ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案及练习题周立功.doc

2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系 统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位 CPU 的多任务潜力。 第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展， 分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。4、何谓系统规划？为何要做系统规划系统规划就是拟定一个开发进程，使项目在合理的进程范围中逐渐建构完成。其目地是让客户可以进一步地掌握系统开发的进程，并确定检查点，以让双方确定项目是否如预期中的进度完成。5、为什么在项目结束前需要进行项目讨论？项目的讨论一个项目进行的反馈机制。通过这一个程序，项目团队的经验才可以被记录 下来，也就是说，这是一个撰写项目历史的过程。 第三章1、ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？64 位乘法指令（带M 后缀的）、支持片上调试（带D 后缀的）、高密度 16 位的Thumb 指令机扩展（带T 后缀的）和EmbededICE 观察点硬件（带I 后缀的）2、ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？三级流水线（取指 译码 执行）；使用了冯诺依曼（Von Neumann ）结构，指令和数据共用一条32 位总线。3、ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态，处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。4、分别列举ARM的处理器模式和状态。 状态：ARM 状态 32 位，这种状态下执行的是字方式的ARM 指令 Thumb 状态 16 位，这种状态下执行半字方式的 Thumb 指令模式：用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、 中止模式、未定义模式和系统模式。5、PC和LR分别使用哪个寄存器？PC使用R15寄存器，LR使用R14寄存器6、R13寄存器的通用功能是什么？堆栈 第四章1、基础知识（1）ARM7TDMI(-S)有几种寻址方式？LOR R1，R0，#0x08属于哪种寻址方式？1. 寄存器寻址；2. 立即寻址；3. 寄存器移位寻址；4. 寄存器间接寻址；5. 基址寻址；6. 多寄存器寻址；7. 堆栈寻址；8. 块拷贝寻址；9. 相对寻址；LOR R1，R0，#0x08属于基址寻址。（2）ARM指令的条件码有多少个？默认条件码是什么？16条，默认条件码是AL。（3）ARM指令中第二个操作数有哪几种形式？举例5个8位图立即数。(1) 立即数；(2) 寄存器；(3) 寄存器及移位常数；0x3FC（0xFF2）、0、0xF0000000(0xF024)、200(0xC8)、0xF0000001(0x1F28)。（4）LDR/STR指令的偏移形式有哪4种？LDRB和LDRSB有何区别？(1) 零偏移；(2) 前索引偏移；(3) 程序相对偏移；(4) 后索引偏移。LDRB就是读出指定地址的数据并存入指定寄存器，LDRSB读出指定地址的数据，并高24位用符号位扩展，再存入指定寄存器。（5）请指出MOV指令与LDR加载指令的区别及用途。MOV 将 8 位图(pattern)立即数或寄存器(operand2)传送到目标寄存器(Rd)，可用于移位 运算等操作。读取指定地址上的存储器单元内容，执行条件AL.（6）CMP指令的操作是什么？写一个程序，判断R1的值是否大于0x30，是则将R1减去0x30。CMP 指令将寄存器Rn 的值减去operand2 的值，根据操作的结果更新CPSR 中的相应条 件标志位，以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。CMP R1,0x30SUBHI R1,R1,0x30（7）调用子程序是用B还是用BL指令？请写出返回子程序的指令？BL 指令用于子程序调用。MOV PC， R14（8）请指出LDR伪指令的用法。指令格式与LDR加载指令的区别是什么？LDR 伪指令用于加载 32 位的立即数或一个地址值到指定寄存器。第二个数为地址表达式。（9）ARM状态与Thumb状态的切换指令是什么？请举例说明。BX指令，（10）Thumb状态与ARM状态的寄存器有区别吗？Thumb指令对哪些寄存器的访问受到一定限制？Thumb状态下不能更新CPSR 中的ALU 状态标志。，Thumb指令对R8R15寄存器访问受限。（11）Thumb指令集的堆栈入栈、出栈指令是哪两条？PUSH POP（12）Thumb指令集的BL指令转换范围为何能达到4MB？其指令编码是怎样的？Thumb 采用两条16 位指令组合成22 位半字偏移(符号扩展为32 位)，使指令转移范围为4MB。2 有符号和无符号加法 下面给出A 和B 的值，您可先手动计算A+B，并预测N、Z、V 和 C 标志位的值。然后修改程序清单4.1 中R0、R1 的值，将这两个值装载到这两个寄存器中(使用LDR 伪指令， 如LDR R0,=0x FFFF0000)，使其执行两个寄存器的加法操作。调试程序，每执行一次加法 操作就将标志位的状态记录下来，并将所得结果与您预先计算得出的结果相比较。如果两个 操作数看作是有符号数，如何解释所得标志位的状态？同样，如果这两个操作数看作是无符数，所得标志位又当如何理解？ 0xFFFF000F 0x7FFFFFFF 67654321 (A) + 0x0000FFF1 + 0x02345678 + 23110000 (B) 结果： ( ) ( ) ( ) 3 数据访问 把下面的 C 代码转换成汇编代码。数组 a 和b 分别存放在以 0x4000 和 0x5000 为起始 地址的存储区内，类型为long(即32 位)。把编写的汇编语言进行编译连接，并进行调试。 for (i=0; i8; i+) ai = b7-i; 第四章程序清单4.1寄存器相加；文件名：TESTI.S；功能：实现两个寄存器相加；说明：使用ARMulate软件仿真调试AREA Examplel,CODE,READONLY ；声明代码段ExamplelENTRY ；标识程序入口CODE32 ；声明32位ARM指令START MOV R0，#0 ；设置参数MOV R1，#10LOOP BL ADD_SUB ；调用子程序ADD_SUBB LOOP ；跳转到LOOPADD_SUBADDS R0，R0，R1 ；R0=R0+R1MOV PC，LR ；子程序返回END ；文件结束程序清单4.2 读取SMI立即数T_bit EQU 0X20SWI_Handler STMFD SP！，R0_R3，R12，LR ；现场保护 MRS R0，SPSR ；读取SPSR STMED SP！，R0 ；保存SPSR TST R0，#T_bit ；测试T标志位 LDRNEH R0，LR，#_2 ；若是Thumb指令，读取指令码（16位） BICNE R0，R0,，#0xFF00 ；取得Thumb指令的8位立即数 LDREQ R0，LR，#_4 ；若是ARM指令，读取指令码（32位） BICEQ R0，R0，#0Xff000000 ；取得ARM指令的24位立即数 LDMFD SP！， R0_R3，R12，PC ；SWI异常中断返回程序清单4.3使用IRQ中断ENABLE_IRQMRS R0，CPSRBIC R0，R0，#0x80MSR CPSR_C，R0MOV PC，LR程序清单4.4禁能IRQ中断DISABLE_IRQMRS R0 CPSRORR R0，R0，#0x80MSR CPSR_C，R0MOV PC，LR程序清单4.5堆栈指令初始化INTSTACKWOV R0，LR ；保存返回地址；设置管理模式堆栈MSR CPSR_C，#0xD3LDR SP，stacksvc；设置中断模式堆栈MSR CPSR_C，#0xD2LDR SP，Stacklrq程序清单4.6小范围地址的加载ADR R0，DISP_TAB ；加载转换表地址LDRB R1，R0，R2 ；使用R2作为参数，进行查表DISP_TAB DCB 0xC0，0xF9，0xA4，0xB0，0x99，0x92，0x82，0xF8，0x80，0x90程序清单4.7中等范围地址的加载ADR LR，RETURNIADRL R1，Thumb_sub1BX R1RETURNI CODE 16Thumb_sub MOV R1，#10 程序清单4.8加载32位立即数LDR R0，=IOPIN ；加载GPIO的寄存器IOPIN的地址LDR R1，R0 ；读取IOPIN寄存器的值LDR R0，=IOSETLDR R1，=0x00500500STR R1，R0 ；IOSET=0x00500500程序清单4.9软件延时DELAYINOPNOPNOPSUBS R1，R1，#1BNE DELAYI程