基于ARM架構(gòu)的嵌入式設(shè)計(jì)試題及答案

基于ARM架構(gòu)的嵌入式設(shè)計(jì)試題及答案姓名：____________________

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）

1.ARM架構(gòu)屬于以下哪種類型？

A.RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）

B.CISC（復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)）

C.VLIW（超長(zhǎng)指令字）

D.ILP（指令級(jí)并行）

2.ARM架構(gòu)中，以下哪種處理器是專為移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)的？

A.ARM11

B.Cortex-A9

C.Cortex-M0

D.Cortex-A15

3.以下哪個(gè)不是ARM架構(gòu)的尋址模式？

A.立即尋址

B.寄存器尋址

C.直接尋址

D.寄存器間接尋址

4.ARM指令集中，以下哪種指令用于實(shí)現(xiàn)加法操作？

A.ADD

B.SUB

C.MUL

D.DIV

5.在ARM匯編中，以下哪個(gè)指令用于將一個(gè)值從內(nèi)存轉(zhuǎn)移到寄存器？

A.LDR

B.STR

C.MOV

D.CMP

6.以下哪種調(diào)試技術(shù)可以用來跟蹤ARM程序？

A.Post-mortem調(diào)試

B.Dynamic調(diào)試

C.Static調(diào)試

D.JTAG調(diào)試

7.在ARM處理器中，以下哪個(gè)寄存器用于存儲(chǔ)程序計(jì)數(shù)器？

A.R15

B.R14

C.R13

D.R12

8.ARM架構(gòu)支持以下哪種中斷模式？

A.單級(jí)中斷

B.雙級(jí)中斷

C.三級(jí)中斷

D.四級(jí)中斷

9.在ARM處理器中，以下哪個(gè)指令用于實(shí)現(xiàn)分支操作？

A.B

B.BL

C.BX

D.BXY

10.以下哪種技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)ARM處理器的低功耗？

A.休眠模式

B.空閑模式

C.睡眠模式

D.停止模式

答案：

1.A

2.C

3.C

4.A

5.A

6.D

7.A

8.B

9.A

10.B

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共10題）

1.ARM架構(gòu)的特點(diǎn)包括哪些？

A.32位和64位指令集

B.高效的流水線設(shè)計(jì)

C.支持虛擬內(nèi)存

D.內(nèi)置內(nèi)存管理單元

E.支持多任務(wù)處理

2.以下哪些是ARMCortex系列處理器的特點(diǎn)？

A.高性能

B.低功耗

C.支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

D.內(nèi)置圖形處理單元

E.支持多核設(shè)計(jì)

3.在ARM匯編中，以下哪些指令可以用于數(shù)據(jù)傳輸？

A.LDR

B.STR

C.MOV

D.CMP

E.ADD

4.以下哪些是ARM架構(gòu)的中斷處理機(jī)制？

A.中斷向量表

B.中斷優(yōu)先級(jí)

C.中斷嵌套

D.中斷屏蔽

E.中斷服務(wù)程序

5.以下哪些是ARM處理器中常用的寄存器？

A.R0-R15

B.SP（堆棧指針）

C.LR（鏈接寄存器）

D.PC（程序計(jì)數(shù)器）

E.CPSR（當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器）

6.在ARM處理器中，以下哪些技術(shù)可以用于提高代碼執(zhí)行效率？

A.指令預(yù)取

B.指令緩存

C.數(shù)據(jù)緩存

D.流水線技術(shù)

E.多級(jí)緩存

7.以下哪些是ARM處理器中常用的調(diào)試技術(shù)？

A.JTAG調(diào)試

B.GDB調(diào)試

C.ROM調(diào)試

D.Bootloader調(diào)試

E.Post-mortem調(diào)試

8.以下哪些是ARM處理器中常用的電源管理技術(shù)？

A.休眠模式

B.空閑模式

C.睡眠模式

D.停止模式

E.深度睡眠模式

9.在ARM處理器中，以下哪些是內(nèi)存保護(hù)機(jī)制？

A.頁面表

B.內(nèi)存保護(hù)單元

C.內(nèi)存映射

D.內(nèi)存訪問權(quán)限

E.內(nèi)存屏障

10.以下哪些是ARM處理器中常用的外設(shè)接口？

A.UART（通用異步收發(fā)傳輸器）

B.SPI（串行外設(shè)接口）

C.I2C（串行通信接口）

D.CAN（控制器局域網(wǎng)）

E.USB（通用串行總線）

答案：

1.A,B,C,D,E

2.A,B,C,D,E

3.A,B,C

4.A,B,C,D,E

5.A,B,C,D,E

6.A,B,C,D,E

7.A,B,C,D,E

8.A,B,C,D,E

9.A,B,C,D,E

10.A,B,C,D,E

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.ARM架構(gòu)的處理器只支持32位指令集。（×）

2.ARMCortex-A系列處理器是ARM架構(gòu)中性能最高的處理器系列。（√）

3.在ARM匯編中，所有的數(shù)據(jù)傳輸指令都需要使用寄存器作為中間媒介。（√）

4.ARM處理器的中斷優(yōu)先級(jí)可以通過編程來設(shè)置。（√）

5.ARM處理器的寄存器R13通常用作堆棧指針。（√）

6.ARM處理器中的流水線技術(shù)可以提高指令執(zhí)行速度。（√）

7.ARM處理器的JTAG接口只能用于調(diào)試目的。（×）

8.ARM處理器支持硬件虛擬化技術(shù)。（√）

9.ARM處理器中的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制可以防止程序?qū)?nèi)存的非法訪問。（√）

10.ARM處理器的外設(shè)接口通常通過AHB（高級(jí)微控制器總線）進(jìn)行連接。（√）

答案：

1.×

2.√

3.√

4.√

5.√

6.√

7.×

8.√

9.√

10.√

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共6題）

1.簡(jiǎn)述ARM架構(gòu)中Cortex-M系列處理器的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

2.解釋ARM匯編指令中的“偽指令”是什么，并舉例說明。

3.描述ARM處理器中中斷優(yōu)先級(jí)寄存器（IPR）的作用和設(shè)置方法。

4.說明ARM處理器中流水線技術(shù)的原理及其對(duì)性能提升的影響。

5.簡(jiǎn)要介紹ARM處理器中的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，包括內(nèi)存訪問權(quán)限和內(nèi)存映射。

6.討論ARM處理器中的電源管理技術(shù)，包括休眠模式、空閑模式和停止模式，以及它們?cè)诘凸脑O(shè)計(jì)中的作用。

試卷答案如下

一、單項(xiàng)選擇題答案及解析思路

1.A解析：ARM架構(gòu)是一種RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）架構(gòu)，以指令簡(jiǎn)潔、執(zhí)行速度快著稱。

2.C解析：Cortex-M系列處理器是ARM專為微控制器設(shè)計(jì)的系列，具有低功耗和低成本的特點(diǎn)。

3.C解析：ARM架構(gòu)的尋址模式包括立即尋址、寄存器尋址、直接尋址和寄存器間接尋址，但不包括直接尋址。

4.A解析：ADD指令是ARM指令集中用于執(zhí)行加法操作的基本指令。

5.A解析：LDR指令用于將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)加載到寄存器中。

6.D解析：JTAG調(diào)試是一種常用的嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)，通過JTAG接口與處理器通信。

7.A解析：R15寄存器是ARM架構(gòu)中的程序計(jì)數(shù)器，用于存儲(chǔ)下一條指令的地址。

8.B解析：ARM處理器支持雙級(jí)中斷，包括外部中斷和內(nèi)部中斷。

9.A解析：B指令用于無條件分支到指定的地址，實(shí)現(xiàn)程序的跳轉(zhuǎn)。

10.B解析：ARM處理器通過睡眠模式實(shí)現(xiàn)低功耗，當(dāng)系統(tǒng)不需要執(zhí)行操作時(shí)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

二、多項(xiàng)選擇題答案及解析思路

1.A,B,C,D,E解析：ARM架構(gòu)的特點(diǎn)包括指令集的精簡(jiǎn)、高效的流水線設(shè)計(jì)、支持虛擬內(nèi)存、內(nèi)置內(nèi)存管理單元和多任務(wù)處理能力。

2.A,B,C,D,E解析：Cortex系列處理器具有高性能、低功耗、支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、內(nèi)置圖形處理單元和多核設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。

3.A,B,C解析：LDR、STR和MOV指令都可以用于數(shù)據(jù)在寄存器和內(nèi)存之間的傳輸。

4.A,B,C,D,E解析：ARM架構(gòu)的中斷處理機(jī)制包括中斷向量表、中斷優(yōu)先級(jí)、中斷嵌套、中斷屏蔽和中斷服務(wù)程序。

5.A,B,C,D,E解析：ARM處理器中常用的寄存器包括通用寄存器R0-R15、堆棧指針SP、鏈接寄存器LR、程序計(jì)數(shù)器PC和當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR。

6.A,B,C,D,E解析：指令預(yù)取、指令緩存、數(shù)據(jù)緩存、流水線技術(shù)和多級(jí)緩存都是提高ARM處理器代碼執(zhí)行效率的技術(shù)。

7.A,B,C,D,E解析：JTAG、GDB、ROM、Bootloader和Post-mortem調(diào)試都是ARM處理器中常用的調(diào)試技術(shù)。

8.A,B,C,D,E解析：休眠模式、空閑模式、睡眠模式和深度睡眠模式都是ARM處理器中常用的電源管理技術(shù)，用于降低功耗。

9.A,B,C,D,E解析：頁面表、內(nèi)存保護(hù)單元、內(nèi)存映射、內(nèi)存訪問權(quán)限和內(nèi)存屏障都是ARM處理器中的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制。

10.A,B,C,D,E解析：UART、SPI、I2C、CAN和USB都是ARM處理器中常用的外設(shè)接口，用于與外部設(shè)備通信。

三、判斷題答案及解析思路

1.×解析：ARM架構(gòu)的處理器既支持32位指令集也支持64位指令集。

2.√解析：Cortex-A系列處理器是ARM架構(gòu)中性能最高的處理器系列，廣泛應(yīng)用于高性能計(jì)算和移動(dòng)設(shè)備。

3.√解析：ARM匯編中的偽指令不是真正的機(jī)器指令，而是用于匯編器處理的指令，例如數(shù)據(jù)定義指令。

4.√解析：中斷優(yōu)先級(jí)寄存器（IPR）用于設(shè)置中斷的優(yōu)先級(jí)，通過編程可以調(diào)整中斷的優(yōu)先級(jí)順序。

5.√解析：ARM處理器的流水線技術(shù)通過將指令分解為多個(gè)階段，并在不同階段并行執(zhí)行，從而提高指令執(zhí)行速度。

6.×解析：JTAG接口不僅可以用于調(diào)試，還可以用于編程、驗(yàn)證和測(cè)試嵌入式系統(tǒng)。

7.√解析：ARM處理器支持硬件虛擬化技術(shù)，可以通過虛擬化擴(kuò)展處理器的能力。

8.√解析：內(nèi)存保護(hù)機(jī)制可以防止程序?qū)?nèi)存的非法訪問，保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

9.√解析：ARM處理器的外設(shè)接口通常通過AHB總線進(jìn)行連接，AHB是一種高性能的總線架構(gòu)。

四、簡(jiǎn)答題答案及解析思路

1.解析：Cortex-M系列處理器具有低功耗、高性能、實(shí)時(shí)處理能力和低成本等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、汽車電子、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。

2.解析：偽指令是匯編器特有的指令，不是真正的機(jī)器指令，用于告訴匯編器如何處理數(shù)據(jù)或者進(jìn)行一些預(yù)處理工作，例如數(shù)據(jù)定義指令。

3.解析：中斷優(yōu)先級(jí)寄存器（IPR）用于設(shè)置中斷的優(yōu)先級(jí)，通過編程可以設(shè)置每個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)中斷的優(yōu)先級(jí)