ARM嵌入式期末复习.docx

P2 嵌入性，专用性，计算机系统 是嵌入式系统的3个基本要素。1选择ARM处理器时应考虑的问题：P20ARM微处理器内核的选择，系统的工作频率，芯片内存储器的容量，片内外围电路的选择2什么是交叉编译？ P244交叉编译就是某机器中执行的代码不是在本机器生成而是由另一台机器编译生成，前者称为目标机，后者称为主机。 3采用交叉编译的原因： P244多数嵌入式目标系统不能提供足够的资源供编译过程使用，因而只好将编译过程转移到高性能的主机中进行，这就需要在强大的PC上建立一个用于目标机的交叉编译环境。4内核移植的涉及工作： P285编写针对特定处理器的代码，编写针对特定硬件平台的引导和初始化代码，编写针对特定外设的设备驱动程序代码。5 P320 Linux内核中包含的同步机制有：原子操作、信号量、读写信号量、自旋锁、大内核锁、读写锁、读复制更新和顺序锁等。2410A处理器电源模式：（1）NORMAL MODE：耗电最大，可以通过关闭具体控制器的时钟来节电。（2）SLOW MODE(慢速模式)：在此模式下可以没有内部PLL，耗电情况依赖于外部失踪频率。CLK SLOW 的SLOW_BIT置1进入。（3）IDLE_MODE（空闲模式）FCLK被关断，主要由于CPU core节电。可以通过任何外部中断唤醒。CLKCON【2】被置1进入。（4）Power_oFF MODE(掉电模式)除了处理器被唤醒逻辑单元外，处理器不损耗任何电量，可以通过EINT15:0或RTC alarm interrupt唤醒系统。假设ARM处理器工作在管理模式下，编程将ARM工作模式切换为用户模式？AREA name，CODE，READONLYENTRYMOV R0，CPSRMOV R0，R0，#0xffffffE0ORR R0，R0，#0x10MOV CPSR，R0END回答Thumb指令集与ARM指令集的区别：1跳转指令 2数据处理指令 3单寄存器加载和存储指令 4批量寄存器加载和存储指令 5Thumb指令集没有包含进行异常处理时需要的一些指令，因此在异常中断时需要ARM指令。LDR指令和LDR伪指令在用途上有什么区别？LDR指令是用于将32位字数据从存储器加载到目的寄存器的字加载指令。LDR伪指令是把一个数字常量或一个地址加载到低端寄存器的伪指令。用LDR指令代替 伪指令时，编译程序先把数据存放在数据缓冲区内，执行LDR指令是，从缓冲区读出并加载到寄存器中，因此用伪指令时需要创建数据缓冲区。写一条ARM指令，完成R0=R2x4-R3并设置条件标志的操作。RSB R0，R3，R2，LSL#2编写ARM汇编语言程序段，实现这个C语言程序段的功能C语言：If（a=b）a+1; else b+1;ARM汇编语言：CMP R0,R1；ADDCS R0,R0，#1；ADDCC R1,R1，#1； 1回答嵌入式系统的定义以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术和通信技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件硬件可剪裁i的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有等严格要求的专用计算机系统。2回答ARM微处理器的特点。1体积小、低功耗、低成本、高性能；2支持Thumb/ARM双指令集，能很好地兼容8位/16位器件；3大量使用寄存器，指令执行速度更快；4大多数数据操作都在寄存器中完成；5寻址方式灵活简单，执行效率高；6指令长度固定3嵌入式的硬件平台由哪些部分组成？嵌入式硬件平台是以嵌入式处理器为核心，由存储器、I/O单元电路、通信模块、外部设备等必要的辅助接口组成。4硬件抽象层接口的定义和代码设计有哪些特点？硬件抽象层具有与硬件的密切相关性；硬件抽象层具有与操作系统无关性；接口定义的功能应包含硬件或系统所需硬件支持的功能；定义简单明了，太多接口函数会增加软件模拟的复杂性；可测性的接口设计有利于系统的软硬件测试和集成4ARM处理器的工作模式有哪些？7种运行模式：1用户模式（usr）：Arm处理器正常的程序执行状态；2快速中断模式（fiq）：用于高速数据传输或通道处理；3外部中断模式（irq）：用于通用的中断处理；4管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式；5数据访问终止模式（abt）：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护；6系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务；7未定义指令终止模式（und）：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。 除用户模式外的其余6种为非用户模式或特权模式，除用户模式和系统模式外的其他5种模式称为异常模式。8ARM体系结构所支持的异常类型有哪些？并叙述各种异常的向量地址。 地址异常进入模式0x00000000复位管理模式0x00000004未定义指令未定义模式0x00000008软件中断管理模式0x0000000C终止（预取指令）终止模式0x00000010终止（数据）终止模式0x00000014保留保留0x00000018IRQIRQ0x0000001CFIQFIQ4请叙述处理器如何实现ARM状态和Thumb状态的切换。进入Thumb状态：当操作数寄存器状态为（位0）为1时，执行BX指令使处理器从ARM状态切换到Thumb状态；处理器出于Thumb状态发生异常，异常处理返回时自动切换到Thumb状态； 进入ARM状态：当操作数寄存器状态位为0时，执行BX指令使处理器从Thumb状态切换到ARM状态；此外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，也可切换到Arm状态。加载存储指令可以分为：单一数据加载/存储指令、批量数据加载/存储指令以及数据交换指令3类。假设R4内容为0x40000000，寄存器R6,R6,R7内容部为0x01,0x02,0x03，存储器内容为空，执行STMIB R4！R5，R6，R7 LDMIA R4！R5，R6，R7后，存储器0x40000000到0x4000000F及R4，R5，R6，R7的内容是什么？0x40000000 到0x4000000f的内容 00 00 00 00 01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00; R4,5，6,7的内容为 0x40000000, 0x01,0x02,0x034S3C2410A芯片有几个通道DMA，共有多少个寄存器？S3C2440A芯片有4个通道DMA，共有36个寄存器8触摸屏接口模式分为几类？（1）正常转换模式（2）分离XY坐标转换模式（3）自动（连续）XY坐标转换模式（4）等待中断模式（5）备用模式4Linux下的交叉编译环境主要包括几个部分：针对目标系统的编译器GCC； 针对目标系统的二进制工具binutils； 目标系统的标准C库glibc；目标系统的Linux内核头文件。5简述交叉编译环境的安装1准备工作，2交叉编译环境的建立过程，3交叉环境的建立1什么事Boot Loader？263Boot Loader就是在操作系统内核运行前运行的一段小程序，通过这段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，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。2简述Boot Loader的启动过程（1）引导加载程序 （2）Linux内核 （3）文件系统 （4）用户应用程序2Vivi运行可以分为几个阶段，各阶段主要工作是什么？272阶段1 ：（1）关WATCH_DOG（2）禁止所有中断（3）初始化系统时钟（4）初始化内存控制器（5）检查是否从掉电模式唤醒（6）点亮所有LED（7）初始化UART0（8）跳到内存测试函数（9）如果定义了以NAND Flash方式启动则将vivi所有代码从NAND Flash复制到SDRAM中（10）跳到Boot Loader的阶段2运行，即调用init/main.c的main函数； 阶段2：main函数共8步：（1）步骤1：reset_handler() （2）board_init() （3）建立页表和启动MMU （4）heap_init() （5）mtd_dev_init() 7Boot Loader两种不同的操作模式是什么？262启动加载模式；下载模式；8vivi是什么？Vivi是韩国MIZI公司专门为三星S3C2440A芯片设计的Boot Loader5什么是系统文件操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统7简述Linux文件系统应包括几项内容？（1） 基本的文件系统结构，保护必需的目录，如：/dev,/proc,/bin等（2） 基本程序运行所需的库函数，如Glibc/uC-libc。（3） 基本的系统配置文件，如rc，inittab等脚本文件。（4） 必要的设备文件支持：/dev/hd*,/dev/tty*,/dev/fd0（5） 基本的应用程序，如sh，ls，cp，mv等10简述将Linux2.6内核移植到新的目标系统的一般步骤。内核修改，内核配置，内核编译1Linux中的文件分几类？Linux中的文件主要有4种：普通文件，目录文件，链接文件和设备文件。2open函数的作用是什么？Open函数是用于打开或创建文件，在打开或创建文件时以指定文件的属性及用户的权限等各种参数。假设ARM处理器工作在系统模式下，编写一个ARM汇编语言程序段，实现禁止IRQ中断的功能。要求，只实现禁止IRQ中断的功能，不能影响ARM处理器的工作状态，工作模式和条件模式MRS R0，CPSR； ORR R0，R0，0x80；MRS CPSR_cxsf，R0在程序中，对一个大于0 的整数N，完成1+2+3（N1）+N 的累加值计算，并将计算结果保存到内存中。N EQU 7AREA RESET,CODE,READONLYENTRYSTART LDR R3,=NMOV R0,#0MOV R1,#1REPEAT ADD R0,R0,R1ADD R1,R1,#1CMP R1,R3BLE REPEATLDR R2,=RESULTSTR R0,R2HERE B HEREAREA Dataspace,DATA,READWRITERESULT DCD 0ENDTHUMB 工作状态下的主程序中为R3 寄存器写入一个大于0 的整数N，接下来调用子程序，在子程序中完成1+2+3(N-1)+N 的累加计算N EQU 10AREA RESET,CODE,READONLYENTRYCODE32LDR R3,=NBL ARM_MULLDR R0,=THUMB_CODE+1BX R0HERE B HEREARM_MUL CMP R3,#0BLE ARM_MUL_ENDMOV R0,#0MOV R1,#1MOV R2,R1REPEAT_MUL MUL R0,R2,R1MOV R2,R0ADD R1,R1,#1CMP R1,R3BLE REPEAT_MULLDR R4,=RESULT_MULSTR R0,R4ARM_MUL_END MOV PC,LRCODE16THUMB_CODE LDR R3,=NBL THUMB_SUMLDR R0,=HEREBX R0THUMB_SUM CMP R3,#0BLE THUMB_SUM_ENDMOV R0,#0MOV R1,#1REPEAT_SUM ADD R0,R1ADD R1,#1CMP R1,R3BLE REPEAT_SUMLDR R4,=RESULT_SUMSTR R0,R4THUMB_SUM_END MOV PC,LRALIGNAREA Dataspace,DATA,READWRITERESULT_MUL DCD 0RESULT_SUM DCD 0END 切换各种模式汇编语言参考程序： AREA RESET,CODE,READONLY ENTRY START MRS R0,CPSR ; read CPSR value BIC R0,R0,#0X1F ; clear low 5 bit ORR R0,R0,#0X1F ; set the mode as System mode MSR CPSR_cxsf,R0 ; write the data into CPSR MOV R0, #1 ; initialization the register in System mode MOV R1, #2 MOV R2, #3 MOV R3, #4 MOV R4, #5 MOV R5, #6 MOV R6, #7 MOV R7, #8 MOV R8, #9 MOV R9, #10 MOV R10, #11 MOV R11, #12 MOV R12, #13 MOV R13, #14 MOV R14, #15 ; into FIQ mode MRS R0,CPSR BIC R0,R0,#0X1F ORR R0,R0,#0X11 ; set the mode as FIQ mode MSR CPSR_cxsf,R0 MOV R8, #16 ; initiali1zation the register in FIQ mode MOV R9, #17 MOV R10, #18 MOV R11, #19 MOV R12, #20 MOV R13, #21 MOV R14, #22 ; into IRQ mode MRS R0,CPSR BIC R0,R0,#0X1F ORR R0,R0,#0X12 ; set the mode as IRQ mode MSR CPSR_cxsf,R0 20 MOV R13, #23 ; initialization the register in IRQ mode MOV R14, #24 ; into SVC mode MRS R0,CPSR BIC R0,R0,#0X1F ORR R0,R0,#0X13 ; set the mode as SVC mode MSR CPSR_cxsf,R0 MOV R13, #25 ; initialization the register in SVC mode MOV R14, #26 ; into Abort mode MRS R0,CPSR BIC R0,R0,#0X1F ORR R0,R0,#0X17 ; set the mode as Abort mode MSR CPSR_cxsf,r0 MOV R13, #27 ; initialization the register in Abort mode MOV R14, #28 ; into UNDEF mode MRS R0,CPSR BIC R0,R0,#0X1F ORR R0,R0,#0X1B ; set the mode as UNDEF mode MSR CPSR_cxsf,R0 MOV R13, #29 ; initialization the register in UNDEF mode MOV R14, #30 ; into USR mode MRS R0,CPSR BIC R0,R0,#0X1F ORR R0,R0,#0X10 ; set the mode as USR mode MSR CPSR_cxsf,R0 HALT_LOOP B HALT_LOOP END2、编写一个 C 语言程序，程序的要求如下： （1）使用在 C 语言程序中内嵌汇编指令的编程方法，编写函数完成 1+2+3+4+5(n-1)+n 的计算，并把结果作为返回值返回给调用程序。函数的声 明如下： int cfun(int n); （2）编写 main 函数，在 main 函数中调用汇编语言程序中的 asm_strcpy 函数，把字符串