的寄存器的数据超过了MOV及MVN指令可操作的范围,编译器将该常数放在数据缓冲区中，同时用一条基于PC的LDR指令读取该常数。

LDRR1，[PC，offset_to_LPOOL]

LTORG;声明数据缓冲池

LPOOLDCDOxFFF；OxFFF放在数据缓冲池中。

21.如何在c语言程序中内嵌汇编

）

答：

内嵌的汇编指令包括大部分的ARM指令和Thumb指令，但是不能直接引用C的变量定义，数据交换必须通过ATPCS进行。

嵌入式汇编在形式上表现为独立定义的函数体

22.如何在汇编语言程序访问C语言的全局变量

答：

汇编程序可以通过地址间接访问在C语言程序中声明的全局变量。

通过使用IMPORT关键词引人全局变量，并利用LDR和STR指令根据全局变量的地址可以访问它们。

对于不同类型的变量，需要采用不同选项的LDR和STR指令，如下所示：

（1）unsignedchar——LDRB/STRB

（2）unsignedshort——LDRH/STRH

（3）unsignedint——LDR/STR

（4）char——LDRSB/STRSB

（5）Short——LDRSH/STRSH

23.在C语言程序如何调用汇编语言程序

}

答：

为了保证程序调用时参数的正确传递，汇编程序的设计要遵守ATPCS。

在汇编程序中需要使用EXPORT伪操作来声明，使得本程序可以被其它程序调用。

同时，在C程序调用该汇编程序之前需要在C语言程序中使用extern关键词来声明该汇编程序。

24.汇编语言程序调用C语言程序

答：

为了保证程序调用时参数的正确传递，汇编程序的设计要遵守ATPCS。

在C程序中不需要使用任何关键字来声明将被汇编语言调用的C程序，但是在汇编程序调用该C程序之前需要在汇编语言程序中使用IMPORT伪操作来声明该C程序。

在汇编程序中通过BL指令来调用子程序。

25.在嵌入式C语言程序设计中为提高程序效率的相关设计技巧。

答：

变量定义；参数传递；循环条件；以空间换时间；数学方法解决问题；使用位操作；

嵌入汇编。

操作系统的内核、文件系统、编程接口等。

P192P201

25.嵌入式Linux操作系统的特点。

答：

广泛的硬件支持、内核高效稳定、开放源码，软件丰富、优秀的开发工具、完善的网络通信和文件管理机制。

CE操作系统及其特点。

~

答：

WindowsCE是一个32位、多任务、多线程的操作系统，其开放式的设计结构适用于各种各样的设备，其主要特点：

CE是一种压缩并可升级的软件系统，即使在小内存条件下，也能提供较高的性能；

CE具有便于携带的优点，可以运行于多种微处理器上；

CE拥有很好的电源管理系统，能延长移动设备的电池寿命；

CE支持标准的通讯系统，可以非常方便地访问Internet，发送和接受电子邮件，浏览万维网。

27.程序解释

（1）

AREACOPYBS,CODE,READONLY；定义一个代码段

ENTRY；程序入口

》

LDRRO,=SRC；取得原数据表的表头

LDRR1,=DST；取得目标数据表的表头

MOVR2,#20；R4作为循环控制

BCOPYMOVSR3,R2,LSR,#3；R3=R2<<3逻辑右移3位

BEQCWORD；若Z=1,跳转到CWORD

OCOPYLDMIAR0!

{R4-R11}；加载R0指向的地址上的多字数据，保存到R4~R11中，R0值更新

STMIAR1!

{R4-R11}；将R4-R11的数据存储到R1指向的地址上，R1值更新

SUBSR3,R3,#1；R3=R3-1

BNEOCOPY；若Z=0,跳转到OCOPY

CWORDANDR2,R2,#7；R2=R2&7

￥

BEQSTOP；若Z=1，跳转到STOP

WCOPYLDRR3,{R0},#4；将R3中的字数据读入以R0为地址的存储器中，并将新地址R0+4写入R1

STRR3,{R1},#4；将R3中的字数据写入以R1为地址的存储器中，并将新地址R1+4写入R1

SUBSR2,R2,#1；R2=R2-1

BNEWCOPY；若Z=0,跳转到WCOPY

STOP……

……

（2）

在程序中常常需要根据一定的参数选择执行不同的子程序。

跳转表中存放的是各子函数的地址，选择不同的子程序的参数是该子程序在跳转表中的偏移量。

在本例中R3寄存器中存放的是跳转表的基地址（首选地址，其中存放的是第一个子程序的地址）。

R0寄存器的值用于选择不同的子程序；当R0为0时，选择的是子程序DoAdd；当R0为1时，选择的是子程序DoSub。

在ADS编译环境程序如下：

&

AREAJump，CODE，R