嵌入式系統(tǒng)課后答案整理版

第一章思考與練習(xí)1、 舉出3個書本中未提到的嵌入式系統(tǒng)的例子。答:紅綠燈控制，數(shù)字空調(diào),機(jī)頂盒2、 什么叫嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)：以應(yīng)用為中心、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。3、 什么叫嵌入式處理器？嵌入式處理器分為哪幾類？嵌入式處理器是為完成特殊的應(yīng)用而設(shè)計的特殊目的的處理器。嵌入式微處理器(EmbeddedMicroprocessorUnit,EMPU)嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)嵌入式DSP處理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP)嵌入式片上系統(tǒng)(SystemOnChip)4、 什么是嵌入式操作系統(tǒng)？為何要使用嵌入式操作系統(tǒng)？是一段在嵌入式系統(tǒng)啟動后首先執(zhí)行的背景程序，首先，嵌入式實時操作系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的可靠性。其次，提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。再次，嵌入式實時操作系統(tǒng)充分發(fā)揮了32位CPU的多任務(wù)潛力。第二章1、 嵌入式系統(tǒng)項目開發(fā)的生命周期分哪幾個階段？各自的具體任務(wù)是什么？項目的生命周期一般分為識別需求、提出解決方案、執(zhí)行項目和結(jié)束項目4個階段。識別需求階段的主要任務(wù)是確認(rèn)需求，分析投資收益比，研究項目的可行性，分析廠商所應(yīng)具備的條件。提出解決方案階段由各廠商向客戶提交標(biāo)書、介紹解決方案。執(zhí)行項目階段細(xì)化目標(biāo)，制定工作計劃，協(xié)調(diào)人力和其他資源；定期監(jiān)控進(jìn)展，分析項目偏差，采取必要措施以實現(xiàn)目標(biāo)。結(jié)束項目階段主要包括移交工作成果，幫助客戶實現(xiàn)商務(wù)目標(biāo)；系統(tǒng)交接給維護(hù)人員；結(jié)清各種款項。2、 為何要進(jìn)行風(fēng)險分析？嵌入式項目主要有哪些方面的風(fēng)險？在一個項目中，有許多的因素會影響到項目進(jìn)行，因此在項目進(jìn)行的初期，在客戶和開發(fā)團(tuán)隊都還未投入大量資源之前，風(fēng)險的評估可以用來預(yù)估項目進(jìn)行可能會遭遇的難題。需求風(fēng)險；時間風(fēng)險；資金風(fēng)險；項目管理風(fēng)險3、 何謂系統(tǒng)規(guī)范？制定系統(tǒng)規(guī)范的目的是什么？規(guī)格制定階段的目的在于將客戶的需求，由模糊的描述，轉(zhuǎn)換成有意義的量化數(shù)據(jù)。4、 何謂系統(tǒng)規(guī)劃？為何要做系統(tǒng)規(guī)劃系統(tǒng)規(guī)劃就是擬定一個開發(fā)進(jìn)程，使項目在合理的進(jìn)程范圍中逐漸建構(gòu)完成。其目地是讓客戶可以進(jìn)一步地掌握系統(tǒng)開發(fā)的進(jìn)程，并確定檢查點，以讓雙方確定項目是否如預(yù)期中的進(jìn)度完成。5、 為什么在項目結(jié)束前需要進(jìn)行項目討論？項目的討論一個項目進(jìn)行的反饋機(jī)制。通過這一個程序，項目團(tuán)隊的經(jīng)驗才可以被記錄下來，也就是說，這是一個撰寫項目歷史的過程。1、 ARM7TDMI中的T、D、M、I的含義是什么？64位乘法指令（帶M后綴的）、支持片上調(diào)試（帶D后綴的）、高密度16位的Thumb指令機(jī)擴(kuò)展（帶T后綴的）和EmbededICE觀察點硬件（帶I后綴的）2、 ARM7TDMI采用幾級流水線？使用何種存儲器編址方式？三級流水線（取指譯碼執(zhí)行）；使用了馮?諾依曼（VonNeumann）結(jié)構(gòu),指令和數(shù)據(jù)共用一條32位總線。3、 ARM處理器模式和ARM處理器狀態(tài)有何區(qū)別？處理器模式指的是處理器在執(zhí)行程序時在不同時刻所處的不同狀態(tài)，處理器狀態(tài)指的是處理器當(dāng)前所執(zhí)行的指令集。4、 分別列舉ARM的處理器模式和狀態(tài)。狀態(tài)：ARM狀態(tài) 32位，這種狀態(tài)下執(zhí)行的是字方式的ARM指令Thumb狀態(tài)16位，這種狀態(tài)下執(zhí)行半字方式的Thumb指令模式：用戶模式、快中斷模式、中斷模式、管理模式、中止模式、未定義模式和系統(tǒng)模式。5、PC和LR分別使用哪個寄存器?PC使用R15寄存器，LR使用R14寄存器6、R13寄存器的通用功能是什么？堆棧第四章1、基礎(chǔ)知識ARM7TDMI(-S)有幾種尋址方式？LORR1，［R0,#0x08］屬于哪種尋址方式？1.寄存器尋址；2.立即尋址；3.寄存器移位尋址；4.寄存器間接尋址；5.基址尋址；6.多寄存器尋址；7.堆棧尋址；8.塊拷貝尋址；9.相對尋址；LORR1，［R0，#0x08］屬于基址尋址。ARM指令的條件碼有多少個？默認(rèn)條件碼是什么？16條，默認(rèn)條件碼是AL。ARM指令中第二個操作數(shù)有哪幾種形式？舉例5個8位圖立即數(shù)。(1)立即數(shù)；(2)寄存器；(3)寄存器及移位常數(shù)；0x3FC(0xFFvv2)、0、0xF0000000(0xF0vv24)、200(0xC8)、0xF0000001(0x1Fvv28)。LDR/STR指令的偏移形式有哪4種？LDRB和LDRSB有何區(qū)別？(1)零偏移；(2)前索引偏移；(3)程序相對偏移；(4)后索引偏移。LDRB就是讀出指定地址的數(shù)據(jù)并存入指定寄存器，LDRSB讀出指定地址的數(shù)據(jù)，并高24位用符號位擴(kuò)展，再存入指定寄存器。請指出MOV指令與LDR加載指令的區(qū)別及用途。MOV將8位圖(pattern)立即數(shù)或寄存器(operand2)傳送到目標(biāo)寄存器(Rd),可用于移位運(yùn)算等操作。讀取指定地址上的存儲器單元內(nèi)容，執(zhí)行條件AL.CMP指令的操作是什么？寫一個程序，判斷R1的值是否大于0x30，是則將R1減去0x30。CMP指令將寄存器Rn的值減去operand2的值，根據(jù)操作的結(jié)果更新CPSR中的相應(yīng)條件標(biāo)志位，以便后面的指令根據(jù)相應(yīng)的條件標(biāo)志來判斷是否執(zhí)行。CMPR1,0x30SUBHIR1,R1,0x30

（7） 調(diào)用子程序是用B還是用BL指令？請寫出返回子程序的指令？BL指令用于子程序調(diào)用。MOVPC, R14（8） 請指出LDR偽指令的用法。指令格式與LDR加載指令的區(qū)別是什么？LDR偽指令用于加載32位的立即數(shù)或一個地址值到指定寄存器。第二個數(shù)為地址表達(dá)式。（9） ARM狀態(tài)與Thumb狀態(tài)的切換指令是什么？請舉例說明。BX指令，（10） Thumb狀態(tài)與ARM狀態(tài)的寄存器有區(qū)別嗎？Thumb指令對哪些寄存器的訪問受到一定限制？Thumb狀態(tài)下不能更新CPSR中的ALU狀態(tài)標(biāo)志。，Thumb指令對R8~R15寄存器訪問受限。（11） Thumb指令集的堆棧入棧、出棧指令是哪兩條？PUSHPOP（12） Thumb指令集的BL指令轉(zhuǎn)換范圍為何能達(dá)到±4MB?其指令編碼是怎樣的？Thumb采用兩條16位指令組合成22位半字偏移（符號擴(kuò)展為32位），使指令轉(zhuǎn)移范圍為±4MB。2有符號和無符號加法下面給出A和B的值，您可先手動計算A+B，并預(yù)測N、Z、V和C標(biāo)志位的值。然后修改程序清單4.1中RO、R1的值，將這兩個值裝載到這兩個寄存器中（使用LDR偽指令，如LDRR0,=0xFFFF0000），使其執(zhí)行兩個寄存器的加法操作。調(diào)試程序,每執(zhí)行一次加法操作就將標(biāo)志位的狀態(tài)記錄下來，并將所得結(jié)果與您預(yù)先計算得出的結(jié)果相比較。如果兩個操作數(shù)看作是有符號數(shù)，如何解釋所得標(biāo)志位的狀態(tài)？同樣，如果這兩個操作數(shù)看作是無符數(shù)，所得標(biāo)志位又當(dāng)如何理解？0xFFFF000F+ 0X0000FFF1結(jié)果：(0xFFFF000F+ 0X0000FFF1結(jié)果：( )3數(shù)據(jù)訪問0X7FFFFFFF+0x02345678()67654321+23110000()(A)(B)把下面的C代碼轉(zhuǎn)換成匯編代碼。數(shù)組a和b分別存放在以0x4000和0x5000為起始地址的存儲區(qū)內(nèi)，類型為Iong(即32位)。把編寫的匯編語言進(jìn)行編譯連接，并進(jìn)行調(diào)試。for(i=0;iv8;i++){a[i]=b[7-i];}第四章程序清單4.1寄存器相加；文件名：TESTI.S；功能：實現(xiàn)兩個寄存器相加；說明：使用ARMulate軟件仿真調(diào)試Examplel,CODE,READONLYAREAExamplel,CODE,READONLYENTRYCODE32START MOV R0，#0MOVR1，#10LOOP BL ADD_SUBADD_SUBB LOOPADD_SUBADDS R0，R0，R1MOV PC，LREND程序清單4.2讀取SMI立即數(shù)T_bitEQU0X20SWIHandlerSTMFD SP！，｛R0_R3,R12,MRS R0，SPSRSTMED SP！，｛R0｝TST R0,#T_bitLDRNEH R0，[LR，#_2]令碼（16位）BICNER0,R0,，#0xFF00；聲明代碼段Examplel；；聲明代碼段Examplel；標(biāo)識程序入口；聲明32位ARM指令；設(shè)置參數(shù)；調(diào)用子程序；跳轉(zhuǎn)到LOOP；R0=R0+R1；子程序返回；文件結(jié)束LR}；現(xiàn)場保護(hù)；讀取SPSR；保存SPSR；測試T標(biāo)志位；若是Thumb指令，讀取指；取得Thumb指令的8位立LDREQ RO,[LR,#_4] ；若是ARM指令，讀取指令碼（32位）BICEQ RO,RO,#OXffOOOOOO ；取得ARM指令的24位立即數(shù)LDMFDSP!,{R0_R3,R12,PC}；SWI異常中斷返回程序清單4.3使用IRQ中斷ENABLE_IRQMRSR0,CPSRBICR0,R0,#0x80MSRCPSR_C,R0MOVPC,LR程序清單4.4禁能IRQ中斷DISABLEJRQMRSR0CPSRORRR0,R0,#0x80MSRCPSR_C,R0MOVPC,LR程序清單4.5堆棧指令初始化INTSTACKWOV R0,LR ；保存返回地址；設(shè)置管理模式堆棧MSRCPSR_C,#0xD3LDRSP,stacksvc；設(shè)置中斷模式堆棧MSR CPSR_C,#0xD2LDR SP,Stacklrq程序清單4.6小范圍地址的加載ADR R0,DISP_TAB ；加載轉(zhuǎn)換表地址LDRB R1,[R0,R2] ；使用R2作為參數(shù)，進(jìn)行查表DISP_TABDCB OxCO,0xF9,0xA4,OxBO,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90程序清單4.7中等范圍地址的加載ADRLR,RETURNIADRLR1,Thumb_sub+1BXR1RETURNICODE16Thumb_subMOVR1,#10程序清單4.8加載32位立即數(shù)LDRR0,=IOPIN；加載GPIO的寄存器IOPIN的地址LDRR1,[R0]；讀取IOPIN寄存器的值LDRR0,=IOSETLDRR1,=0x00500500STRR1,[R0]；I0SET=0x00500500程序清單4.9軟件延時DELAYINOPNOPNOPSUBSbneR1,R1,#