嵌入式系統(tǒng)原理arm復(fù)習(xí)

嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)注：答案在答案處，請(qǐng)先對(duì)照復(fù)習(xí)提綱做完后再來(lái)對(duì)照答案1嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1.1嵌入式的定義1.1.1嵌入式系統(tǒng)是以為中心，以為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)、、、、、等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。答案：1.2三要素：、、1.3答案：1.4軟硬件組成：1.4.1硬件：由、組成1.4.2軟件：包括和答案：應(yīng)用軟件嵌入式操作系統(tǒng)硬件設(shè)備嵌入式處理器 外圍設(shè)備ARM技術(shù)概述3.1兩套指令集(兩種工作狀態(tài))：、，ARM上電時(shí)處?kù)稜顟B(tài)。答案：3.2ARM的基本數(shù)據(jù)類型:、、答案:字、半字、字節(jié)1/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)字3字2字1半字2 半字1字節(jié)4 字節(jié)3 字節(jié)2 字節(jié)13.3存儲(chǔ)器大/小端:3.3.1大端模式(big-endian)：數(shù)據(jù)的字節(jié)存放在內(nèi)存的地址3.3.2小端模式(little-endian)：數(shù)據(jù)的字節(jié)存放在內(nèi)存的地址答案：3.4 流水線:3.4.1 假設(shè)某嵌入式處理器有 3級(jí)流水線，每級(jí)流水線所耗時(shí)間均為為 2ms,則執(zhí)行條指令需要耗費(fèi)時(shí)間？答案：3.4.2 影響流水線性能的因素 : 、3.4.2.1哪些指令能影響流水線？答案：3.5ARM920T工作模式3.5.1 除 模式外，其余 6種模式為權(quán)模式 ,除了和 模式外，其余 5種模式為異常模式。答案：3.5.2 arm有 個(gè)寄存器， 個(gè)通用寄存器， 個(gè)狀態(tài)寄存器（分別是 ），未分組寄存器包2/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)括，分組寄存器包括。寄存器在ARM處理器中常用作堆棧指針，稱為SP;寄存器又被稱為連接寄存器,稱為L(zhǎng)R;寄存器被稱為程序計(jì)數(shù)器，又稱PC.答案:ARM的指令系統(tǒng)4.1根據(jù)使用的指令類型不同，指令的尋址方式分為和 。答案：4.2 CPU指令所需要的操作數(shù)可以去哪些地方尋找呢？4.2.1 指令當(dāng)中；4.2.2 存儲(chǔ)單元中：寄存器當(dāng)中；內(nèi)存單元當(dāng)中4.3 ARM指令集可以分為 6類：4.3.1 跳轉(zhuǎn)指令(b\bx\bl\blx)4.3.2數(shù)據(jù)處理指令：4.3.2.1尋址方式；4.3.2.2尋址方式；4.3.2.3尋址方式。答案：4.3.3 程序狀態(tài)寄存器傳輸指令4.3.4 Load/Store指令（訪問(wèn)內(nèi)存的如 str和ldr，“!”表示完成數(shù)據(jù)傳輸后要更新基址寄存器）3/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)4.3.5協(xié)處理器指令4.3.6異常中斷產(chǎn)生指令。ARM匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)5.1ARM標(biāo)準(zhǔn)APCS寄存器使用規(guī)則5.1.1參數(shù)不超過(guò)4個(gè)時(shí)，可以使用寄存器來(lái)傳遞參數(shù)，當(dāng)參數(shù)超過(guò)4個(gè)時(shí)，還可以使用來(lái)傳遞參數(shù)。答案：5.1.2結(jié)果為一個(gè)32位整數(shù)時(shí)，可以通過(guò)寄存器返回答案：5.1.3結(jié)果為一個(gè)64位整數(shù)時(shí)，可以通過(guò)寄存器R0和R1返回，依次類推。5.1.4寄存器R13用于數(shù)據(jù)棧指針，記作SP。寄存器SP在進(jìn)入子程序時(shí)的值和退出子程序時(shí)的值必須相等。5.1.5寄存器R14稱為鏈接寄存器，記作LR。它用于保存子程序的返回地址。5.2 寄存器R15是程序計(jì)數(shù)器，記作 pc。它不能用作其他用途。5.2.1 數(shù)據(jù)定義偽操作5.2.1.1DCB答案：5.2.1.2DCW（DCWU）用于分配一片連續(xù)的半字存儲(chǔ)單元并用指定的數(shù)據(jù)初始化5.2.1.3DCD（DCDU）用于分配一片連續(xù)的字存儲(chǔ)單元并用指定的數(shù)據(jù)初始化5.2.1.4SPACE用于分配一片連續(xù)的存儲(chǔ)單元5.2.1.5MAP用于定義一個(gè)結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表首地址5.2.1.6FIELD用于定義一個(gè)結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表的數(shù)據(jù)5.2.2 雜項(xiàng)偽操作5.2.2.1AREA用于定義一個(gè)代碼段或數(shù)據(jù)段。5.2.2.2ENTRY用于指定程序入口點(diǎn)。5.2.2.3END用于指示源程序結(jié)束。5.2.2.4EQU用于定義字符名稱。5.2.2.5EXPORT（或GLOBAL）答案：5.2.2.6IMPORT答案：6 GPIO4/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)6.1S3C2410芯片上共有個(gè)多功能的輸入/輸出引腳，它們分為組I/O端口1個(gè)23位的輸出端口（端口A）2個(gè)11位的輸入/輸出端口（端口B、H）4個(gè)16位的輸入/輸出端口（端口C、D、E、G）1個(gè)8位的輸入/輸出端口（端口F）答案：串行通信接口(UART)7.1發(fā)送數(shù)據(jù)的組成：7.1.11位起始位，規(guī)定為；7.1.25～8位數(shù)據(jù)位，即要傳送的有效信息；7.1.31位奇偶校驗(yàn)位；7.1.41～2位停止位，規(guī)定為；7.1.5空閑位持續(xù)為。答案：7.2S3C2410串行通信接口的結(jié)構(gòu)7.2.1主要由4部分構(gòu)成： 、 、、 。7.2.1.1 ：將總線上的數(shù)據(jù)通過(guò) TXDn引腳串行移出；7.2.1.2 ：將RXDn引腳上收到的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)總線；7.2.1.3 ：為數(shù)據(jù)的收發(fā)提供參考時(shí)鐘信號(hào)；7.2.1.4 ：控制數(shù)據(jù)收發(fā)的速率，發(fā)送器、接收器的工作模式。答案：5/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)7.3波特率計(jì)算公式： UBRDIVn=(int)(PLK/(bps×16))–17.3.1 例：UCLK或者PCLK等于40MHz，當(dāng)波特率為 115200時(shí),UBRDIV0的值為：答案：8 S3C2410時(shí)鐘體系結(jié)構(gòu)8.1 S3C2410的時(shí)鐘控制邏輯給整個(gè)芯片提供 4種時(shí)鐘信號(hào)：：用于CPU內(nèi)核；：用于 AHB總線上的設(shè)備，如：中斷控制器、存儲(chǔ)器控制器、 LCD控制器、Nandflash、DMA控制器等；：用于 APB總線上的設(shè)備，如： UART、IIC、IIS、SPI、WATCHDOG、PWM定時(shí)器、ADC、GPIO、RTC等；UCLK：用于USB設(shè)備。答案：ARM異常中斷處理及編程9.1 S3C2410X的中斷控制器可以接受多達(dá) 個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求，其中有個(gè)一級(jí)中斷。6/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)答案：；9.2一級(jí)中斷源通過(guò)就可以確定;對(duì)于一級(jí)中斷源的開(kāi)中斷，只需對(duì)清0;對(duì)于一級(jí)中斷源的中斷清除，需要對(duì)要寫(xiě)1清0答案：INTOFFSET;INTMASK；INTPND、SRCPND9.311個(gè)片上外圍電路需要通過(guò)INTOFFSET和SUBSRCPND才可以確定；20個(gè)外部二級(jí)可擴(kuò)展的外部中斷源需要通過(guò)INTOFFSET和EINTPEND確定；對(duì)于二級(jí)中斷源的開(kāi)中斷，需要對(duì)SUBMASK、INTMASK或EINTMASK、INTMASK清0；對(duì)于二級(jí)中斷源的中斷清除，除了 INTPND、SRCPND要寫(xiě)1清0外，SUBSRCPND和EINTPEND也需要寫(xiě)1清0。9.4外部中斷的使用方法：9.4.1設(shè)置I/O管腳為EINTn功能（GPnCON）9.4.2設(shè)置外部中斷的觸發(fā)方式（EXINTn）9.4.3設(shè)置中斷模式FIQ/IRQ（INTMOD）9.4.4設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)（PRIORITY）9.4.5清除外部中斷懸掛指示寄存器（EINTPEND）9.4.6清除中斷源懸掛指示寄存器（SRCPND）9.4.7清除中斷懸掛指示寄存器（INTPND）9.4.8打開(kāi)外部中斷（EINTMASK、INTMSK）9.4.9判斷產(chǎn)生的中斷是哪個(gè)EINTn(INTOFFSET、EINTPEND)9.4.10處理完畢后，清除中斷指示寄存器（EINTPEND、SRCPND、INTPND）10 RTC(RealTimeClock)10.1RTC功能與結(jié)構(gòu)10.1.1S3C2410RTC三大主要功能：為系統(tǒng)提供 、產(chǎn)生 (鬧鐘中斷)、產(chǎn)生 （滴答中斷或節(jié)拍時(shí)間中斷）。答案：10.1.2S3C2410RTC使用 時(shí)鐘信號(hào)源，振蕩電路只需外接 2個(gè)20P左右的小電容、32.768KHz的晶振即可。答案：自己的獨(dú)立10.2S3C2410的RTC主要有5部分構(gòu)成： 、、 （時(shí)分秒年月日星期）、、 等部分。如下圖所示 。答案:7/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)10.2.1RTC節(jié)拍時(shí)間用于中斷請(qǐng)求， TICNT寄存器有一個(gè)中斷使能位和一個(gè)相關(guān)的計(jì)數(shù)器值，當(dāng)節(jié)拍中斷發(fā)生時(shí)，計(jì)數(shù)器值到達(dá) 0。中斷時(shí)長(zhǎng)如下：Period=(n+1)/128 ；以秒作為單位,n為節(jié)拍時(shí)間計(jì)數(shù)值，范圍為1～127。10.3RTC三大功能使用編程方法：10.3.1初始化中斷控制器；10.3.2清除懸掛指示寄存器（SRCPND、INTPND）10.3.3去除對(duì)相應(yīng)中斷的屏蔽（INTMSK）10.3.4使能節(jié)拍中斷,設(shè)置節(jié)拍時(shí)間中斷時(shí)長(zhǎng)（TICNT）；10.3.5使能報(bào)警中斷（RTCALM）；10.3.6使能RTC寄存器寫(xiě)操作（RTCCON），設(shè)置當(dāng)前時(shí)間(BCDSEC-BCDYEAR)，禁止RTC寄存器寫(xiě)操作（RTCCON）；10.3.7使能RTC寄存器寫(xiě)操作（RTCCON），設(shè)置報(bào)警時(shí)間(ALMSEC-ALMYEAR)，禁止RTC寄存器寫(xiě)操作（RTCCON）；10.3.8中斷發(fā)生后，判斷中斷類型（INTOFFSET），進(jìn)行中斷處理；10.3.9處理完畢后，再次清除懸掛指示寄存器（SRCPND、INTPND），返回看門(mén)狗定時(shí)器11.1看門(mén)狗增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性原理答案：11.2看門(mén)狗定時(shí)器的結(jié)構(gòu)與工作原理11.2.1S3C2410看門(mén)狗的功能11.2.1.1定時(shí)器功能：可以作為常規(guī)定時(shí)器使用，它是一個(gè)十六位的定時(shí)器，8/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)并且可以產(chǎn)生中斷，中斷名為 INT_WDT，中斷號(hào)是 0x09。11.2.1.2復(fù)位功能：作為看門(mén)狗定時(shí)器使用，當(dāng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)減為 0（超時(shí)）時(shí)，它將產(chǎn)生一個(gè) 128個(gè)PCLK時(shí)鐘周期的復(fù)位信號(hào)。11.2.2S3C2410ARM9的看門(mén)狗主要由五部分構(gòu)成：、 、 、、 。答案：11.3S3C2410看門(mén)狗定時(shí)時(shí)間預(yù)分頻器為 8位，其值為： 0--255再分頻器可選擇值為： 16、32、64、128輸入到計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘周期為：T_wtd=1/[PCLK/(Prescaler+1)/Division_factor]看門(mén)狗的定時(shí)周期為：T=WTDAT×T_wtd11.4例：設(shè)PＣＬＫ為５０ＭＨｚ，則如何設(shè)置可使２４１０的看門(mén)狗定時(shí)器工作時(shí)鐘頻率約為１０KHｚ？在此時(shí)鐘頻率下讓看門(mén)狗定時(shí)器定時(shí)半秒鐘，又如何設(shè)置呢？11.5S3C2410的看門(mén)狗控制器編程步驟11.5.1初始化看門(mén)狗控制器11.5.1.1時(shí)鐘設(shè)置、輸出類型設(shè)置：給 WTCON相應(yīng)位賦值；11.5.1.2計(jì)數(shù)器初始值設(shè)定：給 WTCNT相應(yīng)位賦值；11.5.1.3數(shù)據(jù)寄存器賦值：給 WTDAT相應(yīng)位賦值；11.5.2如果把看門(mén)狗作為一個(gè)普通的定時(shí)器使用， 還必須把看門(mén)狗定時(shí)中斷處理程序填入中斷向量表中，并把相關(guān)的中斷控制寄存器初始化；11.5.3使能看門(mén)狗控制寄存器：給 WTCON相應(yīng)位賦值9/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)PWM定時(shí)器12.1構(gòu)成12.1.1S3C2410芯片內(nèi)部擁有個(gè)16位的Timer部件12.1.2具有脈寬調(diào)制（pwm）功能，具有PWM脈沖輸出引腳；12.1.3僅作定時(shí)器用，不具有PWM功能，沒(méi)有輸出引腳；12.1.4有一個(gè)死區(qū)（deadzone）發(fā)生器。答案：12.212.2.1每個(gè)Timer部件所需的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)均需系統(tǒng)提供的pclk時(shí)鐘兩次“變速”（預(yù)分頻和再分頻）所得。12.2.2Timer0、Timer1共享一個(gè)8位的預(yù)分頻器，共享一個(gè)4位的再分頻器；12.2.3Timer2、Timer3、Timer4共享另一個(gè)8位預(yù)分頻器，共享另外一個(gè)4位的再分頻器；12.35個(gè)Time部件最核心的東西是一個(gè)答案：12.4請(qǐng)描述S3C2410PWMTimer的操作答案：13 S3C2410啟動(dòng)代碼分析10/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)13.1安裝中斷向量表： 保證異常中斷發(fā)生時(shí)能夠正確執(zhí)行中斷處理程序；13.2初始化硬件13.2.1關(guān)閉看門(mén)狗：防止處理器不斷復(fù)位13.2.2屏蔽所有中斷： 避免在啟動(dòng)過(guò)程中意外觸發(fā)中斷13.2.3初始化時(shí)鐘和 PLL：為ARM920T內(nèi)核及片內(nèi)外設(shè)提供不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)13.2.4初始化存儲(chǔ)系統(tǒng)： 使處理器能夠正常讀寫(xiě)外部存儲(chǔ)設(shè)備13.3初始化系統(tǒng)堆棧： 為處理器提供不同工作模式下相應(yīng)的堆?？臻g13.4初始化應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境： 完成重定位及 ZI段數(shù)清零13.5跳轉(zhuǎn)至主函數(shù)： 執(zhí)行用戶程序一、填空題1.ARM的完整拼寫(xiě)形式為，ARM處理器內(nèi)部正在執(zhí)行的指令和正在預(yù)取的指令相差條指令。2.ARM處理器的arm狀態(tài)以外的狀態(tài)的指令的長(zhǎng)度為位。3.ARM三種最基本的尋址方式中，最快尋址方式是。異步串行通信數(shù)據(jù)格式的特點(diǎn)是一個(gè)字符一個(gè)字符的傳輸，并且傳送一個(gè)字符時(shí)總是以起始位開(kāi)始，以停止位結(jié)束，其中起始位的邏輯值為 ，停止位的邏輯值為，空閑位的邏輯值為。5.S3C2410串口控制器中,串口0的波特率由寄存器設(shè)置，其值與時(shí)鐘信號(hào)PCLK、波特率Baud的關(guān)系式。6.S3C2410PWM定時(shí)器最核心的部件是，其初始值可以通過(guò)初始化編程設(shè)置。當(dāng)S3C2410看門(mén)狗的定時(shí)器溢出的時(shí)候，可能會(huì)產(chǎn)生兩路輸出和。8.S3C2410的RTC控制器的功能提供實(shí)時(shí)時(shí)間、、。9.APCS中規(guī)定子程序間傳遞參數(shù),參數(shù)個(gè)數(shù)少于等于4個(gè)時(shí),使用寄存器；參數(shù)個(gè)數(shù)多于4個(gè)時(shí)，使用。10.在ARM處理器中，寄存器間傳送數(shù)據(jù)的指令是，寄存器和內(nèi)存單元間傳送數(shù)據(jù)的指令是，寄存器和狀態(tài)寄存器間傳送數(shù)據(jù)的指令是。11.S3C2410是以ARM920T為處理器核的SOC，其芯片內(nèi)部的總線可以分為、，其中，看門(mén)狗控制器所連的總線為。12.偽操作import的作用是。偽操作“l(fā)drr0,=label”的含義是。11/14嵌入式系統(tǒng)原理 arm復(fù)習(xí)二、簡(jiǎn)答題1、ARM在哪些工作模式下可以修改 CPSR寄存器？2、ARM處理器共有七種工作模式，哪些工作模式屬于特權(quán)模式？哪些工作模式屬于異常模式？3、ARM處理器有哪些異常中斷？每種異常中斷的入口地址分別是什么？4、4.S3C2410中斷控制器相關(guān)特殊功能寄存器各有什么作用？5、中斷發(fā)生時(shí)，處理器硬件完成了哪些工作？程序員需要完成那些工作？6、查詢方式使用串口時(shí)，由哪個(gè)寄存器判斷發(fā)送器是否空閑以及接收器是否收到數(shù)據(jù)？7、FCLK、PCLK、HCLK、UCLK分別為哪些部件提供工作時(shí)鐘？8、PWM定時(shí)器中斷信號(hào)傳遞到內(nèi)核涉及哪些寄存器的配置？9、PWM定時(shí)器輸出信