2022年嵌入式系统复习试题及答案

2022年嵌入式系统复习试题及答案2022年嵌入式系统复习试题及答案ー、填空题:1、试列举三种主流的嵌入式处理器:（ARM）、（MIPS）、（PowerPC）〇2、ARM处理器共有（37）个寄存器,其中包括（31个通用寄存器）和（6个状态寄存器）。3、寄存器R13在ARM指令中（堆栈指针SP）〇R14也称（程序连接寄存器LR）在程序里的作用是（程序计数器PC的备份）。当发生中断或异常时,对应分组寄存器分别是（R14_svc、R14_irq>R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值）。4、ARM微处理器支持两种指令集:（ARM）和（Thumb）。5、寄存器R15用作（程序计数器PC）〇该寄存器在ARM状态下,（位［1:0］为00）,位［31:2］用于保存PC;在Thumb状态下,（位［〇］为〇）,位［31:1］用于保存PC〇6、CPSR用作（状态寄存器）,CPSR可在任何运行模式下被访问。每ー种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器,称为（程序状态保存寄存器SPSR）〇7、Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的ー个子集，程序可以直接访问的通用寄存器是（R0—R7,PC,SP,LR,CPSR）〇8、ARM指令中条件执行功能是通过（指令中添加条件码）来实现的,包含的条件码位于指令的最高（四）位。9、试列举五种以上常见的嵌入式操作系统：（uC/OS-H）、（V某works）、（WinCE）、（Linu某/uCLinu某）、（PalmOS）〇10、计算机结构中,哈佛结构和冯?诺依曼结构的主要区别是（指令与数据分开），ARM7采用（冯?诺依曼结构），ARM9采用（哈佛结构）。11、ARM处理器采用（Thumb指令）操作来访问SFR。12、在ARM汇编语言程序设计中,语句一般是由（指令操作码）、（指令的条件码）、（目标寄存器编码）和（包含第一个操作数的寄存器编码）组成。二、名词解释:ARM处理器:AdvancedRISCMachine。先进的RISC指令集处理器。交叉编译:在ー种计算机环境中运行的编译程序,能编译出在另外一种环境下运行的代码,这个编译过程就叫交叉编译。异常:是指CPU在执行指令时出现的错误,即不正常的情况。异常是与当前所执行的程序有关的。如存取数据或指令错误、计算结果溢出等。大端格式：字数据的高字节存储在低地址中,而字数据的低字节则存放在高地址中。小端格式:低地址中存放的是字数据的低字节,高地址存放的是字数据的高字节。寻址方式:处理器根据指令中给出的（地址）信息,寻找操作数（物理地址）的方式。嵌入式系统：广义上:凡是不用于通用目的的可编程计算机设备,就可以算是嵌入式计算机系统。狭义上而言,嵌入式系统是指以应用为核心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。GNU：GNU（GNU'sNotUni某）,它的目标是建立可自由发布和可移植的类Uni某操作系统。伪指令：是汇编语言程序里的特殊指令助记符,在汇编时被合适的机器指令替代。伪操作：为汇编程序所用,在源程序进行汇编时由汇编程序处理,只在汇编过程起作用,不参与程序运行。RT0S：实时系统,能够对外部事件做出及时响应的系统。三、简答题:1、简述采用RISC架构的‘ARM微处理器的特点。a.采用固定长度的指令格式,指令规整，简单,基本寻址2~3种b.使用单周期指令，便于流水线操作c.大量使用寄存器,提高指令的执行效率d,所有的指令都可以根据前面的执行后,决定是否执行从而提高指令的执行效率e.可以加载/存储指令,批量传输数据,以提高数据的传输效率2、选择嵌入式微处理器时,应考虑那些因素?调查市场上已有的CPU供应商。CPU的处理速度技术指标。处理器的低功耗。处理器的软件支持工具。处理器是否内置调试工具。处理器供应商是否提供评估板片内存储容量3、若允许FIQ、IRQ中断,CPSR如何设置?FIQ:CPSR[4:0]=0810001IRQ:CPSR[4:0]=0B10010CPSR[5]=0CPSR[6]=0CPSR[7]=04、举例说明ARM的各种寻址方式。寄存器寻址:LDRR1,R2寄存器间接寻址:LDRRI,[R2]寄存器偏移寻址：LDRRI,[R2,-R4,LSL3]立即寻址：LDR,R3,34多寄存寻址:LDMIARO,{R1,R3,R4,R5}5、对比说明ADR、ADRL与しDR的区别与联系。ADR：小范围的地址读取伪指令。 ADRL：中等范围的地址读取伪指令。LDR：大范围的地址读取伪指令。ADR伪指令功能：将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中。ADRL伪指令功能:将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中,比ADR伪指令可以读取更大范围的地址。LDR伪指令功能:用于加载32位立即数或ー个地址值到指定的寄存器。6、比较和的主要异同。ARM95级流水线独立的指令总线哈佛结构ARM73级流水线数据与指令一起冯・诺依曼结构8、简述S3C2410Nandflash存储器的启动过程。(1)完成复位(2)如果自动启动模式使能,NANDFlash存储器的前4KB自动复制到Steppingstone内部缓冲器中Steppingstone映射到nGCSOCPU在Steppingstone的4KB内部缓冲器中开始执行启动代码9、请从广义和狭义两个方面简述嵌入式系统的含义。答案:嵌入式系统:EmbeddedSystem广义上：凡是不用于通用目的的可编程计算机设备,就可以算是嵌入式计算机系统。狭义上而言,嵌入式系统是指以应用为核心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪，对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。10、简述Bootloader启动过程。1、第一阶段(1)、基本的硬件设备初始化(2)、为阶段2代码准备RAM空间(3)、拷贝阶段2代码到RAM空间(4)、设置好堆栈(5)、跳转到阶段2的C程序入口点2、第二阶段(1)、初始化本阶段要使用到的硬件(2)、检测系统内存映射(memorymap)(3)、将kerne!和根文件系统映像从flash读到RAM空间(4),为kernel设置启动参数(5)'调用内核12、ARM7指令是几级流水线,各阶级执行什么操作?ARM7的三级流水线1取指:从程序存储器中取指令,放入指令流水线。(占用存储器访问操作)2译码:指令译码。(占用译码逻辑)3执行:执行指令/读写REGo(占用ALU及数据路径)13^请简述嵌入式软件Bootloader的两种工作模式。启动加载模式：启动加载模式称为“自举”(Autonomous)模式。即Bootloader从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到RAM中运行,整个过程并没有用户的介入。启动加载模式是Bootloader的正常工作模式,在嵌入式产品发布的时侯,Bootloader必须工作在这种模式下。下载模式：在这种模式下,目标机上的Bootloader将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机下载文件。下载内容及存储:主要是下载内核映像和根文件系统映像等。从主机下载的文件通常首先被Bootloader保存到目标机的RAM中,然后再被Bootloader写到目标机上的FLASH类固态存储设备中。14、写出不少于12类嵌入式产品中的常用接口。UART接口、SP!接口、!2C接口、ADC和触摸屏接口、USB接口、以太网接ロ、外存接口、LCD接口、时钟接口、PWM接口、中断接口、JTAG接口、VGA接ロ、音频接口15、简述ARM9处理器的7种运行模式。1、用户模式(usr):非特权模式,大部分任务执行在这种模式。ーー正常程序执行的模式2、快速中断模式(fiq):当ー个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式。ーー高速数据传输或通道处理3、外部中断模式(irq):当ー个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式。ーー通常的中断处理4、管理模式(svc):当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式。ーー供操作系统使用的一种保护模式5、中止模式(abt):当存取异常时将会进入这种模式。ーー虚拟存储及存储保护6、未定义模式(und):当执行未定义指令时会进入这种模式ーー软件仿真硬件协处理器7、系统模式(sys):供需要访问系统资源的操作系统任务使用ーー特权级的操作系统任务16、ARM9处理器的寻址方式有那些?立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、堆栈寻址、块拷贝寻址、相对寻址17、ARM9有哪些处理器模式?哪些是特权模式?哪些是异常模式?异常模式:除用户模式、系统模式之外的五种模式称为异常模式。特点:以各自的中断或异常方式进入,并且处理各自的中断或异常。特权模式：除用户模式之外的工作模式又称为特权模式特点：应用程序可以访问所有的系统资源,可以任意地进行处理器模式的切换18、ARM7在ARM状态下有多少个寄存器?通常堆栈指针使用哪个寄存器?连接寄存器LR有什么功能?有37个32位的寄存器其中31个为通用寄存器;6个为状态寄存器。R13：寄存器R13在ARM指令中常用作堆栈指针SP。而在Thumb指令集中,某些指令强制性的要求使用R13作为堆栈指针。R14：寄存器R14也称作子程序链接寄存器(SubroutineLinkRegister)或链接寄存器LR。当执行BL子程序调用指令时,R14中得到R15(程序计数器PC)的备份。其他情况下,R14用作通用寄存器。19、见2820、Linu某的主要特点有那些?开放性、多用户、多任务、良好的用户界面、设备独立性、丰富的网络功能、可靠的安全系统、良好的可移植性。21、常用的Bootloader有那些?viviRedBootU-Boot22、Makefile和Make各实现什么功能?Makefile文件内容按照规则,对系统中本目录下的文件（.c、.s、.〇、.h、.lib等）根据相互关系和要求进行组织,设定各自的编译方法,指定所生成的目标。Makefile是ー种文本格式文件。Make是Makefile文件的解释器Make对Makefile文件解释后,生成Linu某的shel!命令和gcc编译命令,接着对命令执行,最终生成目标文件。Makefile是工程系统编译批处理文件。23、Linu某文件系统目录树结构是怎样的?Linu某文件系统是ー个目录树结构，最上层是根目录，其他的所有目录都是从根目录出发而生成的。Linu某下,任何ー个目录都可以是一个分区。因此,在分区时,必须将一个分区安装在树根下面。Linu某不仅将分区安装