嵌入式试题集

1、1、ARM微处理器有丄种工作模式，它们分为两类非特权模式、特权模式=其中用户模式属于非特权模式2、 ARM支持两个指令集，ARM核因运行的指令集不同，分别有两个状态ARM、Thumb ,状态寄存器CPSR的亠位反映了处理器运行不同指令的当前状态3、 ARM核有多个寄存器，其中大部分用于通用寄存器，有小部分作为专用寄存器，R15寄存器用于存储 PC, R13通常用来存储 SP。ARM处理器有两种总线架构，数据和指令使 用同一 接口的是冯诺依曼,数据和指令分开使用不同接口的是哈佛结构4、 ARM微处理器复位后，PC的地址通常是 0x0,初始的工作模式是 Supervisor。5、 ARM微处理器支

2、持虚拟内存，它是通过系统控制协处理器CP15和MMU （存储管 理部件）来进行虚拟内存的存储和管理。当系统发生数据异常和指令领取异常时，异常处理程序透过嵌入式操作系统的内存管理机制，通过MMU交换物理内存和虚拟内存的页面，以保证程序正常执行。6、 编译链接代码时，有两种存储代码和数据的字节顺序，一种是小端对齐，另一种是 大端对 齐。7、 构建嵌入式系统开发环境的工具链有多种，其中开放源码的工具链是GNU工具链，ARM 公司提供的工具链是 ADS工具链计算机有 CISC和RISC两种类型，以 ARM微处理器为核心的 计算机属于 RISC类型，其指令长度是定长的8、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪

3、些？请举岀六种较常用的。Windows CE/Windows Mobile 、VxWork、Linux uCos Symbian、QNX 任选六9、Boot Loader在嵌入式系统中主要起什么作用？完成哪些主要的工作？答：Boot Loader是在嵌入式系统复位启动时，操作系统内核运行前，执行的一段程序。通过BootLoader,初始化硬件设备，建立内存和I/O空间映射图，为最终加载操作系统内核调整好适当的系统软硬件环境。10、搭建嵌入式开发环境，连接目标板，一般使用什么通信接口连接？在Windows主机上使 用什么软件建立连接？在Linux主机上使用什么软件建立连接？答：RS-232,以太

4、网口、并口在Windows主机上使用超级终端软件，在Linux主机上使 用Minicom 软件31、嵌入式开发环境主要包括哪些组件？嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括? 宿主机? 目标机（评估电路板）? 基于JTAG的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器 ICE?运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境?嵌入式操作系统12、在进行基于 ARM核的嵌入式系统软件开发时，调用如下函数：int do_something （int arg 1,void *arg2,char arg3,int *arg4 ）这四个参薮通过什么方式从调用程序传入被调函数？

5、根据ATPCS编程规范，调用函数和子程序通过R0 R3四个寄存器传递参数，超过四个参数使用堆栈传递。因此 argl通过R0传入，arg2,通过R1传入，arg3通过R2传入，arg4通过R3传 入13、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举岀六种较常用的。Windows CE/Windows Mobile VxWork、Linux、uCos、Symbian、QNX 任选六14、写一条ARM指令，完成操作 rl = r2 * 3（4分）ADD Rl, R2, R2,LSL #115、初始值 R1=23H, R2=0FH 执行指令 BIC RO, Rl, R2, LSL #1 后，寄存器 RO,

6、 Rl的值分别是 多少？ （ 4分）R0=21H, R1=23H16、说明指令STMIA rl2!, rO-rll 的操作功能。（4分）将R0-R11十二个寄存器中的 32位数据，存储到 R12地址指针为起始地址的内存中，地址的 操作 先 操 作、 后 增 加， 并 更 新 地 址一 填空题 ( 请将答案填入题后括号中 ) ：共 2 小题，每小题 2 分，满分 20 分。1、一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：分别是 (处理器 ) 、存储器、输入 /输出 和软件，一般软件亦分为操作系统相关和 ( 应用软件 ) 两个主要部分。2、根据嵌入式系统使用的微处理器，可以将嵌入式系统分为嵌入式微

7、控制器，(嵌入式 DSP 处理器)，( 嵌入式微处理器 )以及片上系统。3、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序，其基本功能有(进程管理 ) 、进程间通信、 ( 内 存管理) 、 I/O 资源管理。4、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为( 实时操作系统 ) 和分时操作系统，其中实时系统亦可分为 ( 硬 实时系统 ) 和软实时系统。5、内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配CPU 时间，并且负责任务之间的( 通信 ) ，内 核的基本服务是 ( 任务切 换) 。6、嵌入式开发一般采用 (宿主机 / 目标机方式 )方式，其中宿主机一般是指(PC 机或者台式 机) 。7、哈佛体系结构数据

8、空间和地址空间(分开)，ARM7T0MI采用(冯诺依曼体系)的内核架构。& ARM7TDMI 采用 (3)级流水线结构， ARM920TDMI 采用 (5 )级流水线。9 .按操作系统的分类可知，Dos操作系统属于顺序执行操作系统，Unix操作系统属于(分时)操作系统， VxWorks 属于 ( 实时嵌入式 ) 操作系统。10、ARM7TDMI 中， T 表示支持 16 位 Thumb 指令集， D 表示( 在片可调试 )， M 表示内嵌乘法器 Multiplier, I 表示( 嵌入式 ICE), 支持在线断点和调试。二、选择题 (请将答案填入题后括号中 )：共 2 小题，每小题 2分，满分

9、 20分。1、要使 CPU 能够正常工作，下列哪个条件不是处理器必须满足的。( D )(B)在程序中可以找开或者关闭中断(D)有大量的存储空间(C) Windows xp(D) linux(B)不可热拨插(D)通信速率比 RS232快(A) 处理器的编译器能够产生可重入代码 (0 处理器支持中断，并且能产生定时中断2、下面哪种操作系统最方便移植到嵌入式设备中。( D )(A) D0S(B) unix3、下面哪个选项不是 SUB 设备的特点。( B)(A) 串行通信方式(C)分 HOST、DEVICE 和 HUB4、下面哪种嵌入式操作系统很少用于手机终端设备上。( C )(A) Symbian(

10、B) WinCE5、以下哪项关于 SRAM 和 DRAM 的区别是不对( A )(A) SRAM 比 DRAM 慢(0 DRAM 存储密度比 SRAM 高得多6、uc/os 操作系统不包含以下哪几种状态。( C )(A)运行(B)挂起7、0x07&0xll 的运算结果是。( A )(A) 0x01(B) Oxll 8 、以下哪种uc/os 操作系统中任务之间通信方式。(C) uc/os(D)linux(B) SRAM 比 DRAM 耗电多(D) DRM 需要周期性刷新(0退岀(D)休眠方式不是0x17 (D) 0x07(A) 信号量(B)消息队列(0 邮件(D)邮箱9、以下哪种方式不是文件系统

11、的格式。( B )(A) FAT(B) DOS(C)(D)NTFSExt10、在将uc/os操作系统移植到 ARM处理器上时，以下哪些文件不需要修改。（A）OSTask lni t(D)（A） 0S_C0RE. C（ B） in elude, h（ C） 0S_CPU.H三、判断题：共 5小题，每小题 2分，满分10分。1、所有的电子设备都属于嵌入式设备。2、冯诺依曼体系将被哈佛总线所取代。3、嵌入式linux操作系统属于免费的操作系统。4、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。5、USB2. 0的最大通信速率为 12M/SO四简答题：共2小题，每小题10分，满分20分。1、

12、根据嵌入式系统的特点，写岀嵌入式系统的定义。以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁减、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统2、试分析实时操作系统的工作状态特点及相互之间的转换。 运行：获得CPU的控制权；就绪：进入任务等待队列，通过调度中转为运行状态；挂起：任务发生阻塞，称出任务等待队列，等待系统实时事件的发生而被唤醒，从而转为就绪或者运行；休眠：任务完成或者错误等原因被清除的任务，也可以认为是系统中不存在的任务。 多任务五分析计算题：共 2小题，每小题10分，满分20分。1、试写抢占式和非抢占式的区别。执行的过程中对中断处理方式不一样，抢先式：某一中断执行完成后，如果

13、有更高优先级的任务处于就绪状态，将执行更高优先级任务，而非抢占式不一样，一个任务只有主动放弃CPU的控制权，其它任务才能够获得 CPU的控制权。2、 从嵌入式系统底层到上层应用软件，试分析嵌入式计算系统的组成主要分为哪几个部分，并 写岀各部分所完成的功能。（1）硬件层；（2）中间层（嵌入式系统初始化，硬件相关的驱动程序）；（3）软件层（操作系统、文件 系统、GUI,网络及通用组件）；（4）功能层。六、专业名词解释（写岀以下英文简写对应的中文名称）：共5小题，每小题2分，满分10分。(1)RTOS(4) Scheduler (5) non-preemptive(2) CISC (3) Kerne

14、l(1)RTOS（实时操作系统）；(2)CISC （复杂指令集）；(3)Kernel（内核）(4)Scheduler (调度)(5)non-preemptive (非抢先式)1. 请简述嵌入式系统的设计过程。嵌入式系统得设计过程：（1）系统定义与需求分析（2）系统设计方案的初步确立（3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证（4）完善初步方案、初步方案实施（5）软硬件集成测试（6）系统功能性能测试及可靠性测试2. 简述ARM处理器的工作状态。ARM处理器的工作状态：（1）ARM状态:32位，ARM状态下执行字对准的 32位ARM指令；（2）Thumb状态:16位，Thumb状态下执行半字对准的1

15、6位Thumb指令。在 Thumb状态下程序计数器PC使用位1选择另一个半字。3. 简述ARM处理器的7种运行模式及各自的用途。ARM处理器的7种运行模式：（1）用户模式：正常用户模式，程序正常执行模式。（2）FIQ模式：处理快速中断，支持高速数据传送或通道处理。（3）IRQ模式：处理普通中断。（4）SVC模式：操作系统保护模式，处理软件中断。（5）中止模式：处理存储器故障，实现虚拟存储器和存储器保护。（6）未定义模式：处理未定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真。（7）系统模式：运行特权操作系统任务。4. 简述 BLX SWI、STM LDM 、MOV MVN 的含义。BLX:带链接和状

16、态切换的跳转指令SWI:软件中断指令 STM:批量内存字写入指令LDM:加载多个寄存器指令 MOV:数据传送指令 MVN:数据取反传送指令5. 请解释下列程序中的各条指令：.equ x, 45/*定义变量x,并赋值为 45 */.equ y, 64/*定义变量y,并赋值为 64*/.equ stack_top, Ox 1000/* 定义栈顶 0x1000*/.global_start/*声明全局变量*/.text/*将操作符开始的代码编译到代码段*/_start:/*程序代码开始标志*/mosp,:#stack_top/*定义堆栈位置*/vmr#x/*x的值放入r0*/ovstrO,rsp/*

17、r0的值保存到堆栈*/m0. r#y/*y的值放入r0*/ovIdr0.rsp/*取堆栈中的数至 hl*/adI, rrO, rl/*将r0中的数和rl中的数相加的结构放入dstr0,rspr0*/*r0的值保存到堆栈*/stop:0,b stop/*程序结束，进入死循环*/.end5、S3C44B0X中具有哪几个定时器？分别有哪些功能特性？ 6个16位定时器：都可以工作在中断或DMA模式。定时器 0、1、2、3、4有PWM功能，定时器 5只是一个内部定时器而无输出引脚。PWM定时器特性为： 6个基于DMA或中断操作的16位定时器 3个8位预分频器，2个5位除法器和1个4位除法器。输岀波形可编

18、程的功率控制器（PWM） 自动重装或短脉冲模式（One-shot Pulse Mode ）死区发生器1个看门狗定时器：看门狗定时器具有以下特性： 带中断请求的普通间隔定时器模式 当定时器计数值达到0时，内部复位信号被激活128MCLK周期6、S3C44B0X中功耗管理的 5种模式是什么？S3C44B0X中功耗管理的 5种模式：正常模式：正常运行模式；低速模式：不加 PLL的低时钟频率模式；空闲模式：只停止 CPU的时钟；停止模式：停止所有的时钟；LCD的SL空闲模式：SL空闲模式的进入将导致 LCD控制器开始工作。此时， CPU和除LCD控 制器外的所有外设都停止工作。10. 写岀S3C44B

19、0X的UART1的初始化设置程序代码。UART 初始化程序： static int whichUart=O;void Uart_Init(int mclk,int baud)inti;If(mclk=0)mclk 二 MCLK; rUFCONl=OxO; rUMCONl=OxO; rULCONl=Ox3; rUCON 1=0x245; rUBRDIC l=(int)(mclk/ 16./baud+0.5)-l);for(i=0;i0-一一答：根据 UBRDIVn = (int)(PCLK / (bps x 16) )-1寄存器 寄存器 UBRDIV1=( int)(40000000/l 152

20、00*16)-l=20=10100(B)第一章1、举岀3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。答：红绿灯控制，数字空调，机顶盒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 Un it, EMPU) 嵌入式微控制器 (Microco ntroller Un it, MCU) 嵌入式 DSP 处理器 (Embedded Digi

21、tal 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

22、 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

23、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

24、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：

25、 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

26、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 (0xFF 200(0xC8) 、 0xF0000001 (0x1 F? 28)O(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 就是读岀指定 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 MO

27、V 指令与 LDR 加载指令的区别及用途。MOV将8位HI (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 o 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

28、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？ 限制？Thumb 状态下不能更新 CPSR 中的 ALU 状态标志。，(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Thumb 指令对哪些寄存

29、器的访问受到 一定Thumb 指令对 R8-R15 寄存器访问 受限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?（13）有符号和无符号加法下面给岀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RO、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 RO,=OxFFFFOOOO ），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岀的结果相比较。如果两个操作数看作是有符号数，如何解释所得标志位

30、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？OxFFFFOOOF 0x7FFFFFFF 67654321（A）+ OxOOOOFFFI + 0x02345678+ 23110000（ B）结果：（）（）（）（14）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;真调试Examplel,CODE,READONLYENTRYCODE32STARTMOR0, #0MOVR1, #10L

31、OOPBLADD_SUBBLOOPADDSUDSR0, R0,R1MOVPC, LREND第四章明代码段Examplel；程序清i序入口寄存器相加;；声文牛名2位TESTl.指令；功能：实现两个寄存器相参数;说明：使用ARMulate 软件仿;R0=R0+R1;子程序返回;文件结束;调用子程序 ADD_SUB；跳转至U LOOP程序清单4.2读取SMI立即数T_bit EQU0X20SWI_Ha ndlerSTMFDSP!,R0_R3, R12, LR;现场保护MRSRSPSR;读取SPSRSTMED0SP!，R0;保存SPSRTSTR0,#T_bit;测试T标志位LDRNEHR0,LR, #

32、_2;右是Thumb指令，读取指令码（16位）BICNERR0, #OxFFOO取得Thumb指令的8位立即数LDREQ0R0,LR, #_4;若是ARM指令，读取指令码（32位）BICEQR0,R0, #OXffOOOOOO;取得ARM指令的24位立即数程S序清单4.3使用IRQENABLEJRQMRSR0, CPSRBICR0, R0, #0x80MSRCPSR_C, R0MOVPC, LRDCB OxCO, 0xF9, 0xA4,程序清单4.4禁能IRQ中断DISABLEJRQMRSRCPSRORR0RR0, #0x80MSR CPSR_C, R0MOPLRV C,程序清单4.5堆栈指令

33、初始化INTSTACKWOV RO, LR: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, #0xD2OxBO, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90；保存返回地址程序清单4.6小范围地址的ADRRO,LDRBRISPRTAB程序清单4.7中等范围地址的加载ADR LR, RETURNIADRL R1, Thumb_sub+1 BX R1 RETURNICODE 16Thumb_subMOV R1, #10；加载转换表地址:使用R2作为参数，进行查LDR SP, Stacklrq程序清单4.8加载32位立即数LDR=IOPIN;加载GPIO的寄存器IOPIN的地址RdOrRO;读取IOPIN寄存器的值R1,LDRRO=IOSETLDR=0x00500500