嵌入式系统原理接口技术复习题1解读

1、嵌入式系统原理及接口技术复习题1解读嵌入式系统原理及接口技术复习题1解读12/12嵌入式系统原理及接口技术复习题1解读一、填空“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本因素。IP核分为软核、硬核、固核。嵌入式系统平常由包含有嵌入式办理器、嵌入式操作系统、应用软件和外面设施接口的嵌入式计算机系统和履行装置（被控对象）构成。嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，能够分为硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层。5.硬件层中包含嵌入式微办理器、积蓄器、通用设施接口和I/O接口。嵌入式微办理器是嵌入式系统硬件层的核心。6.系统初始化过程依据自底向上、从硬件到软件的序次挨次能够分为片级

2、初始化、板级初始化和系统级初始化3个主要环节。7.系统软件层平常包含有及时多任务操作系统（Real-timeOperationSystem，RTOS）、文件系统、图形用户接口（GraphicUserInterface，GUI）、网络系统及通用组件模块构成。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。ARM办理器共有37个寄存器，31个通用寄存器，6个状态寄存器。寄存器R13平常用作货仓指针，称作SP。寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为链接寄存器LK（LinkRegister）。FIQ模式有7个分组的寄存器R8R14，照耀为R8_fiqR14_fiq。在ARM状态下，很多FIQ办理没必需保存

3、任何寄存器。User、IRQ、Supervisor、Abort和Undefined模式每一种都包含两个分组的寄存器R13和R14的照耀，赞成每种模式都有自己的货仓和链接寄存器。寄存器R15用作程序计数器（PC）。在ARM状态，位1:0为0，位31:2保存PC。程序状态寄存器CPSR的N、Z、C、V分别指，I=1指、F=1指，M4：0用做。ARM指令集大概分为6类：分支/跳转指令、积蓄器接见指令、数据办理指令、程序状态寄存器指令、异样中断指令、协办理器指令。指令分析举例：13.LDRR0,R1；将积蓄器地点为R1的字数据读入寄存器R0。14.STRR0，R1，8；将R0中的字数据写入以R1为地点

4、的积蓄器中，并将新地点R18写入R1。15.ADDSR1,R1,#1；加法指令，R11R1影响CPSR寄存器，带有SLDMFDR13!，R0，R4-R12，PC；将货仓内容恢复到寄存器（R0，R4到R12，LR）。S3C2410A的CPU内核采纳的是16/32位ARM920T内核，同时还采纳了AMBA（先进的微控制器总线系统构造）新式总线构造。ARM920T采纳了MMU，AMBA总线和Harvard高速缓存系统构造，该构造拥有独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，每个Cache都是由8字长的行构成的。2个USB主设接口/1个USB从设接口117位通用I/O口和24通道外面中断源

5、；电源控制模式有正常、慢速、安闲和电源关断4种模式；22.ARM办理器支持用户、快中断、中断、管理、中断、系统和不决义等7种办理器模式，除了用户模式外，其他的均为特权模式；23.ARM微办理器支持四各样类的货仓，即：满递加货仓、满递减货仓、空递加货仓、空递减货仓。24.25.8通道10位ADC和触摸屏接口；26.支持小大端方式27.ARM系统构造使用单调、线性地点空间。将字节地点做为无符号数对待，范围为（02321）。地点空间：8个积蓄器bank，每bank128MB（byte）（总合1GB）。关于字对齐的地点A，地点空间规则要求以下：地点位于A的字由地点为A、A1、A2和A3的字节构成；地点

6、位于A的半字由地点为A和A1的字节构成；地点位于A2的半字由地点为A2和A3的字节构成；地点位于A的字由地点为A和A2的半字构成。ARM系统使用积蓄器照耀I/O。I/O口使用特定的积蓄器地点，当从这些地点加载（用于输入）或向这些地点积蓄（用于输出）时，达成I/O功能。bank0bank6都采纳固定的bank初步地点。每个bank支持可编程的8/16/32位数据总线宽度。总线宽度和等候寄存器BWSCON：用来设置总线宽的和等候状态。Bank控制寄存器BANKCONn：控制各bank的片选，接见周期。刷新控制寄存器REFRESH：SDRAM的刷新控制寄存器。BANKSIZE寄存器：用来设置BANK

7、的容量。支持从NANDFlash积蓄器和NORFlash两种启动方式。在NANDFlash模式下，采纳4KB内部缓冲器用于启动指引Cache积蓄器采纳写直抵（Write-through）或写回（Write-back）操作来更新主积蓄器。每个引脚端的功能经过端口控制寄存器（PnCON）来定义（配置）。40.与配置I/O口有关的寄存器包含：端口控制寄存器（GPACONGPHCON）、端口数据寄存器（GPADATGPHDAT）、端口上拉寄存器（GPBUPGPHUP）、杂项控制寄存器以及外面中断控制寄存器（EXTINTN）等。41.在ARM系统中，支持复位、不决义指令、软中断、预取中断、数据中断、IR

8、Q和FIQ7种异样，每种异样对应于不一样样的办理器模式，有对应的异样向量（固定的积蓄器地点）。S3C2410A经过对程序状态寄存器（PSR）中的F位和I位进行设置控制CPU的中断响应。假如设置PSR的F位为1，则CPU不会响应来自中断控制器的FIQ中断；假如设置PSR的I位为1，则CPU不会响应来自中断控制器的IRQ中断。假如设置PSR的F位或I位设置为0，同时将中断障蔽寄存器（INTMSK）中的相对应位设置为0，CPU响应来自中断控制器的IRQ或FIQ中断恳求。43.S3C2410A中的中断控制器能够接收来自56其中断源的恳求；44.S3C2440A中的中断控制器能够接收来自60其中断源的恳

9、求；每个DMA控制器能够办理以下4种状况：（1）源和目的都在系统总线上；（2）源在系统总线上，目的在外面总线上；（3）源在外面总线上，目的在系统总线上；（4）源和目的都在外面总线上。46.S3C2410A每个DMA通道有9个控制寄存器，4个通道共有36个寄存器。每个DMA通道的9个控制寄存器中有6个用于控制DMA传输，其他3个用于监控DMA控制器的状态。假如在一个积蓄系统中，指令预取时使用的一个cache，数据读写时使用的另一个cache，各自是独立的，这时称系统使用了独立的cache，用于指令预取的cache称为指令cache，用于数据读写的cache称为数据cache。48.积蓄器按积蓄信

10、息的功能，分为随机存取积蓄器（RandomAccessMemory，RAM）和只读积蓄器（ReadOnlyMemory，ROM）。Flashmemory（闪速积蓄器）是嵌入式系统中重要的构成部分，用来积蓄程序和数据，掉电后数据不会抛弃。Bank控制寄存器BANKCONn：控制各bank的片选，接见周期。二、简答题什么是嵌入式系统？嵌入式系统的特色是什么？答：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，靠谱性，成本，体积，功耗严格要求的专用计算机系统特色：与应用亲密有关，及时性，复杂的算法，制造成本，功耗，开发和调试，靠谱性，体积简要说明嵌入式系统的硬件构成和软件构成。答

11、:硬件构成：微办理器，积蓄器，输入设施和输出设施。软件构成：操作系统，文件系统，图形用户接口，网络系统，通用组建模块。S3C2410A的AHB总线上连结了那些控制器？APB总线上连结了那些零件？AHB：LCD控制器，LCDDMA，总线控制器，USB主控制器，中断控制器，ExtMaster，电源管理，Nandflash控制器，积蓄器控制器。APB：通用异步收发器，内部集成电路总线（IIC），USB设施控制器，集成电路内部声音总线（IIS），MMC/SD/SDIO主控制器，通用I/O端口（GPIO），看门狗准时器（WDT），准不时钟（RTC），总线控制器，A/D变换器，串行外设接口，准时器/脉宽调

12、制。ARM系统构造支持几各样类的异样，并说明其异样办理模式和优先级状态？答，支持7各样类的异样异样办理过程：（进入异样）PCLR，CPRSSPSR，设置CPSR的运转模式位，跳转到相应的异样办理程序，（异样返回）LRPC，SPSRCPSR，若在进入异样办理时设置中断严禁位，要在此清楚，复位异样办理程序不需要返回。Reset数据中指迅速中断恳求（）中断恳求（IRQ）指令预取中断不决义指令和软件中断。积蓄器生长货仓可分为哪几种？各有什么特色？4种，满递加货仓，满递减货仓，空递加货仓，空递减货仓。简述积蓄器系统层次构造及特色。答：层次构造：包含，主积蓄器和协助积蓄器特色：7.简述I2S总线接口的启动

13、与停止过程。经过I2S控制寄存器IISCON控制，当控制寄存器IISCON的地点为0=I2S严禁（停止）；当控制寄存器IISCON的地点为1=I2S赞成（开始）。简述ARM系统中的中断办理过程。中断办理过程包含：中断恳求、中断排队或中断判优、中断响应、中断办理和中断返回ARM微办理器支持哪几种运转模式？各运转模式有什么特色？User：用户模式。绝大多数的任务履行都在这类操作模式下，此为正常的程序履行模式。FIQ：迅速中断模式。支持数据传达或通道办理。IRQ：一般中断模式。用于一半中断办理。Supervisor：管理模式。一种操作系统受保护的方式。Abort：中断模式。在接见数据中断后或指令预取

14、中断后进入中断方式。System：系统模式。是操作系一致种特权级的用户方式。Undef：不决义模式。当履行不决义指令时会进入这类操作模式。当PCLK=66.5MHz时，选择不一样样的时钟分频（1/2、1/4、1/8、1/16）输入，分别计算准时器最小分辨率、最大分辨率及最大准时区间。答：最小分辨率：准时器输入时钟频次=值.5/0+1/2=33.2500(MHz)一个计数脉冲时间=1/33.2500MHz=0.0300(us)最大分辨率：准时器输入时钟频次=PCLK/255+1/2=66.5/256/2=129.8828一个计数脉冲的时间=1/129.8828=7.6992（us）最大准时区间：

15、因为TCNTBn=65535，计数到0共65536个计数脉冲，因此65536*7.6992=0.5045（sec）。分析以以下列图I2S总线时序图，说明其操作过程。S3C2410A与UAD1341经过I2S总线接口连结，试述音频数据传达过程。答：办理器经过IIS总线接口，控制音频数据在s3c2410内存与UDA1341TS之间传送。连结在UDA1314TS上的麦克风信号在UDA1314内部经过A/D变换器，变换成二进制数，串行经过DATAO引脚送到S3C2410的IIS模块，在IIS模块中数据变换成并行数据此后使用平常存取方式或DMA存取方式，将并行数据保存的内存中，而内存中要输出的音频数据使

16、用平常存取方式或DMA存取方式，将数据并行传达到IIS模块在IIS中变换成串行数据，串行经过DATAI引脚送到UDA1314TS，在片内经过D/A变换器，变为模拟信号，经过驱动器，驱动扬声器。简述LCD控制器构成及数据流描绘。LCD控制器包含：REGBBANK，LCDCDMA，TMEGEN，准时控制逻辑单元，VIDPRCS以及VIDEOMUX构成。当传达恳求由总线仲裁器接收时，4个连续的字数据由系统积蓄器帧缓冲区传达到LCDCDMA内的FIFO。全部FIFO大小为28个字，分别由12个字的FIFOL和16个字的FIFOH构成。使用FIFOL和FIFOH，用来支持双扫描显示模式，在单扫描显示模式

17、，仅有FIFO中一个，即FIFOH能够被使用。以下是S3C2410A的串口逻辑方框图，试分析其构成和工作原理。15.ARM的异样有哪几种，各进入何种工作模式？他们退出各采纳什么指令？答：1）复位（Reset）异样（管理模式）；2）不决义指令（undefinedinstruction）异样（不决义模式）；3）软件中断（SWI）异样（管理模式）；4）指令预取中断（PrefechAbort）异样（中断模式）；5）数据接见中断（DataAbort）（中断模式）；6）迅速中断恳求（FIQ）（FIQ模式）；7）外面中断恳求（IRQ）（IRQ模式）。异样返回指令：1）SWI，不决义的返回：MOVSPC,R1

18、4；2）IRQ,FIQ,预取中断的返回：SUBSPC,R14,#4；3）数据中断返回并从头存取：SUBSPC,R14,#8异样中断的优先级：复位（最高优先级）-异样中断SWI不决义指令（包含缺协办理器）数据异样中断。FIQ-IRQ预取指16.什么是小端和大端积蓄器组织？答：1)小端积蓄器组织是较高的有效字节寄存在较高的积蓄器地点，较低的有效字节寄存在较低的积蓄器地点（同同小）。2)大端积蓄器组织是较高的有效字节寄存在较低的积蓄器地点，较低的有效字节寄存在较高的积蓄器地点（正反大）。三、程序分析。恩赐下程序主要过程加说明，幷写出程序功能汇编程序：IsrIRQsubsp,sp,#4；/货仓指针4送

19、入spstmfdsp！，r8r9ldrr9，INTOFFSETldrr9，r9；/将该r9内容作为地点，读该单元数据送r9。ldrr8，HandleEINT0；/读中断向量表首地点addr8，r8，r9，lsl#2；/r9的值逻辑左移2位，加r8，和送r8。ldrr8,r8；/将该r8内容作为地点，读该单元数据送r8。strr8，sp,#8；/先索引，r8数据写入sp+8做地点的寄存器中，不回写。ldmfdsp!，r8-r9,pc；/将sp指向的积蓄单元多字数据，装入r8-r9地点单元，pc中。程序实现的功能：IRQ中断服务程序课本P2572.CrGPFCON|=20|24;/将GPF0配置成

20、EINT0和将GPF2配置成EINT2rGPGCON|=26|222;rINTMOD=0;/将GPG3，GPG11配置成/中断模式配置为IRQ中断EINT11,EINT19功能rEXTINT0|=40|48;/将EINT0和EINT2信号方式设置为上涨沿触发rEXTINT1|=412;/将EINT11信号方式配置为上涨沿触发rEXTINT2|=412;/将EINT19信号方式配置为上涨沿触发/rINTMSK&=(10|12|15);/EINT0,EINT2,EINT8_23对应障蔽地点0，赞成服务程序实现的功能：中断初始化课本P255C语言程序段voidTest_Touchpanel(void

21、)rADCDLY=50000;/NormalconversionmodedelayaboutrADCCON=(114)+(ADCPRS0;tt-)for(i=0;i10000;i+)intMain(intargc,char*argv)inti;U8key;U32mpll_val=0;intdata;mpll_val=(9212)|(112)&0 xff,(mpll_val4)&0 x3f,mpll_val&3);ChangeClockDivider(key,12);MMU_DisableICache();MMU_DisableDCache();rGPBCON=0 x155555;data=0

22、x06;while(1)rGPBDAT=(data5);dely(120);data=data;return0;2.依据NandFlash控制器工作原理，试在图中画出S3C2410A的NandFlash控制器与K9F2808U0C芯片的连结关系，并简单描绘其操作过程。3.S3C2410A的LCD控制器初始化程序主要包含配置寄存器参数等。试配置C端口、D端口的有关引脚为化程序。LCD引脚用到的GPIO；设置LCDCONLCD功能引脚。写出端口配置初始用S3C2410A或S3C2440的串口1实现串口通讯。试设计不带流量控制的简单收发程序，包含初始化程序，发送程序和接收程序。所用寄存器描绘以下：U

23、LCONn位描绘60：正常模式；1：红外模式5:30 xx：无奇偶校验；100：奇校验101：偶校验1；111：强迫奇偶校验校验0110：强迫奇偶校验校验20：每帧1个停止位；1：每帧2个停止位1:000：5位；01：6位；10：7位；11：8位UCONn的位功能位描绘波特率时钟选择100：使用PCLK，1：使用UEXTCLK发送中断恳求种类选择90：脉冲；1：电平接收中断恳求种类选择80：脉冲；1：电平Rx超时中断使能控制70：严禁；1：使能接收错误状态中断使能控制60：严禁；1：使能回送模式选择50：正常模式；1：回送模式发送模式选择3:200：严禁；01：中断恳求或查问模式；接收模式选择

24、1:000：严禁；01：中断恳求或查问模式；UMCONn的位功能位描绘AFC使能40：严禁；1：使能恳求发送00：RTS无效；1：RTS有效等等已定义宏以下：#defineWrUTXH0(ch)(*(volatileunsignedchar*)0 x50000020)=(unsignedchar)(ch)#defineRdURXH0()(*(volatileunsignedchar*)0 x50000024)程序设计（要求加说明）：使用S3C2410A的A/D变换器进行模拟信号到数字信号的变换。写出初始化函数和读取变换结果的函数。ADCDAT0位名位描绘XPDATA（正常ADC）9:0X地点的变换数据值（包含正常A/D变换的数据值）。取值范围：03FF定义与AD变换有关的寄存器#definerADCCON（*（volatileunsig