中北大學(xué)嵌入式習(xí)題答案第2章

1、第二章ARM體系結(jié)構(gòu)、填空1、ARM微處理器支持7種運行模式為用戶模式（usr ）： ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài) 快速中斷模式（fiq ）：用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道處理 外部中斷模式（irq ）：用于通用的中斷處理 管理模式（SVC）: 數(shù)據(jù)訪問終止模式 護。系統(tǒng)模式（sys）: 未定義指令中止模式 的軟件仿真。操作系統(tǒng)使用的保護模式（abt）:當(dāng)數(shù)據(jù)或指令預(yù)取終止時進入該模式,可用于虛擬存儲及存儲保運行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)。（und:當(dāng)未定義的指令執(zhí)行時進入該模式，可用于支持硬件協(xié)處理器2、嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)可以采用結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)可以選馮-諾依曼體系結(jié)構(gòu)：程序和數(shù)據(jù)共用一個存儲空間

2、，程序指令存儲地址和數(shù)據(jù)存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置，采用單一的地址及數(shù)據(jù)總線，程序和數(shù)據(jù)的寬度相同。 例 如：8086、ARM7 Ml PS 哈佛體系結(jié)構(gòu)：程序和數(shù)據(jù)是兩個相互獨立的存儲器，每個存儲器獨立編址、獨立訪問，是一種將程序存儲和數(shù)據(jù)存儲分開的存儲器結(jié)構(gòu)。例如:AVR ARM9 ARM1O-精簡指令系統(tǒng)RISC 復(fù)雜指令集系統(tǒng)CISC3、AMBA定義了 3組總線AHB取代。AHB（AMBA高性能總線）：用于高性能。高數(shù)據(jù)吞吐部件，如CPU DMA DSP之間的連ASB（AMBA系統(tǒng)總線）：用來作處理器與外設(shè)之間的互連，將被APB（ AMBA外設(shè)總線）：為系統(tǒng)的低速外部設(shè)備提

3、供低功耗的簡易互連。系統(tǒng)總線和外設(shè)總線之間的橋接器提供AHB/ASB部件與APB部件之間的訪問代理與緩沖。4、ARM系列微處理器支持的邊界對齊格式有:和字對齊。字節(jié)對齊 半字對齊5、RS-232C的幀格式由四部分組成，包括：起始位、奇偶校驗位和O數(shù)據(jù)位停止位6、ARM微處理器有種工作模式，它們分為兩類。其中用戶1,一1丁 帶英一甬n f甲*>-tI:爭ft Itft哎*和A er壓aDT1fl DO DI D；D3 DID* od D7胡1h0I十I千和/模式屬于非特權(quán)模式 特權(quán)模式非特權(quán)模式7、ARM7TDM采用級流水線結(jié)構(gòu)，ARM920TDM采用級流水線。8、ARM支持兩個指令集，

4、ARM核因運行的指令集不同，分別有兩個狀,狀態(tài)寄存器CPSR的位反映了處理器運行不同指令的當(dāng)前狀態(tài)。ARMThumb9、ARM處理器共有37個寄存器,包括31個通用寄存器（包括PC在內(nèi)）這些寄存器都是 32位的12位狀態(tài)寄存器這些寄存器也是32位的，但是只使用了其中的二、選擇題1、下面哪一種工作模式 不屬于ARM持權(quán)模式（A用戶模式B系統(tǒng)模式C軟中斷模式D FIQ模式2、ARM920的工作狀態(tài)包括（）。15、嵌入式系統(tǒng)最常用的數(shù)據(jù)傳送方式是（）。A、測試狀態(tài)和運行狀態(tài)B、掛起狀態(tài)和就緒狀態(tài)C、就緒狀態(tài)和運行狀態(tài)D ARM犬態(tài)和Thumb狀態(tài)3、RS232-C串口通信中，表示邏輯1的電平是（）。

5、A、0vB、 3.3vC+ 5v + 15v D 5v15v4、在嵌入式ARM處理器中，下面哪種中斷方式優(yōu)先級最高。A.ResetB. 數(shù)據(jù)中止C. FIQD. IRQ5、當(dāng)異常發(fā)生時，恢復(fù) CPSR.寄存器（）用于保存CPSF的當(dāng)前值,從異常退出時則可由它來A、 SPSRB、 R13C、R14D、 R156、CPSR寄存器中反映處理器狀態(tài)的位是A.J 位B.I 位C.F 位D.T 位7、A、以下哪一項不屬于 ARM異常中斷（復(fù)位B、IRQ）C、條件轉(zhuǎn)移D、 . 數(shù)據(jù)終止8、在 ARM Linux 體系中，用來處理外設(shè)中斷的異常模式是（A、軟件中斷（ SWI）B未定義的指令異常C、中斷請求（

6、IRQ）D快速中斷請求（FIQ）存儲一個 32 位數(shù) 0x876165 到 2000H2003H 四個字節(jié)單元中，若以小端模式存儲，則 2000H存儲單元的內(nèi)容為（A、 0x00BC、 0x65D9、)。、 0x87、 0x6110、寄存器R13除了可以做通用寄存器外，A程序計數(shù)器BC棧指針寄存器D11、FIQ中斷的入口地址是（A、 0x0000001C還可以做（）。、鏈接寄存器、基址寄存器)。B、 0x00000008C、0x00000018D12、ARM指令集和Thumb指令集分別是（A. 8位， 16位C. 16 位， 16 位、 0x00000014）位的。B.D.16 位，32 位，

7、32 位16位13、寄存器 R1 5除了可以做通用寄存器外，還可以做（A. 程序計數(shù)器B. 鏈接寄存器C. 堆棧指針寄存器D. 基址寄存器14、下列CPSR寄存器標(biāo)志位的作用說法錯誤的是（）。A. N ：負(fù)數(shù)B. Z ：零 C. C ：進位D. V: 借位A、查詢B、中斷 C DMA D I/O處理機16、 ARM微處理器的寄存器在 Thumb狀態(tài)與ARM犬態(tài)下相同的是（）A R8-R12B R15 和 CPSR C、R13-R14D R0-R717、ARM寄存器組中除了以下哪組寄存器以外所有處理器模式下都可以訪問（A、 SPSRB、 R0-R7C、 CPSRD、 R8-R9三、簡答1、請簡述

8、ARM微處理器的用戶模式和特權(quán)模式，以及用戶模式向特權(quán)模式的轉(zhuǎn)換。PPT 43 頁 除了用戶模式之外的其他 6 種處理器模式稱為特權(quán)模式 特權(quán)模式下，程序可以訪問所有的系統(tǒng)資源，也可以任意地進行處理器模式的 切換。特權(quán)模式中，除系統(tǒng)模式外，其他 5 種模式又稱為異常模式 大多數(shù)的用戶程序運行在用戶模式下，此時，應(yīng)用程序不能夠訪問一些受操作 系統(tǒng)保護的系統(tǒng)資源，應(yīng)用程序也不能直接進行處理器模式的切換。 用戶模式下，當(dāng)需要進行處理器模式切換時，應(yīng)用程序可以產(chǎn)生異常處理，在 異常處理中進行處理器模式的切換。2、請簡述ARM微處理器兩種工作狀態(tài)集的切換操作及方法。PPT 48 頁進入Thumb狀態(tài)當(dāng)操

9、作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為1時，可以采用執(zhí)行BX指令的方法，使微處理器從 ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)。此外，當(dāng)處理器處于 Thumb狀態(tài)時發(fā)生異常（如 IRQ、FIQ、Un def等），則異常處理返回時，自動切換到 Thumb犬態(tài)。進入ARM犬態(tài)當(dāng)操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為0時，執(zhí)行BX指令時可以使微處理器從Thumb犬態(tài) 切換到ARM犬態(tài)。此外，在處理器進行異常處理時，把 PC指針放入異常模式鏈 接寄存器中，并從異常向量地址開始執(zhí)行程序，也可以使處理器切換到ARM狀態(tài)。3、試描述異常發(fā)生時的響應(yīng)的過程。PPT 94-101 頁1. 在適當(dāng)?shù)腖R中保存下一條指令的地址，當(dāng)異常入口來自：ARM犬態(tài)，那

10、么ARM將當(dāng)前指令地址加4或加8復(fù)制（取決于異常的類型）到 LR中；為Thumb犬態(tài)，那么ARM將當(dāng)前指令地址加2、4或加8 （取決于異常的類型） 復(fù)制到LR中；異常處理器程序不必確定狀態(tài)。將CPSF復(fù)制到適當(dāng)?shù)腟PSF中;3. 將CPSR莫式位強制設(shè)置為與異常類型相對應(yīng)的值；4. 強制PC從相關(guān)的異常向量處取指。當(dāng)異常結(jié)束時，異常處理程序必須：1. 將SPSR的值復(fù)制回CPSR2. 若在進入異常處理時設(shè)置了中斷禁止位，要在此 清除；3. 將LR（ R14 ）中的值減去偏移量后存入 PC偏移量根據(jù)異常的類型而有所 不同；注：恢復(fù)CPSR勺動作會將T、F和I位自動恢復(fù)為異常發(fā)生前的值。在異常處理

11、結(jié)束后，異常處理程序完成以下動作：將SPSR寄存器的值復(fù)制回CPSF寄存器；將LR寄存的值減去一個常量后復(fù)制到 PC寄存器，跳轉(zhuǎn)到被中斷的用戶程序。4、簡述ARMfC編語言與C語言和混合編程有哪幾種方式。PPT 205頁匯編程序中調(diào)用C程序C程序中調(diào)用匯編程序C程序中內(nèi)嵌匯編語句從匯編程序中訪問C程序變量5、什么是小端和大端存儲器組織？假設(shè)一個32位字長的微處理器上定義一個int類型的常量a，其內(nèi)存地址位于0x6000處，其值用十六進制表示為 0x12345678,分別寫出以大端和小端存儲的結(jié)果。PPT 114頁小端存儲器系統(tǒng)：在小端格式中，高位數(shù)字存放在高位字節(jié)中。因此存儲器系統(tǒng)字節(jié)連接到數(shù)

12、據(jù)線70（低位對齊）。大端存儲器系統(tǒng)：在大端格式中，高位數(shù)字存放在低位字節(jié)中。因此存儲器系統(tǒng)字節(jié)連接到數(shù)據(jù)線3124（高位對齊）。&簡述ARM的幾個特殊寄存器（R13 R14 R15 R16 的作用。0x130x54小舞戟式0x78Oil!大漏窩式MMOil 口斗丹73咋鍛據(jù)的大1 '姑存tt方式SP寄存器R13常作為堆棧指針（SF）。在ARMR13的指令或其它功能，只是習(xí)慣上都這樣PPT 58-67 頁寄存器R13用作堆棧指針，記作 指令集當(dāng)中，沒有以特殊方式使用 使用。但是在Thumb指令集中存在使用R13的指令。在子程序中寄存器 R13不能用作其他用途。寄存器SP在進入子程序時的值和退出子程序時的值必須相等。R14為鏈接寄存器（LR,在結(jié)構(gòu)上有兩個特殊功能：在每種模式下，模式自身的 R14版本用于保存子程序返回地址；如果在子程 序中保存了返回地址，寄存器 R14則可以用作其他用途。當(dāng)發(fā)生異常時，將 R14對應(yīng)的異常模式版本設(shè)置為異常返回地址（有些異常 有一個小的固定偏移量） 。寄存器R15是程序計數(shù)器，記作PC它指向正在取指的地址?？梢哉J(rèn)為它是一 個通用寄存器，但是對于它的使用有許多與指令相關(guān)的限制或特殊情況。如果R15使用的方式超出了這些限制，那么結(jié)果將是不可預(yù)測的。它不