嵌入式系统试卷--A卷

第 1 页 共 页 班级 学生填写 姓名 学号 命题 符秋丽 审题 审批 密 封 线 答 题 不 能 超 出 密 封 线 20112011 20122012 学年第学年第 一一 学期学期 嵌入式系统嵌入式系统 科目考试试题科目考试试题 A A 卷卷 使用班级 老师填写 计算机 08 1 2 班 考务电话 2923688 题题 号号一一二二三三四四五五六六七七八八九九总总 分分 得得 分分 阅卷人阅卷人 一 一 填空题 每空填空题 每空 1 分 共分 共 20 分 分 1 嵌入式微处理器一般可分为 嵌入式微控制器 嵌入式数字信号处理器 嵌入式微处 理器 和 嵌入式片上系统 四种类型 2 嵌入式存储系统具有 大端 和 小端 两种数据存放格式 3 从编程的角度看 ARM 微处理器一般有 ARM 状态 和 Thumb 状态 两种工作 状态 4 ARM 微处理器有 7 种工作模式 它们分为两类 非特权模式 和 特权模式 其中用户模式属于 非特权模式 5 ARM 微处理器复位后 PC R15 的地址通常是 0 x0 初始的工作模式是 supervisor 6 嵌入式开发一般采用 宿主机 目标机 方式 其中宿主机一般是指 PC 机或台式机 7 哈佛体系结构数据空间和地址空间 分开 ARM7TDMI 采用 冯洛伊曼体系 的内核架构 8 ARM7TDMI 采用 3 级流水线结构 ARM920TDMI 采用 5 级流水线 二二 选择题 每题 选择题 每题 1 分 共分 共 20 分 分 1 ADD R0 R1 3 属于 A 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 存储一个 32 位数 0 x876165 到 2000H 2003H 四个字节单元中 若以小端模式存储 则 2003H 存储单元的内容为 B A 0 x00 B 0 x87 C 0 x65 D 0 x61 3 Bootloader 的 stage2 通常使用 C 语言实现 以完成复杂的功能 并增加可读性和可移植 性 以下哪一步骤属于 stage2 的内容 D A 为加载 Bootloader 的 stage2 准备 RAM 空间 B 设置好堆栈 C 硬件设备初始化 D 将 kernel 影像和根文件系统映像从 flash 上读到 RAM 空间中 4 若 R1 2000H 2000H 0 x86 2008H 0 x39 则执行指令 LDR R0 R1 8 后 R0 的值为 D A 0 x2000 B 0 x86 C 0 x2008 D 0 x39 5 寄存器 R13 除了可以做通用寄存器外 还可以做 C 第 2 页 共 页 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 A 0 x0000001C B 0 x00000008 C 0 x00000018 D 0 x00000014 7 ARM 指令集和 Thumb 指令集分别是 D 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 D 个寄存器 A 7 B 32 C 6 D 37 9 要配置 NFS 服务器 在服务器端主要配置 C 文件 A etc rc d rc inet1 B etc rc d rc m C etc exports D etc rc d rc S 10 在 Linux 系统中 下列哪个命令可以用来加载模块 A A insmod B load C init D installmod 11 Linux 中删除文件命令为 D A mkdir B rmdir C mv D rm 12 NFS 是 C 系统 A 文件 B 磁盘 C 网络文件 D 操作 13 Linux 中切换用户登录命令的是 B A ps B su C kill D changeuser 14 下列哪个命令以文本菜单方式界面配置内核选项 A A make menuconfig B make xconfig C make config D make improper 15 在 ARM 处理器的各种工作模式中 A 模式无法访问一些被保护的系统资源 A 用户模式 B 系统模式 C 中断模式 D 终止模式 16 存放 linux 源代码的目录是 B A etc B usr src C usr D home 17 中断向量是指 C A 中断断点的地址 B 中断向量表起始地址 C 中断处理程序入口地址 D 中断返回地址 18 如果 Bootloader 内核 启动参数以及其他的系统映像四部分在固态存储设备独立存放 则其存储结构的分配顺序应当是 D A 文件系统 内核 启动参数 Bootloader B 启动参数 Bootloader 内核 文件系统 C Bootloader 启动参数 内核 文件系统 D Bootloader 内核 启动参数 文件系统 19 以下叙述中正确的是 A A 在嵌入式系统开发中 通常采用的是交叉编译器 B 宿主机与目标机之间只需要建立逻辑连接即可 C 在嵌入式系统中 调试器与被调试程序一般位于同一台机器上 第 3 页 共 页 班级 学生填写 姓名 学号 密 封 线 答 题 不 能 超 出 密 封 线 D 宿主机与目标机之间的通信方式只有串口和并口两种 20 在 CPU 和物理内存之间进行地址转换时 B 将地址从虚拟 逻辑 地址空间映射 到物理地址空间 A TCB B MMU C CHCHE D DMA 三 判断题 每题三 判断题 每题 1 分 共分 共 10 分 分 1 嵌入式系统是看不见的计算机系统 其开发环境和运行环境一致 2 在 LINUX 系统中 所有的内容都表示成文件 组织文件的各种方法便成为不同的文件系 统 3 ARM 处理器是典型的 CISC 体系 4 Nand Flash 的特点是应用程序可以直接在闪存中运行 不需要把代码读到系统 RAM 中 5 Linux 中的 ls 命令的功能是变换工作目录到目标制定目录 6 Bootloader 是嵌入式系统运行的第一个程序 7 由于 ARM 体系结构采用了多级流水线技术 因此对于 ARM 指令而言 PC 总是指向当 前指令的下一条指令的地址 即 PC 的值为当前指令的地址加 1 个字节 8 移植操作系统时需要修改操作系统中与处理器直接相关的程序 9 ARM 处理器的运行模式可通过中断或异常处理改变 10 嵌入式系统在开发过程中 下载 bootloader 采用 Jtag 接口 而下载嵌入式操作系统镜 像文件时一般采用串口或者网口 四 简答题四 简答题 每题 每题 4 分 共分 共 20 分 分 1 ARM 处理器有几种工作状态 各自的特点是什么 工作状态之间如何进行转换 异常响 应时 处理器处于何种状态 答 ARM 有两种工作状态 ARM 状态 此时处理器执行 32 位的字对齐的 ARM 指令 Thumb 状态 此时处理器执行 16 位的 半字对齐的 Thumb 指令 在程序的执行过程中 微处理器可以随时在两种工作状态之间切换 并且不影响处理器运行模式和相应寄存器 中的内容 ARM 指令集和 Thumb 指令集均有切换处理器状态的指令 并可在两种工作状态之间切换 但 ARM 微处理器在上电或复位后 应该处于 ARM 状态 执行 BX 跳转指令 将操作数的状态位 位 0 设置为 1 时 可以使处理器从 ARM 状态切换到 Thumb 状态 此外 当处理器处于 Thumb 状态时发生异 如 IRQ FIQ Undef Abort SWI 等 则异常处理返回时 自动切换到 Thumb 状态 执行 BX 跳转指令 将操作数的状态位 位 0 设置为 0 时 可以使处理器从 Thumb 状态切换到 ARM 状态 此外 当处理器进行异常处理时 把 PC 指针放入异常模式链接寄存器中 并从异常向量地址开始执行程序 也 可以使处理器切换到 ARM 状态 THUMB 指令集在功能上只是 ARM 指令集的一个子集 某些功能只能在 ARM 状态下执行 如 CPSR 和协处理 器的访问 进行异常响应时 处理器会自动进入 ARM 状态 即使是一个单纯的 THUMB 应用系统 必须加一个汇编的交互头程序 因为系统总是自动从 ARM 开始启动 2 什么是初始化程序 bootloader 的作用是什么 第 4 页 共 页 答 初始化程序是系统加电后运行的第一段软件代码 在嵌入式系统中 通常整个系统的加 载启动任务就完全由 BootLoader 来完成 简单地说 BootLoader 就是在操作系统内核运行 之前运行的一段小程序 通过这段小程序 可以初始化硬件设备 建立内存空间的映射图 从而将系统的软 硬件环境带到一个合适的状态 以便为调用应用程序或者操作系统内核准 备好正确的环境 3 ARM 处理器一共有几种中工作模式 分别是 哪种模式下 专业寄存器最多 答 ARM 处理器一共有 7 种运行模式 它们分别是 用户模式 user 快速中断模式 fiq 外部中断模式 irq 管理模式 svc 数据访问中止模式 abt 系统模式 sys 和未定义指令中 止模式 und 系统模式和用户模式 4 开发环境的搭建主要包括哪些步骤 以及怎样配置 NFS 服务 搭建 Linux 开发环境 简历交叉编译环境 配置 Minicom TFTP 以及 NFS 服务 安装 NFS 软件包 apt get install portmap nfs kernel server apt get install portmap nfs common 编辑 ect exports 添加要共享的目录 source rootfs rw sync no root squash 把开发板配置的根文件系统拷贝到共享目录 souce rootfs 下 重启 NFS 服务 etc init d portmap restart etc init d nfs kernel server restart 5 怎样构建根文件系统的内容 答 Linux 的根文件系统包括支持 linux 系统正常运行的基本内容 至少应包括以下几项内容 基本的文件系统结构 如 bin dev etc sbin lib usr proc 基本程序运行所需的动态库 基本的系统配置文件 必要的设备文件支持 基本的应用程序 如 sh cp l 五 编程题 每题五 编程题 每题 10 分 共分 共 20 分 分 1 以深圳英培特 S3C2410 实验平台为例 利用 S3C2410X 的 GPF4 GPF5 GPF6 GPF7 四个 I O 管脚控制 4 个 LED 发光二极管 使其有规律的闪烁 电路连接 LED 1 LED 4 分别与 GPF7 GPF4 相连 通过 GPF7 GPF4 引脚的高低电平来控制发光二极管的亮与灭 当这几个引脚输出高电平的时候发光二极管熄灭 当这几个引脚输出低电平的时候发光二极管点亮 第 5 页 共 页 班级 学生填写 姓名 学号 密 封 线 答 题 不 能 超 出 密 封 线 寄存器设置 为了实现控制 LED 的目的 需要通过配置 GPFCON 寄存器将 GPF4 GPF5 GPF6 GPF7 设置为输出属性 如 配置 GPFCON 9 8 两位 为 01 可实现将 GPF4 设置为输出属性 通过设置 GPFDAT 寄存器实现点亮与熄灭 LED 如 配置 GPFDAT 4 为 0 可实现点亮 LED4 配置 GPFDAT 4 为 1 可实现关闭 LED4 对于本题来说 GPFUP 可以不用设置 电路原理图如下图所示 按照以上要求 编写出控制 LED 的程序 答 include 2410lib h define rGPFCON volatile unsigned 0 x56000050 端口 F 的控制寄存器 define rGPFDAT volatile unsigned 0 x56000054 端口 F 的数据寄存器 define rGPFUP volatile unsigned 0 x56000058 端口 F 的上拉控制寄存器 void port init void PORT F GROUP 端口 GPF7 GPF6 GPF5 GPF4 GPF3 GPF2 GPF1 GPF0 信号 LED 1 LED 2 LED 3 LED 4 PS2 INT CPLD INT1 KEY INT BUT INT1 设置属性 Output Output Output Output EINT3 EINT2 EINT1 EINT0 二进制值 01 01 01 01 10 10 10 10 rGPFCON 0 x55aa 第 6 页 共 页 rGPFUP 0 xff GPF 所有端口都不加上拉电阻 void led on void int i nOut nOut 0 xF0 rGPFDAT nOut 点亮 LED1 for i 0 i 100000 i rGPFDAT nOut 点亮 LED1 LED2 for i 0 i 100000 i rGPFDAT nOut 点亮 LED1 LED2 LED3 for i 0 i 100000 i rGPFDAT nOut 点亮 LED1 LED2 LED3 LED4 for i 0 i 100000 i void led off void int i nOut nOut 0 rGPFDAT 0 for i 0 i 100000 i rGPFDAT nOut 0 x80 关闭 LED1 for i 0 i 100000 i rGPFDAT nOut 0 x40 关闭 LED2 for i 0 i 100000 i rGPFDAT nOut 0 x20 关闭 LED3 for i 0 i 100000 i rGPFDAT nOut 0 x10 关闭 LED4 for i 0 i 100000 i void led on off void int i rGPFDAT 0 所有 LED 全亮 for i 0 i 100000 i rGPFDAT 0 xF0 所有 LED 全灭 for i 0 i 100000 i void led test void 第 7 页 共 页 led on led off led on off delay 1000 rGPFCON 0 x55aa void main int argc char argv port init while 1 led test 2 已知 C 语言程序有主程序模块 prog c prog h 其中调用了另一个模块 subr c subr h 中的 功能 试写出一个可将这两个模块编译成可执行文件 pr1 的 makefile 答 pr1 prog o subr o gcc o pr1 prog o subr o prog o prog c prog h gcc c o prog o prog c