孟祥蓮 嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用教程 部分習(xí)題答案

習(xí)題11.嵌入式系統(tǒng)的概念的是什么？答：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟、硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。(嵌入式系統(tǒng)是嵌入式到對(duì)象體系中的，用于執(zhí)行獨(dú)立功能的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。)2.嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？答：系統(tǒng)內(nèi)核??；專用性強(qiáng)；運(yùn)行環(huán)境差異大；可靠性要求高；系統(tǒng)精簡(jiǎn)和高實(shí)時(shí)性操作系統(tǒng)；具有固化在非易失性存儲(chǔ)器中的代碼嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和工作環(huán)境4.嵌入式系統(tǒng)的功能是什么？答：提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)小型化，低成本，低功能；人性化的人機(jī)界面；完善的開發(fā)平臺(tái)5.嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)由哪些部分組成？答：嵌入式系統(tǒng)的硬件是以嵌入式處理器為核心，由存儲(chǔ)器I/O單元電路，通信模塊，外部設(shè)備必要的輔助接口組成的。7.嵌入式操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么？答：體積??；實(shí)時(shí)性；特殊的開發(fā)調(diào)試環(huán)境。8.敘述嵌入式系統(tǒng)的分類。答：按嵌入式微處理器的位數(shù)分類可以分為4位、8位、16位、32位和64位等；按軟件實(shí)時(shí)性需求分類可以分為非實(shí)時(shí)系統(tǒng)（如PDA），軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)（如消費(fèi)類產(chǎn)品）和硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)（如工業(yè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)）；按嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜程度分類可以分為小型嵌入式系統(tǒng)，中型嵌入式系統(tǒng)和復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)。習(xí)題21.ARM9處理器和工作狀態(tài)有哪些？答：ARM狀態(tài)：此時(shí)處理器執(zhí)行32位的的字對(duì)齊的ARM指令。Thumb狀態(tài)：此時(shí)處理器執(zhí)行16位的，半字對(duì)齊的Thumb指令2.敘述ARM9內(nèi)部寄存器結(jié)構(gòu)，并分別說(shuō)明R13、R14、R15寄存器的作用。答：共有37個(gè)內(nèi)部寄存器，被分為若干個(gè)組（BANK），這些寄存器包括31個(gè)通用寄存器，包括程序計(jì)數(shù)器（PC指針）6個(gè)狀態(tài)寄存器。R13用作堆棧指針，R14稱為子程序鏈接寄存器，R15用作程序計(jì)數(shù)器。4.ARM處理器的工作模式有哪些？答：用戶模式：ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài)?？焖僦袛嗄Ｊ剑河糜诟咚贁?shù)據(jù)傳輸或通道處理外部中斷模式：用于通用中斷處理管理模式：操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式數(shù)據(jù)訪問(wèn)終止模式：當(dāng)數(shù)據(jù)或指令預(yù)期終止時(shí)進(jìn)入該模式，可用于虛擬存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)保護(hù)系統(tǒng)模式：運(yùn)行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)未定義指令終止模式：當(dāng)未定義的指令執(zhí)行時(shí)進(jìn)入該模式，可用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。5.ARM微處理器支持的數(shù)據(jù)類型有哪些？答：ARM微處理器中支持字節(jié)（8位）、半字（16位），字（32位）三種數(shù)據(jù)類型。其中，字需要4字節(jié)對(duì)齊，半字需要2字節(jié)對(duì)齊。7.敘述CPSR寄存器及其各位數(shù)據(jù)位的作用？答：CPSR是當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器，是在任何模式下都可以訪問(wèn)的通用狀態(tài)寄存器，它包括條件標(biāo)志位，中斷禁止位，當(dāng)前處理器模式標(biāo)志位，以及其他一些相關(guān)的一些相關(guān)的控制和狀態(tài)位①條件碼標(biāo)識(shí)；N，Z，C，V均為條件碼標(biāo)識(shí)，它們的內(nèi)容可被算術(shù)或邏輯的結(jié)果所改變，并且可以決定某條指令是否被執(zhí)行。②控制位：CPSR的低8位稱為控制位，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)這些位可被改變，如果處理器運(yùn)行特權(quán)模式，這些位也可以由程序修改。③保留位：CPSR中的其余位為保留位，當(dāng)改變CPSR中的條件碼標(biāo)志位或者控制位時(shí)保留位不要被改變，在程序中也不要使用保留位來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)習(xí)題31.ARM指令有哪幾種尋址方式?試分別敘述其各自的特點(diǎn)，并舉例說(shuō)明。答：①寄存器尋址：寄存器尋址就是利用寄存器中的內(nèi)容作為操作數(shù)，寄存器本身就是操作數(shù)地址，例：MOVR2，R3；R2—R3指R3中的內(nèi)容賦給R2②立即尋址：操作數(shù)沒(méi)有存儲(chǔ)在寄存器或存儲(chǔ)器中，而是包含在指令的操作碼中，只要取出指令也就取到了操作數(shù).例：ADDR1，R2，#1234；R1—R1+1234③寄存器間接尋址：以寄存器中的內(nèi)容作為操作數(shù)的地址，而操作數(shù)本身存放在存儲(chǔ)器中。例：LDRR1，［R2]；R1—［R2]④變址尋址：將寄存器的內(nèi)容與指令中給出的地址偏移量相加，從而得到一個(gè)操作數(shù)的有效地址。例LDRR0，［R1，#8]；R0—［R1+8］⑤寄存器移位尋址：操作數(shù)由寄存器的數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)移位而得到例MOVR0，R1，LSL#4⑥多寄存器尋址：一條指令可以完成多個(gè)寄存器值的傳送例：LDMIAR1，｛R2—R4，R5｝；R2—［R1］R3—［R1+4］R4—［R1+8］R5—［R1+12］⑦堆棧尋址：一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按先進(jìn)后出的方式工作，使用一個(gè)稱作堆棧指針的專用寄存器指示當(dāng)前的操作位置，堆棧指針總是指向棧頂。⑧相對(duì)尋址：以程序計(jì)數(shù)器PC的當(dāng)前值為基地址，指令中的地址標(biāo)號(hào)作為為偏移量，將兩者相加之后得到操作數(shù)的有效地址2.簡(jiǎn)述ARM9指令集的分類答：交換指令、ARM數(shù)據(jù)處理器指令、ARM分支指令、ARM協(xié)處理器指令⑤ARM軟件中斷指令4.請(qǐng)敘述處理器如何實(shí)現(xiàn)ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)的切換。答：進(jìn)入Thumb狀態(tài)：當(dāng)操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位（位0）為1時(shí)，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)處理處于Thumb狀態(tài)時(shí)發(fā)生異常,則異常返回時(shí)，自動(dòng)切換到Thumb狀態(tài)。進(jìn)入ARM狀態(tài)：當(dāng)操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為0時(shí)，執(zhí)行BX指令時(shí)可以微處理器從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)，此外，在處理器進(jìn)行異常處理時(shí)，把PC指針?lè)湃氘惓ＤＪ芥溄蛹拇嫫髦校漠惓Ｏ蛄康刂烽_始執(zhí)行程序，也可以是處理器模式切換到ARM狀態(tài)6.簡(jiǎn)述ARM9的LDM/STM堆棧指令中空、滿，遞增、遞減的含義。答：當(dāng)堆棧指針指向最后壓入堆棧的數(shù)據(jù)時(shí)，稱為滿堆棧。當(dāng)堆棧指針指向下一個(gè)將要放入數(shù)據(jù)的空位置時(shí)，稱為空堆棧；當(dāng)堆棧由低向低地址向高地址生成時(shí)，稱為遞增堆棧；當(dāng)堆棧由高地址向低地址生成時(shí)，稱為遞減堆棧10.BX和BL指令有什么不同答：BX指令是分支和交換指令，寄存器的地址是目標(biāo)地址其中的位[0]不是地址信息，當(dāng)寄存器的位[0]為1時(shí)，表明目標(biāo)地