ARM嵌入式系统基础复习题doc.docx

1、ARM嵌入式系统基础复习题doc嵌入式系统基础复习题一、简答题1、 什么是嵌入式系统？嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。2、 嵌入式系统的3个基本特点？嵌入性、专用性、计算机3、 什么是嵌入式处理器，嵌入式处理器可以分为儿大类？嵌入式处理器是为了完成特殊的应用而设计的特殊冃的的处理器。分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系 统(SOC)o4、 广泛使用的三种类型的操作系统？多道批处理操作系统、分时操作系统以及实时操作系统。5、 常见的4种嵌入式操作系统？嵌入式 Linux. Win CE VxWorks u C/OS-II6、 ARM是什么样的公司？它是一家微

2、处理器行业的知名企业，该企业设计了大量高性能、廉价、耗能 低的RISC处理器。特点是只设计芯片，而不生产。它将技术授权给世界上许多 著名的半导体、软件和OEM厂商，并提供服务。7、 什么是RISC?什么是CISC?RISC是精简指令集计算机的缩写。CISC是复杂指令集计算机的缩写。8、 举出2个ARM公司当前应用比较多的ARM处理器核？ARM7系列、ARM9系列、ARM 10系列、ARM 11系列、in(el的Xscale系列 和MPCore系列。9、 ARM7TDMI中的T、D、S、I分别表示什么含义？T：支持高密度16位的Thumb指令集D：支持片上调试S： ARM7TDMI 的可综合(s

3、ynthesizable)版本(软核)I：支持EmbededICE观察硬件M：支持64位乘法 10、ARM7TDMI处理器采用什么样的体系结构，其可寻址地址空间多大?ARM处理器使用冯.诺依曼结构使用单个平面的232个8位字节地址空间。地址空间可以看作是包含2%个 32位字，或刃个16位半字。11、 ARM7TDMI处理器采用儿级流水线处理，使用何种存储器编址方式？ ARM7TDMI处理器采用三级流水线。ARM处理器将存储器看做是一个从0开始的线性递增的字节集合。12、 ARM处理器模式和ARM处理器状态有什么区别？ARM处理器模式指用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模 式、未定义

4、模式和系统模式。ARM处理器状态指ARM状态和Thumb状态ARM两种处理器状态下均有上述7种模式。13、 ARM7TDMI内部寄存器特点？分别为31个通用32位寄存器和6个状态寄存器。它们不能在同一使劲同 时被访问，对其的访问取决于处理器状态和处理器模式。14、 ARM7TDMI有儿种寻址方式？寄存器寻址、立即寻址、寄存器移位寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、 多寄存器寻址、堆栈寻址、相对寻址。15、 ARM7的内部寄存器R13、R14、R15的主耍功能和作用？R13：堆栈指针，用于保存堆栈的出入口处地址、保存待使用寄存器的内容R14：连接寄存器，当使用BL指令调用子程序时，返回地址将自动存入

5、14 中；当发生异常时，将R14对应的异常模式版本设置为异常返回地址；共他时 候作为通用寄存器。R15：程序寄存器，总是指向正在“取指”的指令16、 请说明MOV指令与LDR加载指令的区别和用途？LDR的操作数既可以来源丁寄存器也可以来源丁存储器,MOV的操作数能 来源于寄存器。LDR指令从内存屮读取数据放入寄存器，用于对内存变量和数据的访问、 查表、程序的跳转、外围部件的控制操作等；MOV指令将8位立即数或寄存器 传送到冃标寄存器（Rd）,可用于移位运算等操作。17、 LPC2000系列器件有儿种常见的封装形式和其封装特点？常见的封装有64脚封装，144脚封装功耗低，有多个32位定吋器，多达

6、9个外部中断，16K字节静态RAM, l/128/256k字节片Flash存储器，128为宽度接口加速器，4路10位ADC或8 路10位ADC （64脚和144脚封装）,46或76112个GPIO （64脚和144脚封 装）。18、 简要说明一下LPC2000系列器件片内存储器的特点？片内存储器分为片内Flash和片内静态RAMo片内Flash通过128位宽度 的总线与ARM内核相连，具有很高的速度，特有的存储器加速功能，可以将程 序直接放在Flash 运行。SRAM支持8位、16位和32位的读写访问。19、 为什么要进行存储器重映射？存储器重映射是为了实现引导块和异常向量表地址的固定。重映射

7、引导块，有利于用户调用其屮的某些程序，增加代码的可移植性； 异常向量表重映射为了能让ARM内核通过访问0x00000x003F地址访问 到其他存储区域的向量表。20、 LPC2000系列ARM7微控制器对向量表有什么要求（向量表中的保留字）？ 向量表中有一个空隙以确保软件能与不同的ARM结构兼容;表中异常入口地址处放置的是跳转指令，已转向中断子程序。FIQ地址耍放在向量表的最后；21、 ARM7微控制器内FLASH是多少位宽度的接口？它是通过哪个功能模块来 提高FLASH的访问速度？FLASH是128位宽度的接口，通过存储器加速模块提高其访问速度。22、 FIQ、IRQ有什么不同?向量IRQ和

8、非向量IRQ有什么不同？FIQ是快速中断，具有最高优先级，屮断处理转入FIQ模式；IRQ是普通 中断，优先级低T FIQ,中断处理转入IRQ模式。向量IRQ支持16个向量IRQ中断，16个优先级，能为每个中断源设置服 务程序地址；非向量IRQ支持一个非向量IRQ中断，所有中断都共用一个相同 的服务程序入口地址。23、 LPC2000系列芯片共有儿个外接中断输入？它们是FIQ,还是IRQ?共有4个外接屮断输入，它们既可以是IFQ也可以是IRQo24、 LPC2000系列芯片常用的开发工具？ADS、IAR、JATG、ISP25、 什么是嵌入式处理器的最小系统？最小系统是指提供嵌入式处理器运行所必须

9、的条件的电路与嵌入式处理器共同构成的系统。26、嵌入式处理器的最小系统包含那些基本电路？最小系统包含时钟系统、供电系统、复位及其配置系统、存储器系统（可 选）、调试测试系统（可选）。基本电路包括：末级电源电路、前级电源电路、时钟电路、复位电路、程 序存储器（可选）、调试接口电路（可选）。二、问答题1、 ARM7TDMI支持哪儿种指令集，各有什么特点？支持ARM指令集和Thumb指令集两种。ARM指令集：指令32位，效率高，代码密度低，所有ARM指令都是可以 有条件执行的。Thumb指令集：指令16位，代码密度较高，Thumb指令仅有一条指令具备 条件执行功能。保持ARM的大多数性能上的优势，是

10、ARM指令集的子集。2、 ARM7TDMI有儿种处理器模式，简单介绍该儿种模式的工作特点？ARM7TDMI有7种处理器模式。用户模式：正常程序运行的丁作模式，不能直接从用户模式切换到其它模式 系统模式：用丁支持操作系统的特权任务等，可以直接切换到其它模式 快中断模式：用丁快速中断处理，支持高速数拯传输及通道处理，只有在FIQ 异常响应时，才进入此模式。中断模式：用于通用屮断处理，只有在IRQ异常响应时，才进入此模式。管理模式：供操作系统使用的一种保护模式，只有在系统复位和软件中断响 应时，才进入此模式。中止模式：用丁虚拟内存和/或存储器保护。未定义模式：支持软件仿真的硬件协处理器，只有在未定义

11、指令异常响应时, 才进入此模式。3、 什么是引导程序？什么是启动程序？两者有什么区别？引导程序是ARM微处理器在上电或复位后首先运行Boot Block中的一段代 码；启动程序是在运行引导程序后，正式运行用户main函数Z前，还需要运行 一段代码弓I导程序由芯片厂商固化在芯片中，功能包括：判断运行哪个存储器上的程 序、检查用户代码是否有效、判断芯片是否被加密、芯片的在应用编程（IAP）以 及在系统编程功能（ISP）o启动程序由用户添加，功能包括：向量表定义、堆栈 初始化、系统变量初始化、中断系统初始化、I/O初始化、外閑初始化，地址重 映射等操作。4、 简要描述LPC2000系列芯片内部GPI

12、O的功能特点？(1) 可以独立控制每个GPIO 口的方向；(2) 可以独立设置每个GPIO的输出状态；(3) 所有GPIO 口在复位后默认位输入状态。5、 试说明LPC2000系列芯片的引脚设置寄存器PINSELO、PINSEL1 PINSEL2 的具体功能？PINSEL0控制引脚P0.0P0.15的连接状态，每两位控制一个引脚。PINSEL1控制引脚P06-P0.31的连接状态，每两位控制一个引脚。PINSEL2控制P1端口和P2端口 o6、 试说明LPC2000系列芯片的存储器映射的结构特点？(看图1111答问题4)(1) 0GB向上为128KB或256KB的片内非易失性存储器;(2) 1

13、GB向上为16KB片内静态RAM；(3) 2GB向下为Boot Block重映射;(4) 3.5GB向上为VPB外设；(5) 4GB向下为AHB外设。7、 试说明LPC2000系列芯片内部向量中断控制器(VIC)的功能特点？(看图 回答问题5)(1) 可以管理最多32个中断请求，可将其编程为FIQ、向量IRQ或非向量IRQ；(2) 有16个向量IRQ中断；(3) 16个优先级，可动态分配优先级；(4) 可产生软件中断。8、 试说明LPC2000系列芯片的向量中断和非向量中断的功能特点？向量中断支持16个向量IRQ中断；16个优先级；每个优先级指定一个服务 程序入口地址。非向量屮断支持1个非向量

14、IRQ中断；所有非向量IRQ的入口地址都相同。9、 试说明LPC2000系列芯片内部定时器的功能特点？(看图回答问题6)(1) 各含有一个可编程32位预分频器；(2) 具有4路捕获通道，当输入信号跳变时可取得定时器的瞬时值，也可 选择使捕获事件产生中断。（3） 有4个32位匹配寄存器，匹配时动作有3种：定时器继续工作，可选 择产生中断；停止定时器，可选择中断；复位定时器，可选择中断（4） 有4个对应于匹配寄存器的外部输出，匹配时输出有4种：设置为低 电平；设置为高电平；翻转；无动作。10、 简要描述LPC2000系列芯片内部定时器的预分频功能，匹配功能，捕获功 能？预分频功能：通过设置某个常量

15、来控制pclk （定时器的时钟源）的分频。 匹配功能：当定时器值等于预设的匹配值时，从引脚输出特定的信号。捕获功能：如果输入信号满足设定的耍求，将触发捕获动作，将定时器的 计数值保存到捕获寄存器中。11、 试说明LPC2000系列芯片内部都具有那些外设接口，及其特点？12、 试比较说明JATG T.具和ISP T.具的异同点？两者都可以将程序下载到开发板上。JATG通过计算机的并口和开发板的JATG 口下载程序；ISP通过计算机的 串口和开发板的UART0下载程序。三、看图冋答问题1、下图是ARM7处理器的当前程序状态寄存器，请简单说明各位的功能。N：负标志位，运算结果的第31位值，记录标志设

16、置的结果。Z：零标志位，如果标志设置操作的结果为0,则置位。C：进位标志位，记录无符号加法溢出，减法无错位，循环移位。V：溢出标志位，记录标志设置操作的有符号溢出。I：中断禁止标志位，置位时禁止IRQ中断，否则允许IRQ中断使能。F：中断禁止标志位，置位时禁止FIQ中断，否则允许FIQ中断使能。T：控制位，置位时处理器运行在Thumb状态下，清零时处理器运行在ARM 状态下。M0M4：模式控制位，定义处理器的7中模式。其余位为保留位，留作将来使用。2、下图是LPC2000内部的时钟发生系统图，试对该图进行简单的描述说明。晶体振荡器为系统提供基本的时钟信号（Fosc）；在复位或处理器从掉电模式

17、唤醒时，唤醒定时器为输入的时钟信号做计数延时，使芯片内部有时间进行初始 化；PLL把Fosc信号提高到一个符合用户需耍的频率（Fcclk）,用于CPU内核; VPB分频器用于把Fcclk信号降低到一个合适的Fpclk （也可以不降低），用于外 设部件。3、 下图是ARM7系统内部的存储器加速模块（MAM）连接结构示意图，试针 对该示意图说明MAM如何实现存储器加速功能。存储器加速模块中Flash存储器可以存放4个32位ARM指令或8个16位 Thumb指令，它们被分成两组，轮番工作，及时的为CPU提供需要的指令和数 据，以防止CPU取指暂停。程序顺序执行时，一个Flash组包含当前正在取指的指

18、令和包含该指令的整 个Flash行，而另一个Flash组则包含或正在预取指下一个连续的代码行。程序出现分支时，在预取指缓存区中保存着将要执行的指令，在分支跟踪 缓存区中保存着程序跳转后可执行到的指令。程序获取数据时，如果数据不在MAM的数据缓冲区，那么MAM会执行 一次Flash读操作，把一个128位的数据行存入数据缓冲区，这样就加快了按顺 序访问数据的速度。4、 下图是ARM7系统存储器映射图，试对该映射图进行简单的描述说明。（问 答题6）5、 下图是ARM7系统中断向量控制器（VIC）内部结构示意图，试说明VIC的 功能特点。（问答题7）6、下图是ARM7系统每个I/O端口的内部寄存器控制

19、结构示意图，看图填写下 表的寄存器功能说明内容。序号通用名称功能说明1IOPIN从该寄存器中可以读出引脚的当前状态，和方向模式无关2IOSET该寄存器控制引脚输出高电平，为1时高电平，为0无效3IODIR该寄存器单独控制每个IO 口的方向，为1时输出，为0时输入4IOCLR该寄存器控制引脚输岀低电平，为1吋低电平为0无效7、下图是ARM7系统内部的定时器结构示意图，试说明内部定时器的功能特点。（问答题9）四、计算题1、设有一个基于LPC2114的系统，所使用的石英晶振为lOMHzo请计算岀最大 的系统时钟（FcciQ频率为多少？此时PLL的M值和P值各为多少？请列出 计算公式，并编写设置PLL

20、的程序段。依题得，Fosc=10MHz因为Fcclk范围为10MHz60MHz,所以最大的系统所时钟Fcclk=60MHzM=Fcclk/Fosc=60/l 0=6因为 Fcco 范围为 156MHz320MHz, P=Fcco/ (2Fcclk)所以 当 Fcco 取最小值时，P=156/ (2*60) =1.3当 Fcco 取最大值时,P=320/ (2*60) =2.67因为P的值必须是1、2、4、8中的一个，所以P=2uint8 PLLSet(uint32 Fcclk, uint32 Fosc, uint32 Fcco)uintS i;uint32 plldat;i = (Fcco /

21、 Fcclk);switch(i)(/计算PLL分频值，i的值为2P/检测参数是否合法case 2:/2P 为 2, P 为 1plldat = (Fcclk / Fosc) - 1) I (0 5); / 设置 M 的值,实际写入 M-l break;case 4:P为2plldat = (Fcclk / Fosc) -1) I (1 5); / 设置 M 的值，实际写入 M1 break;case 8:P为4plldat = (Fcclk / Fosc) - 1) I (3 5); / 设置 M 的值，实际写入 M1 break;case 16:P为4plldat = (Fcclk / Fosc) - 1) I (3 5); / 设置 M 的值,实际写入 M1 break;default:卩的值不是1、2、4、8中的一个，不合法return (FALSE); break; / 错误返回PLLCON = 1;/使能PLLPLLCFG = plldat;PLLFEED = Oxaa;PLLFEED = 0x55;/设萱PLL分频值/ PLL馈送序列while(PLLSTAT & (1 10) = 0); / 等待 PLL 锁定PLLCON = 3;/连接PLLPLLFEED = Oxaa;PLLFEED = 0x55;/ PLL馈送序列return(TRUE);/正确返回