ARM嵌入式知識點(diǎn)

ARM嵌入式1.ARM處理器支持的協(xié)處理器的數(shù)量最多可達(dá)16個(gè)ARM7處理器的指令流水線的級數(shù)是3ARM處理器的CPSR寄存器中，用于禁止FIQ的位是F位2.DCQ用于分配字存儲單元的偽操作3.在ATPCS中規(guī)定的數(shù)據(jù)棧類型是滿遞減類型S3C2410A處理器的核是ARM920T4.可以實(shí)現(xiàn)ARM處理器的工作狀態(tài)切換的指令是BXARM處理器內(nèi)部寄存器數(shù)目是375.在ARM體系結(jié)構(gòu)的異常中，優(yōu)先級最高的是復(fù)位在ARM9系列處理器的ARM指令中，不具備的指令是移位指令6.嵌入式系統(tǒng)并不是只能使用ARM處理器ARM處理器是典型的CISC處理器7.當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，ARM處理器不會自動切換到ARM工作狀態(tài)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，計(jì)算結(jié)果的正確性并不是只依賴于計(jì)算結(jié)果的邏輯正確性8.并不是所有的ARM7系列處理器都不能運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的Linux系統(tǒng)9.ARM處理器的ARM指令的存儲地址的低2位不是0ARM指令集10.中的MOV指令并不可以將任意的32位立即數(shù)傳送到指令中制定的目的寄存器中11.ARM9系列處理器不是執(zhí)行ARMv9架構(gòu)指令的處理器ARM處理器有5個(gè)SPRS寄存器12.ARM系統(tǒng)完成IO功能的標(biāo)準(zhǔn)方法是使用存儲器映射IO在ARM處理器中，CPSR寄存器的T位為0時(shí)，處理器工作在ARM工作狀態(tài)，T位為1時(shí)，處理器工作在Thumb工作狀態(tài)ARM處理器支持7種工作模式，其中特權(quán)模式有6種，異常模式有5種13.ARM處理器有多個(gè)通用寄存器，其中寄存器R15用作PC寄存器R13通常用作SP在ARM匯編語言程序中，用于指定程序入口點(diǎn)的偽操作是ENTRY14.在ARM體系結(jié)構(gòu)支持兩種存儲字?jǐn)?shù)據(jù)的存儲模式，分別是大端模式和小端模式15.在ARM處理器支持的數(shù)據(jù)類型有字節(jié)半字字16.在ARM處理器的算法指令中，當(dāng)運(yùn)算中產(chǎn)生借位時(shí)，C標(biāo)志位為0。其他情況下C標(biāo)志位為117.寫一個(gè)ARM指令，完成R0=R2*4-R3并設(shè)置條件標(biāo)志的操作RSBSR0，R3,R2,LSL#218.假設(shè)ARM處理器工作在系統(tǒng)模式下，編寫一個(gè)ARM匯編語言程序段，實(shí)現(xiàn)禁止IRQ中斷的功能。要求，只實(shí)現(xiàn)禁止IRQ中斷的功能，不能影響ARM處理器的工作狀態(tài)，工作模式和條件模式19.下面給出一個(gè)C語言程序段，其中變量a,b為無符號整形變量。A用R0替代，b用R1替代，寫一個(gè)ARM匯編語言程序的ARM指令實(shí)現(xiàn)這個(gè)C語言程序段的功能If(a>=b)a=a+1Elseb=b+1CMPR0,R1;ADDHIR0,R0,#1;ADDLSR1,R1,#1;局部變量的存儲方式一般是_動態(tài)__存儲，全局變量一般是__靜態(tài)__存儲。局部變量的存儲方式一般是_動態(tài)__存儲，全局變量一般是__靜態(tài)__存儲。在ARM微處理器中，堆?？煞譃閮煞N堆棧，即滿棧和空棧。偽指令和位操作只在匯編過程中起作用。在ARM32位機(jī)中C語言常用的基本整型int在內(nèi)存單元中占4個(gè)字節(jié)。依據(jù)程序編譯器的不同int定義的字節(jié)數(shù)不同。常用的單片機(jī)編譯器，51類單片機(jī)的C語言中，int代表2個(gè)byte（16位）；如果是32位ARM處理器的C語言中，則int代表4個(gè)byte(32位)在C語言的庫函數(shù)中，求字符串長度的函數(shù)是什么（strlen()函數(shù)）。23、指令A(yù)DDR0，R1，R1，LSL#1完成什么操作？(加法操作R1+2R1-->R0。把R1中的內(nèi)容擴(kuò)大3倍后送給R0。)指令MVNR0，#4執(zhí)行的結(jié)果？(0xFFFFFFFB)25、指令LDRR0，[R1，#8]實(shí)現(xiàn)的功能？(把基址R1的內(nèi)容加上位移量8后所指的存儲單元的內(nèi)容送到寄存器R0中)分析下列指令是否正確。MOVR0，#0x8FFA0×（#0x8FFA0不合法的8位位圖）STRBR2，(R3，#8)×（[R3，#8]）MULR1，R2，#8×（#8立即數(shù)不能作為乘法指令的任何操作數(shù)）LDRR0，[R1]，R2，LSL#2√SWPR0，R1，R2×（[R2]）判斷合法立即數(shù)的方法。（8位位圖，即把一個(gè)8位的常數(shù)通過循環(huán)右移偶數(shù)位得到的8位常數(shù)）LDRR0,[R1,#9]的源操作數(shù)（變/基址尋址）與目的操作數(shù)（寄存器尋址）的尋址方式。ARM處理器的指令集(ARM指令集、Thumb指令集)有哪些6大類？是否包含除法指令?ARM處理器的ARM指令集有：跳轉(zhuǎn)指令，數(shù)據(jù)處理指令，程序狀態(tài)寄存器訪問指令，加載/存儲型指令，協(xié)處理器指令，異常產(chǎn)生指令。32、當(dāng)處理器發(fā)生異常后，ARM處理器執(zhí)行的操作。(異常出現(xiàn)后，強(qiáng)制從異常類型對應(yīng)的固定存儲器地址（異常向量）開始執(zhí)行程序。異常模式分組的R14

和SPSR用于保存狀態(tài)。)1、“嵌入型”、“專用性”與“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的3個(gè)基本要素。2、嵌入式系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)：嵌入式系統(tǒng)硬件平臺、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。3、ARM微處理器選型時(shí)應(yīng)考慮的主要問題：①ARM微處理器內(nèi)核的選擇②系統(tǒng)的工作頻率③芯片內(nèi)存儲器的容量④片內(nèi)外圍電路的選擇4、交叉編譯是某機(jī)器中執(zhí)行的程序代碼不是在本機(jī)編譯生成，而是由另一臺機(jī)器編譯生成，一般把前者稱為目標(biāo)機(jī)，后者稱為主機(jī)。5、采用交叉編譯原因在于，多數(shù)嵌入式目標(biāo)系統(tǒng)不能提供足夠的資源供編譯過程使用，因而只好將編譯過程轉(zhuǎn)移到高性能的主機(jī)中運(yùn)行，這就需要在強(qiáng)大的PC機(jī)上建立一個(gè)用于目標(biāo)機(jī)的交叉編譯環(huán)境。6、S3C2410A處理器的電源管理模式S3C2410A電源管理模塊能設(shè)置為4種模式：普通模式、低速模式、空閑模式以及掉電模式。普通模式：時(shí)鐘模塊向S3C2410A的CPU和所有外設(shè)提供時(shí)鐘信號。在這種模式下，在所有外設(shè)都打開的情況下功耗最大。但是它允許用戶通過軟件控制外設(shè)的運(yùn)轉(zhuǎn)，例如：如果一個(gè)定時(shí)器不需要用到，用戶可以斷開提供給該定時(shí)器的時(shí)鐘來減少能量消耗。低速模式：也叫無PLL模式。與普通模式不同，低速模式不使用S3C2410A的PLL而直接使用外部時(shí)鐘(XTIpll或EXTCLK)。在這種模式下，能量消耗僅僅依賴于外部時(shí)鐘，來自于PLL的能量消耗排除在外?？臻e模式：時(shí)鐘模塊只斷開CPU的時(shí)鐘FCLK，而向所有其他的外設(shè)提供時(shí)鐘源。在空閑模式下，功耗為普通模式－來自于CPU內(nèi)核的能量消耗。任何向CPU發(fā)出的中斷請求都可將系統(tǒng)從空閑模式下喚醒。掉電模式：時(shí)鐘模塊斷開內(nèi)部電源。所以在這種模式下，除內(nèi)部喚醒邏輯外，CPU和內(nèi)部其他邏輯都沒有能量消耗。為了讓掉電模式能正常啟動，時(shí)鐘模塊提供了兩個(gè)各自獨(dú)立的電源。其中一個(gè)喚醒邏輯的工作電源，另外一個(gè)是用于CPU和內(nèi)部其他的內(nèi)部邏輯可控制開啟和關(guān)閉的工作電源。在掉電模式下，第二個(gè)電源(CPU和其他內(nèi)部邏輯的工作電源)被關(guān)閉。通過EINT[15:0]或RTC報(bào)警中斷能從掉電模式下喚醒。嵌入式Linux內(nèi)核移植涉及如下工作①編寫針對指定處理器的代碼。內(nèi)核中關(guān)于任務(wù)調(diào)度、中斷處理等的代碼要根據(jù)不同的處理器類型重新編寫。②編寫針對指定硬件平臺的引導(dǎo)和初始化代碼。基于同樣的處理器，由于硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的不同，或者操作系統(tǒng)裝載器的不同，需要實(shí)現(xiàn)有針對性的引導(dǎo)和初始化代碼。③編寫針對特定外設(shè)的設(shè)備驅(qū)動程序代碼。8、Linux內(nèi)核中包含的同步機(jī)制有：原子操作、信號量、讀寫信號量、自旋鎖、大內(nèi)核鎖、讀寫鎖、讀復(fù)制鎖等。實(shí)驗(yàn)：匯編語言與C語言的混合編程實(shí)驗(yàn)PRESERVE8IMPORTmainEXPORTReset_HandlerAREARESET，CODE，READONLYENTRYCODE32Reset_HandlerLDRSP，=0x40001000BLmainHalt_LoopBHaltLoopENDEXPORTresultEXPORTasm_strcpyIMPORTcfunIMPORTsumAREAASMFILE,CODE,READONLYasm_strcpyMVNR2,#0LOOPLDRBR4,[R0],#1STRBR4,[R1],#1ADDR2,R2,#1CMPR4,#0BNELOOPSTMFDSP!,{R2,LR}MOVR0,#5BLcfunLDRR1,=sumSTRR0,[R1]LDMFDSP!,{R2,LR}MOVR0,R2MOVPC,LRAREADATASPACE,DATA,READWRITEresultDCD0ENDintcfun(intn);externunsignedintasm_strcpy(constchar*src,char*dest);intcfun(intn){ints,a;__asm{movs,#0mova,#1repeat:adds,s,aadda,a,#1cmpa,nblerepeat}returns;}externunsignedintresult;intsum;intmain(){char*a="abcdefgh";charb[32];result=asm_strcpy(a,b);return0;}異常處理模式1.SWI指令，即softwareinterrupt軟件中斷指令。該指令產(chǎn)生一個(gè)SWI異常，處理器模式改變?yōu)楣芾砟Ｊ?，CPSR寄存器保存到管理模式下的SPSR寄存器，并且跳轉(zhuǎn)到SWI向量。通過SWI異常中斷，用戶模式的應(yīng)用程序可以調(diào)用系統(tǒng)模式下的代碼。在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，通常使用SWI異常中斷為用戶應(yīng)用程序提供系統(tǒng)幫助。2.在ARM工作狀態(tài)下，SWI指令中包含一個(gè)24位的立即數(shù)；在THUMB工作狀態(tài)下，SWI指令中包含一個(gè)8位的立即數(shù)。這個(gè)立即數(shù)指示了用戶請求的特定的SWI功能，SWI異常中斷處理程序要讀取該24位或8位的立即數(shù)，這涉及SWI異常模式下對寄存器LR的讀取，并且要從存儲器讀取SWI指令。這樣就需要用匯編語言來實(shí)現(xiàn)。3.從程序中讀取ARM工作狀態(tài)下的SWI指令（包括后面的24位立即數(shù)）：LDRR0,[LR,#-4]得到SWI指令中的24位立即數(shù)：BICR0,R0,#0xFF000000。從程序中讀取THUMB工作狀態(tài)下的SWI指令（包括后面的8位立即數(shù)）：LDRHR0,[LR,#-2]得到SWI指令中的8位立即數(shù)：BICR0,R0,#0xFF00。ARM指令集編程實(shí)驗(yàn)在程序中，對一個(gè)大于0的整數(shù)N，完成1+2+3?（N－1）+N的累加值計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果保存到內(nèi)存中。NEQU7AREARESET,CODE,READONLYENTRYSTARTLDRR3,=NMOVR0,#0MOVR1,#1REPEATADDR0,R0,R1ADDR1,R1,#1CMPR1,R3BLEREPEATLDRR2,=RESULTSTRR0,[R2]HEREBHEREAREADataspace,DATA,READWRITERESULTDCD0ENDTHUMB工作狀態(tài)下的主程序中為R3寄存器寫入一個(gè)大于0的整數(shù)N，接下來調(diào)用子程序，在子程序中完成1+2+3??(N-1)+N的累加計(jì)算NEQU10AREARESET,CODE,READONLYENTRYCODE32LDRR3,=NBLARM_MULLDRR0,=THUMB_CODE+1BXR0HEREBHEREARM_MULCMPR3,#0BLEARM_MUL_ENDMOVR0,#0MOVR1,#1MOVR2,R1REPEAT_MULMULR0,R2,R1MOVR2,R0ADDR1,R1,#1CMPR1,R3BLEREPEAT_MULLDRR4,=RESULT_MULSTRR0,[R4]ARM_MUL_ENDMOVPC,LRCODE16THUMB_CODELDRR3,=NBLTHUMB_SUMLDRR0,=HEREBXR0THUMB_SUMCMPR3,#0BLETHUMB_SUM_ENDMOVR0,#0MOVR1,#1REPEAT_SUMADDR0,R1ADDR1,#1CMPR1,R3BLEREPEAT_SUMLDRR4,=RESULT_SUMSTRR0,[R4]THUMB_SUM_ENDMOVPC,LRALIGNAREADataspace,DATA,READWRITERESULT_MULDCD0RESULT_SUMDCD0END嵌入性，專用性，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的3個(gè)基本要素。1選擇ARM處理器時(shí)應(yīng)考慮的問題：ARM微處理器內(nèi)核的選擇，系統(tǒng)的工作頻率，芯片內(nèi)存儲器的容量，片內(nèi)外圍電路的選擇2什么是交叉編譯？交叉編譯就是某機(jī)器中執(zhí)行的代碼不是在本機(jī)器生成而是由另一臺機(jī)器編譯生成，前者稱為目標(biāo)機(jī)，后者稱為主機(jī)。3采用交叉編譯的原因：多數(shù)嵌入式目標(biāo)系統(tǒng)不能提供足夠的資源供編譯過程使用，因而只好將編譯過程轉(zhuǎn)移到高性能的主機(jī)中進(jìn)行，這就需要在強(qiáng)大的PC上建立一個(gè)用于目標(biāo)機(jī)的交叉編譯環(huán)境。4內(nèi)核移植的涉及工作：編寫針對特定處理器的代碼，編寫針對特定硬件平臺的引導(dǎo)和初始化代碼，編寫針對特定外設(shè)的設(shè)備驅(qū)動程序代碼。5P320Linux內(nèi)核中包含的同步機(jī)制有：原子操作、信號量、讀寫信號量、自旋鎖、大內(nèi)核鎖、讀寫鎖、讀復(fù)制更新和順序鎖等?；卮餞humb指令集與ARM指令集的區(qū)別：1跳轉(zhuǎn)指令2數(shù)據(jù)處理指令3單寄存器加載和存儲指令4批量寄存器加載和存儲指令5Thumb指令集沒有包含進(jìn)行異常處理時(shí)需要的一些指令，因此在異常中斷時(shí)需要ARM指令。寫一條ARM指令，完成R0=R2x4-R3并設(shè)置條件標(biāo)志的操作。RSBR0，R3，R2，LSL#2編寫ARM匯編語言程序段，用最少的ARM指令實(shí)現(xiàn)這個(gè)C語言程序段的功能C語言：If（a>=b）a+1;elseb+1;ARM匯編語言：CMPR0,R1；ADDCSR0,R0，#1；ADDCCR1,R1，#1；1回答嵌入式系統(tǒng)的定義以應(yīng)用為中心，以微電子技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)硬件軟件的協(xié)同性與整合性，軟件硬件可剪裁i的，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗和應(yīng)用環(huán)境有等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2回答ARM微處理器的特點(diǎn)。1體積小、低功耗、低成本、高性能；2支持Thumb/ARM雙指令集，能很好地兼容8位/16位器件；3大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；4大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；5尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高；6指令長度固定3嵌入式的硬件平臺由哪些部分組成？嵌入式硬件平臺是以嵌入式處理器為核心，由存儲器、I/O單元電路、通信模塊、外部設(shè)備等必要的輔助接口組成。4硬件抽象層接口的定義和代碼設(shè)計(jì)有哪些特點(diǎn)？硬件抽象層具有與硬件的密切相關(guān)性；硬件抽象層具有與操作系統(tǒng)無關(guān)性；接口定義的功能應(yīng)包含硬件或系統(tǒng)所需硬件支持的功能；定義簡單明了，太多接口函數(shù)會增加軟件模擬的復(fù)雜性；可測性的接口設(shè)計(jì)有利于系統(tǒng)的軟硬件測試和集成1.ARM9處理器的工作狀態(tài)：ARM狀態(tài)，Thumb狀態(tài)2.敘述ARM9處理器的內(nèi)部寄存器結(jié)構(gòu)，并分別說明R13,R14,R15寄存器的作用ARM處理器共有37個(gè)寄存器，被分成若干個(gè)組（BANK），包括1個(gè)通用寄存器和6個(gè)狀態(tài)寄存器。R13長用作堆棧指針，可保證異常發(fā)生后程序的正常執(zhí)行；R14為子程序鏈接寄存器或鏈接寄存器LR，用于保存子程序的返回地址；R15用作程序計(jì)數(shù)器（PC）加載存儲指令可以分為：單一數(shù)據(jù)加載/存儲指令、批量數(shù)據(jù)加載/存儲指令以及數(shù)據(jù)交換指令3類。3.ARM體系結(jié)構(gòu)有幾種方法存儲數(shù)據(jù)？具體含義是什么？大端格式：字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲在地地址中，低字節(jié)存儲在高地址中；小端格式：地地址中存放字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)，高地址存放字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)ARM處理器的工作模式有哪些？7種運(yùn)行模式：1用戶模式（usr）：Arm處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài)；2快速中斷模式（fiq）：用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道處理；3外部中斷模式（irq）：用于通用的中斷處理；4管理模式（svc）：操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式；5數(shù)據(jù)訪問終止模式（abt）：當(dāng)數(shù)據(jù)或指令預(yù)取終止時(shí)進(jìn)入該模式，可用于虛擬存儲及存儲保護(hù)；6系統(tǒng)模式（sys）：運(yùn)行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)；7未定義指令終止模式（und）：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。除用戶模式外的其余6種為非用戶模式或特權(quán)模式，除用戶模式和系統(tǒng)模式外的其他5種模式稱為異常模式。8.ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常類型有哪些？并敘述各種異常的向量地址。9.請敘述處理器如何實(shí)現(xiàn)ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)的切換。進(jìn)入Thumb狀態(tài)：當(dāng)操作數(shù)寄存器狀態(tài)為（位0）為1時(shí)，執(zhí)行BX指令使處理器從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)；處理器出于Thumb狀態(tài)發(fā)生異常，異常處理返回時(shí)自動切換到Thumb狀態(tài)；進(jìn)入ARM狀態(tài)：當(dāng)操作數(shù)寄存器狀態(tài)位為0時(shí)，執(zhí)行BX指令使處理器從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)；此外處理器進(jìn)行異常處理時(shí)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，也可切換到Arm狀態(tài)。10.S3C2410A芯片外部可尋址的存儲空間是多少？S3C2440A芯片外部可尋址存儲空間是1GB，被分成8個(gè)存儲塊，每塊128MB11.2S3C2410A芯片有幾個(gè)GPIO引腳？分別是什么？分幾組？每組包括幾個(gè)？S3C2440A芯片的9個(gè)GPIO端口是：端口A（GPA）有23個(gè)輸出引腳的端口。端口B（GPB）有11個(gè)輸入輸出引腳的端口。端口C（GPC）有16個(gè)輸入輸出引腳的端口.端口D（GPD）有16個(gè)輸入輸出引腳的端口端口E（GPE）有16個(gè)輸入輸出引腳的端口端口F（GPF）有8個(gè)輸入輸出引腳的端口端口G（GPG）有16個(gè)輸入輸出引腳的端口端口H（GPH）有11個(gè)輸入輸出引腳的端口端口J（GPJ）有13個(gè)輸入輸出引腳的端口12.3S3C2410A中的重大控制器可以從多少個(gè)中斷源接收中斷請求？S3C2440A中的中斷控制器可以從6