嵌入式系统复习大纲(已整理大部分答案).doc

嵌入式系统复习大纲第一章 嵌入式系统概述1.嵌入式系统的定义答：1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。5.嵌入式处理器的分类 答：1嵌入式微处理器MPU 2嵌入式微控制器MCU 3 嵌入式DSP处理器4嵌入式片上系统SOC 5 嵌入式可编程片上系统SOPC 6. 嵌入式操作系统的作用是什么？请举出3种常见的操作系统。答：用于管理存储器分配、中断处理、任务间通信和定时器响应，以及提供多任务处理等功能。嵌入式操作系统，大大地提高了嵌入式系统硬件工作效率，并为应用软件开发提供了极大的便利。3种常见的操作系统：WinCE、Vxworks、uClinux2.在ARM系列中，ARM7， ARM9分别是什么体系结构。ARM7是冯诺依曼体系结构 ARM9是哈佛体系结构4. ARM处理器有几种工作状态，各自的特点。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。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。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,系统自动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5. ARM体系结构所支持的最大寻址空间为4GB；8.ARM处理器一共有几种中工作模式，分别是？那种模式下，专业寄存器最多。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)。9.ARM处理器正常工作时，处于何种工作模式？答：用户模式(user)。9.ARM处理器共有多少个32位寄存器，多少个为通用寄存器，多少个状态寄存器。答：共有37个32位寄存器，其中31个为通用寄存器，可用于累加操作，6个为状态寄存器。10. 在ARM指令中，R13寄存器常用？R14寄存器被称为？，R15寄存器？答：R13常用做堆栈指针，R14被称为子程序连接寄存器或连接寄存器。R15寄存器用于保存程序计数器(PC)。R15一般不作为通用寄存器使用12.ARM指令的寻址方式。(1)寄存器寻址(2)立即寻址(4)寄存器间接寻址(5)基址变址寻址6)多寄存器寻址；(7)堆栈寻址；(9)相对寻址。(3)寄存器偏移寻址； (8)块拷贝（复制）寻址；13.掌握ARM指令集，常用指令的使用。跳转指令： B BL数据处理指令： MOV ADD SUB AND ORR程序状态寄存器访问指令：MRS MSR加载/存储指令：1）LDR指令 LDR LDRB LDRH 2）STR指令 STR STRB STRH 3）批量数据加载/存储指令 LDM STM14.ARM伪指令（掌握教科书中提到的即可）；汇编语言的编程；C语言编程，混合编程。AREA ENTRY END IMPORT GET（或INCLUDE）2. uCLinux操作系统的特点，与Linux操作系统的区别？答：uCLinux具有如下一些主要特点：（1）通用的Linux API （2）uCLinux kernel 的大小小于512KB（3）完整的TCP/IP协议堆栈（4）支持大量其他的网络协议（5）支持各种文件系统，包括 NFS、Ext2、romfs、JFFS、MS-DOS及FAT16/32uCLinux与Linux具有如下几点区别：（1）uCLinux针对不含有MMU的处理器进行了修改；（2）为了减小编译后文件大小，uCLinux重写了函数库；（3）uCLinux的多进程管理通过vfork来实现，uCLinux只能支持vfork，没有使用Linux下的fork.嵌入式系统基础复习题1、 什么是嵌入式处理器，嵌入式处理器可以分为几大类？嵌入式处理器是为了完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。分为嵌入式微处理器EMPU、嵌入式微控制器EMCU、嵌入式DSP处理器EDSP、嵌入式片上系统（SOC）、嵌入式可编程片上系统（SPOC）。2、 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。3、 常见的4种嵌入式操作系统？嵌入式Linux、Win CE、VxWorks、C/OS-II4、 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（synthesizable）版本（软核）I：支持EmbededICE观察硬件M：支持64位乘法5、 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230个32位字，或231个16位半字。6、 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。7、 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。8、 ARM7TDMI有几种寻址方式？立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址加变址、多寄存器寻址、堆栈寻址、相对寻址。9、 ARM7的内部寄存器R13、R14、R15的主要功能和作用？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；其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10、 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于寄存器也可以来源于存储器，MOV的操作数能来源于寄存器。LDR指令从内存中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目标寄存器（Rd），可用于移位运算等操作。11、 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。12、 FIQ、IRQ有什么不同？向量IRQ和非向量IRQ有什么不同？FIQ是快速中断，优先级比IRQ要高，中断处理转入FIQ模式；IRQ是普通中断，优先级低于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。二、问答题1、 ARM7TDMI支持哪几种指令集，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ARM指令集的子集。2、 ARM7TDMI有几种处理器模式，简单介绍该几种模式的工作特点？ARM7TDMI有7种处理器模式。用户模式：正常程序运行的工作模式，不能直接从用户模式切换到其它模式系统模式：用于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：用于快速中断处理，支持高速数据传输及通道处理，只有在FIQ异常响应时，才进入此模式。中断模式：用于通用中断处理，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：用于虚拟内存和/或存储器保护。未定义模式：支持软件仿真的硬件协处理器，只有在未定义指令异常响应时，才进入此模式。三、看图回答问题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。6 ARM汇编语句“ADD R0, R2, R3, LSL#1”的作用是（A）。A. R0 = R2 + (R3 1) B. R0 =( R2 1) + R3 C. R3= R0+ (R2 1) D. (R3 1)= R0+ R2 10 和PC系统机相比嵌入式系统不具备以下哪个特点（ C）。A、 系统内核小B、专用性强C、可执行多任务D、系统精简11 、ADDR0，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12、GET伪指令的含义是（ A）A. 包含一个外部文件B. 定义程序的入口C. 定义一个宏D. 声明一个变量16、寄存器R13除了可以做通用寄存器外，还可以做（C ）。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7 IRQ中断的入口地址是（ C）。FIQ的入口地址为0x0000001CA、0x00000000B、0x00000008C、0x00000018D、0x0000001418、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19、ARM寄存器组有（D ）个寄存器。A、7B、32C、6D、3720、若R1=2000H，(2000H)=0x28，(2008H)=0x87，则执行指令LDRR0，R1，8！后R0的值为（D ）。A. 0x2000B. 0x28C. 0x2008 D. 0x8721、寄存器R15除了可以做通用寄存器外，还可以做（ A）A. 程序计数器B. 链接寄存器C. 堆栈指针寄存器D. 基址寄存器22、嵌入式系统有硬件和软件部分构成，以下（C）不属于嵌入式系统软件。A. 系统软件 B. 驱动 C. FPGA编程软件 D. 嵌入式中间件 26、假设R1=0x31，R2=0x2 则执行指令ADDR0,R1,R2 LSL #3 后，R0的值是（ C）A. 0x33B. 0x34C. 0x39D. 0x3825 、Cache用于存放主存数据的部分拷贝，主存单元地址与Cache单元地址之间的转换用（A）完成。A硬件 B. 软件 C. 用户 D. 程序员27 每种嵌入式操作系统都有自身的特点以吸引相关用户，下列说法错误的是（D）。A. 嵌入式Linux提供了完善的网络技术支持；B. mCLinux是专门为没有MMU的ARM芯片开发的；C. mC/OS-操作系统是一种实时操作系统（RTOS）；D. WinCE提供完全开放的源代码。29 下列CPSR寄存器标志位的作用说法错误的是（D）。A. N：负数 B. Z: 零 C. C: 进位 D. V: 借位31 RQ中断的优先级别是（ D ）。A. 1B. 2C. 3D. 432 LDR R2，R3,#128 的寻址方式是（ C ）。A. 寄存器寻址B. 寄存器移位C. 变址寻址 D. 间接寻址4、ARM处理器有几种工作模式？并做说明每种工作模式的含义。答：ARM处理器有7种工作模式:用户模式(usr)- 正常程序执行的模式 0.5分快速中断模式(fiq)- FIQ异常响应时进入此模式0.5分中断模式(irq)- IRQ异常响应时进入此模式0.5分管理员模式(svc)- 系统复位和软件中断响应时进入此模式0.5分中止模式(abt)- 用于虚拟存储及存储保护 0.5分系统模式(sys)- 与用户类似，但有直接切换到其它模式等特权0.5分未定义模式(und)- 未定义指令异常响应时进入此模式0.5分除了用户模式外，其他模式均可视为特权模式0.5分1. 寄存器CPSR，SPSR的功能各是什么？答：1）CPSR包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其它状态和控制信息。所有处理器模式下都可以访问当前的程序状态寄存器CPSR。2） 在每种异常模式下都有