电子科技大学微处理器系统结构与嵌入式系统设计2009-2010期末试题与答案

1、电子科技大学二零电子科技大学二零九零九至二零一零学年第二二学期期期末考试微处理器的系统结构和嵌入式系统设计课程试题a卷(120分钟)考试形式：一本书提交考试日期2010年1月14日的课成绩构成：平日10分钟中间15分钟，实验15分钟，期末60分钟1 3(2)3(3)3(4)3(5)3(6)合计讨论人签名得分签名注意：注意第一、2问题回答：请将第一、2问题回答填写在此页的指定位置。 指定地方。 一、单选题的解答单选题的解答(合计3030分，合计3030分，每个问题1分)二、二、填空题的解答填空题的解答(合计2525分，合计2525分，每空，每空1分) 一.小端格式2 .以高字节提高地址低字节低地

2、址获取指令解码运算操作数地址获取指令3 .写入结果时钟频率f指令平均执行时间CPI指令数量IC 4.(可交换顺序) 从程序员的角度来看计算机结构计算机的各部件的逻辑结构和连接方式5 .架构双层半双工1 (可交换顺序) 2.3.3.4.5.6.7.7.8.9.101022222222222卡卡0 cbcbcbcbcbid分数是7 .一次访问和处理数据的IRQ FRQ 8.(可交换顺序) R0R3 9 .堆叠单元10 .硬件初始化和操作系统功能加载(黑盒)板(可交换顺序) 1、单选问题(总共30个问题，每题1分钟)1.计算机内的设备数通常以()的形式表示。 组合了a、原代码b、反转c、互补代码d、

3、ASCII代码2.bcd代码“87H”的十进制真值为() a、78 B、87 C、-120 D、120 3.以下的字符码有奇偶校验，但在没有数据错误的情况下，使用奇偶校验a、11001011 B、11011012c、11000001 D、11001001的字符码为() 4 .冯诺伊曼的基本思想主要提出了() a、二进制和程序存储器b、CPU和存储器c、二进制和存储器d、存储器和输入输出设备5 .以下描述中不符合RISC命令系统的特征的是() a、命令长度固定、命令种类少的b、地址方式种类丰富，命令功能尽可能增强c，选择使用频度高的几个简单的命令d，设置很多通用寄存器，访问存储器命令很简单6 .

4、提高以下列举的微机系统的性能的技术a .采用管线结构后，各指令的执行时间显着缩短。 增加Cache内存提高了CPU和内存交换数据的速度。 c .在引入虚拟存储技术后，扩大了用户可用的内存容量。 d .如果提高主时钟频率，命令执行速度就会加快。 7 .在微程序控制器中，机械指令和微指令的关系为() a .每个机器指令由一个微指令执行b，每个机器指令由一个微指令写入的微程序执行c，由每个机器指令构成的程序由一个微指令执行d，一个微指令由几个机器指令组成8 .微处理器运算器的主要部分a、逻辑运算b、算术运算c、更新标志位d，以上所有9 .分页管理的存储系统都完成了()地址图中从虚拟地址到物理地址的转

5、换。 在a、ALU B、寄存器c、接口d、 MMU 10 .以下的要素中，与Cache的命中率无关地为()a、主存储存取时间b、块的大小c、Cache组织方式d、Cache容量11 .在命令系统中采用不同的地址方式的目的主要是() a .实现存储程序和程序控制b，缩短指令长度，扩大地址空间，提高编程的灵活性，直接访问外部存储器d，提供扩展操作码的可能性，降低指令的解码困难度12 .程序控制系统指令的主要功能是() a、算术运算和逻辑运算b、主存储器和CPU间的数据传送c、CPU和I/O设备间的数据传送d、变更程序的执行顺序13 .不变更某寄存器的上位4位，仅使用1个清除下位4位的指令时，请使用

6、()操作指令。 在与a、b或c、非d位相反的14 .以下的ARM指令中，()的源操作数采用了寄存器间地址方式。 a、MOV R0、#2 B、LDR R0、R1 C、BL SUB1 D、ADD R0、R1、R2、LSL #1 15. ARM处理器在比较无符号数的无符号数a、c和N B、c和V C、c和z、z和v的大小时，根据() 标志位进行判断16 .在单地址单地址a、基地址索引b、相对c、隐式d、寄存器指令格式中，除了由地址代码指定的操作数之外，另一个数量始终采用()地址方案来完成两个数量的算术运算17 .软件开发过程中，“汇编”通常指() a、将汇编语言转换为机器语言的过程b、将机器语言转换

7、为汇编语言的过程c、将高级语言转换为机器语言的过程d、将高级语言转换为汇编语言的过程18 .在汇编过程中不生成脚本，汇编程序如何汇编a、汇编指令b、伪指令c、机器指令d、宏指令19 .内存的内容为a、DRAM B、SRAM C、SDRAM D、EEROM在电源关闭时不会消失的内存类型为() 20 .宏和子程序的共同点是() a，目标代码是唯一的b，需要事先定义后调用c，执行时需要保护字段/恢复字段d，目标代码不唯一21 .软件和固件的功能在逻辑上是() a、固件优于软件b，软件优于固件c，等效d，有时22 .处理器以()方式寻址I/O端口时，a、统一地址法b、独立地址法c、AB选项是不需要的d

8、、AB选项23 .在主机和外围设备之间进行数据交换时，必须引入数据，以解决两者之间的同步和协调、数据格式转换等问题()。 另外，除了数据缓冲器b、IO总线c、I/O接口d和串行并行移相器24.I/O装置本身的性能之外，对嵌入式系统的I/O数据传输速度产生影响的因素如下。 a、Cache性能b、CPU字长c、主存储容量d、总线传输速度25 .可向微处理器系统导入中断技术。 在提高a、外围设备的速度b、减少存储器负荷c、提高CPU效率d、提高信息交换精度的26. ARM系统中，在字符串存储在存储器中的情况下，一般将()作为存储单位。 在a、比特b、字节c、字d、双字27. ARM汇编器中，应该将(

9、)伪指令用于代码段的定义。 在a、AREA B、DCB C、MACRO D和GBLA 28. ARM正在运行的状态下，每次检索命令时，程序计数器PC的值应该为() a、自动加1 B、自动加4 C、自动清除0 D、自动集1 29 .嵌入式系统由硬件部分和软件部分构成，以下()不属于嵌入式系统软件。 关于a、OS内核b、驱动程序c、FPGA编程软件d、嵌入式中间件30 .实时OS(RTOS )的任务调度器，以下说明是正确的。a、任务间的公平性是最重要的调度目标b，RTOS调度算法是静态优先级调度算法c，RTOS调度器都采用基于时间片轮换的调度算法d， 很多RTOS调度算法都是可抢占的二、填补问题(

10、25点、25点、每点1点)1.在存储多字节数据时可以采用大端格式或小端格式。 ARM处理器的缺省格式为() ，其存储规则为()。 2 .作为合理命令的六级管线的每个阶段都可以包括() 、()、()、()、()、()、()。 3. CPU执行程序的时间t可以用于测量计算机的性能，t是由() 、()和()三个因素决定的。 4 .计算机体系结构是指() 计算机配置是指()。 在设计一个计算机系统时，确定指令集结构属于上述两个方面的() 5 .串行通信根据其数据传输方向分为单工、()和()三种。 6. CPU内部的数据路径宽度或字长度体现了CPU的()能力。 7. ARM支持()和()两种中断异常。

11、8 .在arm系统中，根据ATPCS的规定，在子程序调用中可以在四个寄存器中传递参数，例如，在子程序调用中可以在()中传递更多参数。 9 .引导加载器BootLoader是在嵌入式系统通电后执行的第一条代码，主要角色是() 10 .嵌入式系统的测试可通过() 、()和()等方法完成。 三、应用分析问题(共45点)1.试图说明现代计算机系统中的存储器系统是如何分层的。 有什么好处(8点) (5点)微机的内存子系统一般分为四个级别。 也就是寄存器组、高速缓存、内存和外部存储器。 一级寄存器组位于微处理器内部，但具有最快速度和较少数量的l2高速缓存被设置来解决CPU与主存储器之间的速度不匹配，因此性

12、能高、容量小。 第三级内部存储(主存储)容量大且速度慢(对Cache )，通常用于存储要执行的程序和数据。 四级外部存储容量大，可读写，单位存储成本最低，可以离线存储信息。 (3点)现代微机以一定的架构组织这些不同容量、不同速度的存储器，形成统一的存储系统，主要是为了解决存储容量、访问速度和价格之间的矛盾。 2 .对随机逻辑结构的处理器和微码结构的处理器的优点和缺点进行比较。 (8点) (4点)1.从设计开销的角度来看，随机逻辑CPU的硬件和指令集必须同时进行设计和优化，因此很复杂。 微码CPU的指令集设计并不直接影响现有硬件，即使更改指令集，也不需要设计新硬件。 (4点)2.如果从性能的观点

13、采用相同的指令集，则随机逻辑CPU的动作会变快。 执行相同的计算任务时，微码CPU可以用较少(但更复杂)的指令来提供更高的性能。 如果整个系统的性能受到内存速度的限制，微码CPU会给性能的提高带来很大的好处。 3.arm汇编段包括： (4点)分数ldR0、=0 xFFFFFFFF LDR R1、=0 x1 ADDS R0、r0、R1问：执行ADDS指令后，CPSR寄存器中的哪些位会受到影响？ 如何影响呢？ 请如下图所示。 喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓6、R2-R5 MOV R2、#0X77 LDMFA R13！ 如果使R2-R5堆栈指针R13的初始值为#0 x50，则(1)在执行STM

14、命令之后堆栈指针R13=(0 x40 )。 执行STM指令后栈段的数据存储情况如图所示。(2) LDM指令执行后堆栈指针R13=(0 x50 )，各寄存器的值分别是(R1)=(0 x11 )、(R2)=(0 x22 )、(R3)=(0 x33 )、(R4)=(0 x44 )、(R5)=(0 x55 ) 5.三星S3C2440微处理器从nRESET端子发送复位信号时，内核进行什么操作？ (8点) (2点)三星S3C2440微处理器在ARM920T核(6点)从nRESET端子发送来的复位信号成为低电平后，核丢弃当前执行中的命令，从增量地址连续取得新的命令，n rese 复制当前的PC和CPSR的值，复盖R14_svc和SPSR_svc寄存器。将强制M4:0寄存器值设为10011 (进入超级用户模式)，CPSR中的I存储单元的地址存储单元内容40h 55 44h 44 48h 33 清除50H得分和f位置位