嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應用教程田澤復習題

1、一、選擇題1、ADDR0,R1,#3屬于（）尋址方式。A,立即尋址B,多寄存器尋址C,寄存器直接尋址D,相對尋址2、GET偽指令的含義是（）A.包含一個外部文件B.定義程序的入口C.定義一個宏D.聲明一個變量3、存儲一個32位數(shù)0x876165至J2000H2003H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、0x00B、0x87C、0x65D、0x614、若R1=2000H,（2000H）=0x86,（2008H）=0x39,則執(zhí)行指令LDRR0,R1,#8!后R0的值為（）。A.0x2000B.0x86C.0x2008D.0x395、寄存器R13除了可以做通用寄

2、存器外，還可以做（）。A、程序計數(shù)器B、鏈接寄存器C、棧指針寄存器D、基址寄存器6、FIQ中斷的入口地址是（）。A、0x0000001CB、0x00000008C、0x00000018D、0x000000147、ARM指令集和Thumb指令集分別是（）位的。A.8位，16位B.16位，32位C.16位，16位D.32位，16位8、ARM寄存器組有（）個寄存器。A、7B、32C、6D、379、若R1=2000H,（2000H）=0x28,（2008H）=0x87,則執(zhí)行指令LDRR0,R1,#8!后R0的值為（）。A.0x2000B.0x28C.0x200810 、和PC機系統(tǒng)相比，下列哪個不是

3、嵌入式系統(tǒng)獨具的特點（）A、系統(tǒng)內(nèi)核小B、專用性強C、可執(zhí)行多任務D、系統(tǒng)精簡11 .ARM公司是專門從事（）A、基于RISC技術芯片設計開發(fā)B、ARM芯片生產(chǎn)C、軟件設計D、ARM芯片銷售12 .ARM9系列微處理器是（）A、三級流水線結構B、四級流水線結構C、五級流水線結構D、六級流水線結構13 .所有工作模式下，（）都指向同一個物理寄存器，即各模式共享A、R0-R7B、R0-R12C、R8-R12D、R13,R1414.1. 異常發(fā)生時，寄存器（）用于保存CPSR的當前值，從異常退出時則可由它來恢復CPSR.A、SPSRBR13C、R14D、R1515 .能實現(xiàn)把立即數(shù)0X3FF5000

4、保存在R0中的指令是（）A、LDRR0,=0X3FF5000B、LDRR0,0X3FF5000C、MOVR0,0X3FF5000D、MOVR0,=0X3FF500016 .ARM指令LDMIARO,R1,R2,R3,R4實現(xiàn)的功能是（）A、R1-R0,R2-R0+4,R3-R0+8,R4-R0+12B、R1-R0,R2-R0-1,R3-R0-2,R4-R0-3C、R1-R0,R2-R0+1,R3-R0+2,R4-R0+3D、R1-R0,R2-R0-4,R3-R0-8,R4-R0-1217 .（）偽指令用于定義一個代碼段或數(shù)據(jù)段A、RLISTB、DCBC、MAPD、AREA18 .在ARM體系結

5、構中，要從主動用戶模式（User）切換到超級用戶模式（Supervisor）,應采用（）方法。A、直接彳t改CPU狀態(tài)寄存器（CPSR）對應的模式B、先修改程序狀態(tài)備份寄存器（SPSR）到對應的模式，再更新CPU狀態(tài)C、使用軟件中斷指令（SWI）D、讓處理器執(zhí)行未定義指令三、簡答第一章：1、什么是嵌入式系統(tǒng)？與通用計算機系統(tǒng)相比，它有哪些特點？答：定義：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。特點：“專用”的計算機系統(tǒng)；運行環(huán)境差異很大；比通用PC系統(tǒng)資源少得多；低功耗、體積小、集成度高、成本低；具有完整的系統(tǒng)測試

6、和可靠性評估體系；具有較長的生命周期；需要專用開發(fā)工具和方法進行設計；包含專用調試路；多科學知識集成系統(tǒng)2、嵌入式系統(tǒng)組成結構包括哪幾部分？嵌入式系統(tǒng)組成結構的理解。答：嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件組成。嵌入式系統(tǒng)的硬件是以嵌入式微處理器為中心，配置存儲器、I/O設備、通信模塊以及電源等必要的輔助接口。嵌入式系統(tǒng)軟件包括板級支持包層、實時操作系統(tǒng)層、應用程序接口層和應用程序層四層。3、簡述嵌入式系統(tǒng)的硬件組成答：嵌入式系統(tǒng)的硬件是以嵌入式微處理器為中心，配置存儲器、I/O設備、通信模塊以及電源等必要的輔助接口。4、試分析通用操作系統(tǒng)與嵌入式操作系統(tǒng)的異同點，并解釋什么是嵌入式實時操作系統(tǒng)。嵌入式操作

7、系統(tǒng)和嵌入式實時操作系統(tǒng)的概念有哪些不同?答：通用操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)都對軟、硬件資源進行分配和調度以及控制協(xié)調等，嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的不同之處在于它具有實時性高、可靠性好、可裁剪、體積小等特性。嵌入式實時操作系統(tǒng)（RealTimeEmbeddedOperatingSystem尾一種實時的、支持嵌入式系統(tǒng)應用的操作系統(tǒng)，是嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分。嵌入式操作系統(tǒng)只注重平均性能，對整個系統(tǒng)來說，所有任務的平均響應時間是關鍵，對單個任務的響應時間不關心。嵌入式實時操作系統(tǒng)最主要的特性是性能上的“實時性”，也就是說系統(tǒng)的正確性不僅依賴于計算的邏輯結果，也依賴于結果產(chǎn)生的時間。是一個能夠

8、在指定的或者確定的時間內(nèi)，完成系統(tǒng)功能以及對外部或內(nèi)部、同步或異步事件作出響應的系統(tǒng)。5、嵌入式操作系統(tǒng)具有哪些基本管理功能？多任務管理，存儲管理，外圍資源管理和中斷管理。第二章：6、試比較CISC體系結構和RISC體系結構白特點。ARM為何采用RISC結構？答：比較：CISC指令集設計的主要趨勢是增加指令集的復雜度。而復雜指令集的高性能是以寶貴、有限的芯片面積為代價的。RISC的中心思想是精簡指令集的復雜度、簡化指令實現(xiàn)的硬件設計，硬件只執(zhí)行很有限的最常用的那部分指令，大部分復雜的操作則由簡單指令合成。RISC思想大幅度提高了計算機性能價格比。采用RISC原因：（1）Load/store體系

9、結構（2）固定的32位指令（3）地址指令格式7、分別以ARM7TDMf口ARM9TDMfe例，介紹3級流水線和5級流水線的執(zhí)行過程，并進行相應的比較。3級流水線分為：取指，譯碼和執(zhí)行。5級流水線分為：取指、譯碼、執(zhí)行、緩沖數(shù)據(jù)、回寫。它們的區(qū)別在于3級流水執(zhí)行級中的寄存器讀在5級流水的譯碼級中處理。3級流水執(zhí)行級中的寄存器寫在5級流水的回寫級中處理。5級流水中的第4級緩沖數(shù)據(jù)表示如果需要則訪問數(shù)據(jù)存儲器，否則只是簡單地緩沖一個時鐘周期。3級流水采用馮諾依曼結構，不能同時訪問指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器；5級流水采用哈佛結構，指令存儲器與數(shù)據(jù)存儲器分開，可以同時訪問。8、ARM微處理器支持哪幾種工作模

10、式？各個工作模式有什么特點？答：共支持7中工作模式：用戶模式，系統(tǒng)模式，快速中斷（FIQ）模式，普通中斷（IRQ）模式，管理（SVC）模式，中止模式和未定義模式。用戶模式：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。普通中斷模式（IRQ）:用于通用的中斷處理。管理模式（SVC）:操作系統(tǒng)使用的保護模式。中止模式：當數(shù)據(jù)或指令預取終止時進入該模式，可用于虛擬存儲及存儲保護。系統(tǒng)模式：運行具有特權的操作系統(tǒng)任務。未定義模式：處理未定義的指令陷阱，支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。9ARM處理器共有多少個寄存器？這些寄存器在用戶編程中的功能是如何劃分的？ARM犬態(tài)下

11、的通用寄存器可分為哪幾類？ARMb理器共有37個寄存器，其中31個為通用寄存器，其余6個為狀態(tài)寄存器。通用寄存器可分為未分組寄存器R0-R7,分組寄存器R8-R14和程序計數(shù)器R1510簡述ARM犬態(tài)下分組寄存器R13,R14,R15的特殊功能及R15的使用注意事項。寄存器R13通常用做堆棧指針SR寄存器R14用作子程序鏈接寄存器LR;寄存器R15被用作程序計數(shù)器PCR15值的改變將引起程序執(zhí)行順序的變化，這有可能引起程序執(zhí)行中出現(xiàn)一些不可預料的結果，因此，對R15的使用一定要慎重。ARMb理器采用多級流水線技術，因此保存在R15的地址并不是當前指令的地址。11、簡述ARM處理對異常中斷的相應

12、過程。（1）將CPSR的內(nèi)容保存到將要執(zhí)行的異常中斷對應的SPSR中,實現(xiàn)對處理器當前狀態(tài)、中斷屏蔽位、各條件標志位的保存。（2）設置當前狀態(tài)寄存器CPSR中的相應位設置工作模式控制位，使處理器進入相應的執(zhí)行模式設置中斷標志位，禁止IRQ中斷當進入RESET或FIQ模式時，還要禁止FIQ中斷（3）將引起異常指令的下一條指令的地址保存到新的異常工作模式的R14,使異常處理程序執(zhí)行完后能正確返回原程序。（4）給程序計數(shù)器（PC）強制賦值，根據(jù)中斷向量地址跳轉去執(zhí)行中斷處理程序。12.如果FIQ、IRQ和第3個異常（不是復位）同時發(fā)生，ARM應如何處理？答：如果第3個異常是數(shù)據(jù)中止，處理器將在進入數(shù)

13、據(jù)中止處理程序后立即進入FIQ處理程序。數(shù)據(jù)中止將“記”在返回路徑中，當FIQ處理程序返回時進行處理。如果第3個異常不是數(shù)據(jù)中止，將立即進入FIQ處理程序。當FIQ和IRQ兩者都完成時，程序返回到產(chǎn)生第3個異常的指令并進行相應處理。14什么是AR帽常中斷向量表？它有何作用？存儲在什么地方？中斷向量表中指定了各異常中斷與其處理程序的對應關系。在ARM體系中，異常中斷向量表大小為32字節(jié)，每個異常中斷占據(jù)4個字節(jié)。ARM異常向量表通常以存彳i#器的低端0x0為起始地址，大多數(shù)ARM處理器核也支持將異常向量表存放在以0XFFFF0000為起始地址的32字節(jié)空間中。每個異常中斷對應的中斷向量表的4個字

14、節(jié)的空間中存放一個跳轉指令或者一個向PC寄存器中賦值的數(shù)據(jù)訪問指令LDR。通過這兩種指令，程序將跳轉到相應的異常中斷處理程序處執(zhí)行15.簡述ARM勺存儲器層次1) 寄存器組一一存儲器層次的頂層，訪問時間幾個ns2) 片上RAI具有和片上寄存器組同級的讀/寫速度3) 片上Cache訪問時間10ns,2級片外Cache訪問時間幾十ns4)主存儲器一一訪問時間50ns5)硬盤一一訪問時間幾十ms16.大端存儲法與小端存儲法有什么不同？對存儲數(shù)據(jù)有什么要求與影響?大端：較高的有效字節(jié)存放在較低的存儲器地址，較低小端：較高的有效字節(jié)存放在較高的的存儲器地址，較低的有效字節(jié)存放在較低的存儲器地址。的有效字

15、節(jié)存放在較高的存儲器地址。第三章：17、ARM處理器如何進入和退出Thumb指令模式？用匯編語言實現(xiàn)ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)互相的切換。答：進入Thumb模式：有2種方法。一種是執(zhí)行一條交換轉移指令BX,將指令中的目標地址寄存器的最低位置1,并將其他位的值放入程序計數(shù)器PC,則可以進入Thumb指令。另一種方法是利用異常返回，也可把微處理器從ARM模式轉換為Thumb模式。退出Thumb模式：也有2種方法。一種是執(zhí)行Thumb指令中的交換轉移BX指令可以顯式地返回到ARM指令流。另一種是利用異常進入ARM指令流。18.如何在匯編語言中定義和使用宏？答：定義：宏名MACRO宏體MEND調用：宏

16、調用的方式在源程序中需要復制宏體的地方寫宏的名字。宏名單獨占一行，當源程序被匯編時，匯編程序將對宏調用進行宏體復制，并取代宏名，這種復制操作稱為宏展開。為了與源程序的其他部分相區(qū)分19、簡述ARM匯編語言中偽操作，宏指令和偽指令的含義，偽操作和偽指令都分為哪幾類？答：偽操作-偽操作只是在匯編過程中起作用，匯編結束，偽操作的使命也就結束。宏指令-是一段獨立的程序代碼，可插在源程序中，它通過偽操作來定義。偽指令-是ARM匯編語言程序里的特殊指令助記符，在匯編時將被合適的機器指令代替成ARM或Thumb指令，從而實現(xiàn)真正的指令操作。偽操作分類：符號定義偽操作數(shù)據(jù)定義偽操作匯編控制偽操作信息報告?zhèn)尾僮?/p>

17、其他偽操作偽指令分類：小范圍的地址讀取ADR中等范圍白地址讀取ADRL大范圍的地址讀取LDR空操作偽指令NOP20. ARM尋址方式有幾種？舉例說明ARM如何進行不同方式的尋址。1) .寄存器尋址；如MOVR1,R22) .立即尋址；如MOVR0,#0xFF003) .寄存器移位尋址；如MOVR0,R2,LSL#34) .寄存器間接尋址；如LDRR1,R25) .基址加偏址尋址；如LDRR2,R3,#0x0C6) .多寄存器尋址；如LDMIAR1!,R2-R4,R67) .堆棧尋址；如STMFDSP!,R1-R7,LR8) .相對尋址。如BLSUBR1第四章：15、S3C44B0X有多少個通用

18、可編程多功能輸入/輸出引腳何分為幾類端口？答：71個通用可編程多功能輸入/輸出引腳，可分為7類端口:(1)2個9位輸入/輸出端口(PortE和PortF);(2)2個8位輸入/輸出端口(PortD和PortG);(3)1個16位輸入/輸出端口(PortC);(4)1個10位輸出端口(PortA);(5)1個11位的輸出端口(PortB)四、編程：1、兩個矢量的標量積MOVR11,#20初始化循環(huán)次數(shù)MOVR10,#0初始化總和LOOPLDRR0，R8,#4讀取第一個分量LDRR1，R9,#4讀取第二個分量MLAR10,R0,R1,R10乘積累加R10=R0*R1+R10SUBSR11R11#1

19、減循環(huán)計數(shù)R11=R11-1BNELOOP2、10個數(shù)求和：MOVR1,#1MOVR0,#0LOOPADDR1,R1,R0ADDR0,R0,#1CMPR0,#10BNELOOP3,把0x1000地址開始的五個字求和結果存到0x2000的地址MOVR0,#0x1000MOVR11,#0x2000LDMIAR0,R1R5ADDR10,R1,R2ADDCR9,R3,R4ADDCR8,R10,R9ADDCR7,R8,R5STRR7,R114把0x1000處開始的8個字存到0x2000開始的地址MOVR0,#0x1000MOVR1,#0x2000LDMIAR0,R1R8STMIAR11,R1R8R1,長

20、度(以字節(jié)為單位)放入R2,目的字符串的起始3、編寫以字節(jié)為單位的字符串拷貝子程序，要求從存儲器某處拷貝到另一處。源字符串的起始地址放入地址放入R3oLOOPLDRBR0,R1,#1STRBR0,R3,#1SUBSR2,R2,#1BNELOOPMOVPC,LR3.1計算X*2A8+Y/2A2+ZLDRR0,XLDRR1,yLDRR2,ZADDR3,R2,R1ASR#2R3=Z+Y/4ADDR4,R3,R0ASL#8R4=R3+X*2人84、基于絕對地址的內(nèi)存表舉例。下面的偽操作序列定義一個基于絕對地址的內(nèi)存表，其首地址為固定地址8192(0x2000)。該內(nèi)存表中包含5個作用域：consta長

21、度為4字節(jié)，constb長度為4字節(jié)，x長度為8字節(jié)，y長度為8字節(jié)，string長度為16字節(jié)。MAP8192;內(nèi)存表的首地址為8192(0x2000)constaFIELD4；consta長度為4字節(jié)，相對位置為0constbFIELD4;constb長度為4字節(jié)，相對位置為xFIELD8;x長度為8字節(jié)，相對位置為8yFIELD8;y長度為8字節(jié)，相對位置為16stringFIELD16;string長度為16字節(jié)，相對位置為24在指令中可以這樣引用內(nèi)存中的數(shù)據(jù)域:LDRR0,consta；將consta地址處對應的內(nèi)容加載到R05、.基于相對地址的內(nèi)存表舉例。下面的偽操作序列定義一個基

22、于相對地址的內(nèi)存表，其首地址為0與R9寄存器值的和，該內(nèi)存表包含5個數(shù)據(jù)域(與例11相同)oMAP0,R9;內(nèi)存表的首地址為R9寄存器的值constaFIELD4;consta長度為4字節(jié)，相對位置為0constbFIELD4;constb長度為4字節(jié)，相對位置為4xFIELD8;x長度為8字節(jié)，相對位置為8FIELD8;y長度為8字節(jié)，相對位置為16stringFIELD16;string長度為16字節(jié)，相對位置為24可以通過下面的指令訪問地址范圍超過4KB的數(shù)據(jù)：ADRR9,FIELD;偽指令，將在后面介紹LDRR5,constb;相當于LDR,R5,R9,#46、編寫一段程序實現(xiàn)在C語言

23、中調用匯編語言程序，實現(xiàn)將1KB大小的內(nèi)存塊以字的形式復制到另一內(nèi)存地址#include#defineNUM1024intmain()charstrFromNUM=helloworld;charstrToNUM;_asmmovecx,NUM;leaesi,strFrom;leaedi,strTo;repmovsb;printf(%sn,strTo);7.ARM處理器如何進入和退出Thumb指令模式？用匯編語言實現(xiàn)ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)互相的切換。進入Thumb模式：有2種方法。一種是執(zhí)行一條交換轉移指令BX,將指令中的目標地址寄存器的最低位置1,并將其他位的值放入程序計數(shù)器PC,則可以進入

24、Thumb指令。另一種方法是利用異常返回，也可把微處理器從ARM模式轉換為Thumb模式。退出Thumb模式：也有2種方法。一種是執(zhí)行Thumb指令中的交換轉移BX指令可以顯式地返回到ARM指令流。另一種是利用異常進入ARM指令流。ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)：CODE32LDRR0,=Lable+1BXR0CODE16LableMOVR1,#12Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)：CODE16LDRR0,=LableBXR0CODE32LableMOVR1,#108 .請將下面C語言代碼轉換成匯編語言。(1) If(a=0|b=1)c=d+eCMPR0,#0CMPNER1,#1ADDEQR2,R3,R4(2) if(a=b)&(c=d)&(e=f)g+;CMPR0,R1CMPEQR2,R3CMPEQR4,R5ADDEQR6,R6,#1R1,長度(以字節(jié)為單位)放入R2,目的字符串的起始9 .編寫以字節(jié)為單位的字符串拷貝子程序，要求從存儲器某處拷貝