嵌入式系统原理arm复习.docx

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嵌入式系统原理arm复习

注：

答案在答案处，请先对照复习提纲做完后再来对照答案

1嵌入式系统基础知识

1.1嵌入式的定义

1.1.1嵌入式系统是以为中心，以为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对、、

、、、等严格要求的专用计算机系统。

答案：

1.2三要素：

、、

1.3答案：

1.4软硬件组成：

1.4.1硬件：

由、组成

1.4.2软件：

包括和

2答案：

3ARM技术概述

3.1两套指令集（两种工作状态）：

、，ARM上电时处於状态。

答案：

3.2ARM的基本数据类型:

、、

答案:

字、半字、字节

3.3存储器大/小端:

3.3.1大端模式（big-endian）：

数据的字节存放在内存的地址

3.3.2小端模式（little-endian）：

数据的字节存放在内存的地址

答案：

3.4流水线:

3.4.1假设某嵌入式处理器有3级流水线，每级流水线所耗时间均为为2ms,则执行25条指令需要耗费时间？

答案：

3.4.2影响流水线性能的因素:

、

3.4.2.1哪些指令能影响流水线？

答案：

3.5ARM920T工作模式

3.5.1除模式外，其余6种模式为权模式,除了

和模式外，其余5种模式为异常模式。

答案：

3.5.2arm有个寄存器，个通用寄存器，个状态寄存器（分别是），未分组寄存器包括，分组寄存器包括。

寄存器在ARM处理器中常用作堆栈指针，称为SP;

寄存器又被称为连接寄存器,称为LR;

寄存器被称为程序计数器，又称PC.

答案:

4ARM的指令系统

4.1根据使用的指令类型不同，指令的寻址方式分为

和。

答案：

4.2CPU指令所需要的操作数可以去哪些地方寻找呢？

4.2.1指令当中；

4.2.2存储单元中：

寄存器当中；内存单元当中

4.3ARM指令集可以分为6类：

4.3.1跳转指令（b\bx\bl\blx）

4.3.2数据处理指令：

4.3.2.1寻址方式；

4.3.2.2寻址方式；

4.3.2.3寻址方式。

答案：

4.3.3程序状态寄存器传输指令

4.3.4Load/Store指令（访问内存的如str和ldr，“!

”表示完成数据传输后要更新基址寄存器）

4.3.5协处理器指令

4.3.6异常中断产生指令。

5ARM汇编语言程序设计

5.1ARM标准APCS寄存器使用规则

5.1.1参数不超过4个时，可以使用寄存器来传递参数，当参数超过4个时，还可以使用来传递参数。

答案：

5.1.2结果为一个32位整数时，可以通过寄存器返回

答案：

5.1.3结果为一个64位整数时，可以通过寄存器R0和R1返回，依次类推。

5.1.4寄存器R13用于数据栈指针，记作SP。

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。

5.1.5寄存器R14称为链接寄存器，记作LR。

它用于保存子程序的返回地址。

5.2寄存器R15是程序计数器，记作pc。

它不能用作其他用途。

5.2.1数据定义伪操作

5.2.1.1DCB

答案：

5.2.1.2DCW（DCWU）用于分配一片连续的半字存储单元并用指定的数据初始化

5.2.1.3DCD（DCDU）用于分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化

5.2.1.4SPACE用于分配一片连续的存储单元

5.2.1.5MAP用于定义一个结构化的内存表首地址

5.2.1.6FIELD用于定义一个结构化的内存表的数据

5.2.2杂项伪操作

5.2.2.1AREA用于定义一个代码段或数据段。

5.2.2.2ENTRY用于指定程序入口点。

5.2.2.3END用于指示源程序结束。

5.2.2.4EQU用于定义字符名称。

5.2.2.5EXPORT（或GLOBAL）

答案：

5.2.2.6IMPORT

答案：

6GPIO

6.1S3C2410芯片上共有个多功能的输入/输出引脚，它们分为组I/O端口

1个23位的输出端口（端口A）

2个11位的输入/输出端口（端口B、H）

4个16位的输入/输出端口（端口C、D、E、G）

1个8位的输入/输出端口（端口F）

答案：

7串行通信接口（UART）

7.1发送数据的组成：

7.1.11位起始位，规定为；

7.1.25～8位数据位，即要传送的有效信息；

7.1.31位奇偶校验位；

7.1.41～2位停止位，规定为；

7.1.5空闲位持续为。

答案：

7.2S3C2410串行通信接口的结构

7.2.1主要由4部分构成：

、、

、。

7.2.1.1：

将总线上的数据通过TXDn引脚串行移出；

7.2.1.2：

将RXDn引脚上收到的数据送入数据总线；

7.2.1.3：

为数据的收发提供参考时钟信号；

7.2.1.4：

控制数据收发的速率，发送器、接收器的工作模式。

答案：

7.3波特率计算公式：

UBRDIVn = （int）（PLK/（bps × 16）） –1

7.3.1例：

UCLK或者PCLK等于40MHz，当波特率为115200时,UBRDIV0的值为：

答案：

8S3C2410时钟体系结构

8.1S3C2410的时钟控制逻辑给整个芯片提供4种时钟信号：

：

用于CPU内核；

：

用于AHB总线上的设备，如：

中断控制器、存储器控制器、LCD控制器、Nandflash、DMA控制器等；

：

用于APB总线上的设备，如：

UART、IIC、IIS、SPI、WATCHDOG、PWM定时器、ADC、GPIO、RTC等；

UCLK：

用于USB设备。

答案：

9ARM异常中断处理及编程

9.1S3C2410X的中断控制器可以接受多达个中断源的中断请求，其中有个一级中断。

答案：

；

9.2一级中断源通过就可以确定;

对于一级中断源的开中断，只需对清0;

对于一级中断源的中断清除，需要对要写1清0

答案：

INTOFFSET;INTMASK；INTPND、SRCPND

9.311个片上外围电路需要通过INTOFFSET和SUBSRCPND才可以确定；

20个外部二级可扩展的外部中断源需要通过INTOFFSET和EINTPEND确定；

对于二级中断源的开中断，需要对SUBMASK、INTMASK或EINTMASK、INTMASK清0；

对于二级中断源的中断清除，除了INTPND、SRCPND要写1清0外，SUBSRCPND和EINTPEND也需要写1清0。

9.4外部中断的使用方法：

9.4.1设置I/O管脚为EINTn功能（GPnCON）

9.4.2设置外部中断的触发方式（EXINTn）

9.4.3设置中断模式FIQ/IRQ（INTMOD）

9.4.4设置中断优先级（PRIORITY）

9.4.5清除外部中断悬挂指示寄存器（EINTPEND）

9.4.6清除中断源悬挂指示寄存器（SRCPND）

9.4.7清除中断悬挂指示寄存器（INTPND）

9.4.8打开外部中断（EINTMASK、INTMSK）

9.4.9判断产生的中断是哪个EINTn（INTOFFSET、EINTPEND）

9.4.10处理完毕后，清除中断指示寄存器（EINTPEND、SRCPND、INTPND）

10RTC（RealTimeClock）

10.1RTC功能与结构

10.1.1S3C2410RTC三大主要功能：

为系统提供、

产生（闹钟中断）、产生（滴答中断或节拍时间中断）。

答案：

10.1.2S3C2410RTC使用时钟信号源，振荡电路只需外接2个20P左右的小电容、32.768KHz的晶振即可。

答案：

自己的独立

10.2S3C2410的RTC主要有5部分构成：

、

、（时分秒年月日星期）、

、等部分。

如下图所示。

答案:

10.2.1RTC节拍时间用于中断请求，TICNT寄存器有一个中断使能位和一个相关的计数器值，当节拍中断发生时，计数器值到达0。

中断时长如下：

Period=（n+1）/128；

以秒作为单位,n为节拍时间计数值，范围为1～127。

10.3RTC三大功能使用编程方法：

10.3.1初始化中断控制器；

10.3.2清除悬挂指示寄存器（SRCPND、INTPND）

10.3.3去除对相应中断的屏蔽（INTMSK）

10.3.4使能节拍中断,设置节拍时间中断时长（TICNT）；

10.3.5使能报警中断（RTCALM）；

10.3.6使能RTC寄存器写操作（RTCCON），设置当前时间（BCDSEC-BCDYEAR），禁止RTC寄存器写操作（RTCCON）；

10.3.7使能RTC寄存器写操作（RTCCON），设置报警时间（ALMSEC-ALMYEAR），禁止RTC寄存器写操作（RTCCON）；

10.3.8中断发生后，判断中断类型（INTOFFSET），进行中断处理；

10.3.9处理完毕后，再次清除悬挂指示寄存器（SRCPND、INTPND），返回

11看门狗定时器

11.1看门狗增强系统稳定性原理

答案：

11.2看门狗定时器的结构与工作原理

11.2.1S3C2410看门狗的功能

11.2.1.1定时器功能：

可以作为常规定时器使用，它是一个十六位的定时器，并且可以产生中断，中断名为INT_WDT，中断号是0x09。

11.2.1.2复位功能：

作为看门狗定时器使用，当时钟计数减为0（超时）时，它将产生一个128个PCLK时钟周期的复位信号。

11.2.2S3C2410ARM9的看门狗主要由五部分构成：

、、、、。

答案：

11.3S3C2410看门狗定时时间

预分频器为8位，其值为：

0--255

再分频器可选择值为：

16、32、64、128

输入到计数器的时钟周期为：

T_wtd=1/[PCLK/（Prescaler+1）/Division_factor]

看门狗的定时周期为：

T=WTDAT×T_wtd

11.4例：

设PＣＬＫ为５０ＭＨｚ，则如何设置可使２４１０的看门狗定时器工作时钟频率约为１０KHｚ？

在此时钟频率下让看门狗定时器定时半秒钟，又如何设置呢？

11.5S3C2410的看门狗控制器编程步骤

11.5.1初始化看门狗控制器

11.5.1.1时钟设置、输出类型设置：

给WTCON相应位赋值；

11.5.1.2计数器初始值设定：

给WTCNT相应位赋值；

11.5.1.3数据寄存器赋值：

给WTDAT相应位赋值；

11.5.2如果把看门狗作为一个普通的定时器使用，还必须把看门狗定时中断处理程序填入中断向量表中，并把相关的中断控制寄存器初始化；

11.5.3使能看门狗控制寄存器：

给WTCON相应位赋值

12PWM定时器

12.1构成

12.1.1S3C2410芯片内部拥有个16位的Timer部件

12.1.2具有脉宽调制（pwm）功能，具有PWM脉冲输出引脚；

12.1.3仅作定时器用，不具有PWM功能，没有输出引脚；

12.1.4有一个死区（deadzone）发生器。

答案：

12.2

12.2.1每个Timer部件所需的计数时钟信号均需系统提供的pclk时钟两次“变速”（预分频和再分频）所得。

12.2.2Timer0、Timer1共享一个8位的预分频器，共享一个4位的再分频器；

12.2.3Timer2、Timer3、Timer4共享另一个8位预分频器，共享另外一个4位的再分频器；

12.35个Time部件最核心的东西是一个

答案：

12.4请描述S3C2410PWMTimer的操作

答案：

13S3C2410启动代码分析

13.1安装中断向量表：

保证异常中断发生时能够正确执行中断处理程序；

13.2初始化硬件

13.2.1关闭看门狗：

防止处理器不断复位

13.2.2屏蔽所有中断：

避免在启动过程中意外触发中断

13.2.3初始化时钟和PLL：

为ARM920T内核及片内外设提供不同频率的时钟信号

13.2.4初始化存储系统：

使处理器能够正常读写外部存储设备

13.3初始化系统堆栈：

为处理器提供不同工作模式下相应的堆栈空间

13.4初始化应用程序执行环境：

完成重定位及ZI段数清零

13.5跳转至主函数：

执行用户程序

一、填空题

1.ARM的完整拼写形式为，ARM处理器内部正在执行的指令和正在预取的指令相差条指令。

2.ARM处理器的arm状态以外的状态的指令的长度为位。

3.ARM三种最基本的寻址方式中，最快寻址方式是。

4.异步串行通信数据格式的特点是一个字符一个字符的传输，并且传送一个字符时总是以起始位开始，以停止位结束，其中起始位的逻辑值为，停止位的逻辑值为，空闲位的逻辑值为。

5.S3C2410串口控制器中,串口0的波特率由寄存器设置，其值与时钟信号PCLK、波特率Baud的关系式。

6.S3C2410PWM定时器最核心的部件是，其初始值可以通过初始化编程设置。

7.当S3C2410看门狗的定时器溢出的时候，可能会产生两路输出

和。

8.S3C2410的RTC控制器的功能提供实时时间、、。

9.APCS中规定子程序间传递参数,参数个数少于等于4个时,使用寄存器；参数个数多于4个时，使用。

10.在ARM处理器中，寄存器间传送数据的指令是，寄存器和内存单元间传送数据的指令是，寄存器和状态寄存器间传送数据的指令是。

11.S3C2410是以ARM920T为处理器核的SOC，其芯片内部的总线可以分为、，其中，看门狗控制器所连的总线为。

12.伪操作import的作用是。

伪操作“ldrr0,=label”的含义是。

二、简答题

1、ARM在哪些工作模式下可以修改CPSR寄存器？

2、ARM处理器共有七种工作模式，哪些工作模式属于特权模式？

哪些工作模式属于异常模式？

3、ARM处理器有哪些异常中断？

每种异常中断的入口地址分别是什么？

4、4.S3C2410中断控制器相关特殊功能寄存器各有什么作用？

5、中断发生时，处理器硬件完成了哪些工作？

程序员需要完成那些工作？

6、查询方式使用串口时，由哪个寄存器判断发送器是否空闲以及接收器是否收到数据？

7、FCLK、PCLK、HCLK、UCLK分别为哪些部件提供工作时钟？

8、PWM定时器中断信号传递到内核涉及哪些寄存器的配置？

9、PWM定时器输出信号TOUTn的占空比受哪些寄存器值的影响？

10、S3C2410PWM定时器操作过程？

11、S3C2410定时器计数器和比较器，是由哪个寄存器实现重载？

以及重载的方法有哪些？

12、S3C2410RTC的特殊功能寄存器中，时间相关的寄存器如何设置才能表示：

13年05月21日，星期二，17时10分20秒？

13、S3C2410启动代码执行哪些操作步骤？

各操作步骤的功能是什么？

14、假设某嵌入式处理器有5级流水线，每级流水线所耗时间均为为0.2ms,则执行30条指令需要耗费时间是多久？

写出简要计算过程。

15、S3C2410串口的结构主要有哪几部分？

画出S3C2410串口的结构模块图，并简要描述各模块的功能。

16、简述看门狗定时器增强系统稳定性的原理。

17、编写一段c语言和汇编语言的混合程序，在c语言函数中实现字符串拷贝（不许用字符串操作相关函数），函数原型如下：

voidstrcpy（char*src,char*dest）//即src所指向的字符串复制到dest中

{

//自己编写字符串拷贝代码

}

然后，在汇编语言程序通过调用strcpy完成字符串src到dest的复制！

areainit,code,readonly

entry

……；此处需将汇编代码补充完整

blstrcpy

b.

src

dcb“Whereisawill,whereisaway!

”,0

dest

space50

end