嵌入式系统复习题2015

1.嵌入式系统的定义是什么？IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。国内定义：应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统特点，三要素：嵌入、专用、计算机（1）嵌入到对象体系中，有对象环境要求（2）软、硬件按对象要求裁减（3）实现对象的智能化功能2.什么是实时操作系统，如何分类？能够对外部事件做出及时响应的系统。响应时间要有保证。对外部事件的响应包括：（1）事件发生时要识别出来（2）在给定时间约束内必须输出结果实时操作系统必须有以下特征：（1）多任务（2）有线程优先级（3）多种中断级别实时操作系统又分为：（1）硬实时系统。对系统响应时间有严格的要求，如果系统响应时间不能满足，就会引起系统崩溃或致命的错误。（2）软实时系统：对系统响应时间有要求，但是如果系统响应时间不能满足，它并不会导致系统出现致命的错误或崩溃，只是降低系统的吞吐量。3.常见嵌入式操作系统有哪些？µC/OS-II：教学的免费、面向中小型嵌入式系统应用。Vxworks：美国WindRiver公司于1983年开发，具有可靠、实时、可裁减特性。WinCE：微软针对个人电脑以外的电脑产品所研发的嵌入式操作系统，CE为CustomerEmbedded的缩写Linux/µCLinux：免费、源码开放的操作系统，µclinux面向没有MMU的硬件平台。PalmOS：Com公司产品，在PDA市场占据很大份额，具有开放的操作系统应用程序接口(API)，可让用户灵活方便地定制操作系统。4.嵌入式系统开发一般采用什么模式？采用宿主机-目标机的交叉开发模式，需要交叉编译环境。5、ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S}含义是什么？x——系列号，例如ARM7中的“7”、ARM9中的“9”；y——内部存储管理/保护单元，例如ARM72中的“2”、ARM94中的“4”；z——内含有高速缓存Cache；T——技持16位的Thumb指令集；D——支持JTAG片上调试；M——支持用于长乘法操作（64位结果）的ARM指令，包含快速乘法器；I——带有嵌入式追踪宏单元ETM（EmbeddedTraceMacro），用来设置断点和观察点的调试硬件；E——增强型DSP指令（基于TDMI）；J——含有Java加速器Jazelle，与Java虚拟机相比，Java加速器Jazelle使Java代码运行速度提高了8倍，功耗降低到原来的80%；F——向量浮点单元；S——可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。这种源代码形式又可以被编译成一种易于EDA工具使用的形式6.ARM7TDMI和ARM920T的区别与联系是什么？ARM7TDMI和ARM920T的体系结构都是V4T，二者区别如下：ARM7TDMI采用的冯·诺依曼VonNeumann结构，三级流水线：取指，译码，执行。ARM920T采用哈佛（Harvard)结构，程序存储器与数据存储器分开，提供了较大的存储器带宽，采用五级流水线：取指，译码，执行，缓冲/数据，回写）7、ARMCortex系列处理器包括哪几个系列？Cotex-A、Cotex-R、Cotex-M三个系列，Cotex-A面向高端的复杂操作系统，Cotex-R面向需要运行实时操作系统来进行控制应用的系统，Cotex-M面向低成本高性能的嵌入式应用设计。8.ARM异常处理的流程是什么？(1)保存返回地址(2)保存当前状态寄存器CPSR的内容(3)设置当前状态寄存器CPSR中的相应位(4)转去执行中断处理程序(5)异常返回9.ARM异常的优先级如何划分？ARM异常的优先级从高到低分别是：复位、数据终止、FIQ、IRQ、欲取指令终止、未定指令和SWI10.什么是RISC，采用RISC结构的ＡＲＭ处理器有何特点？采用RISC结构的ＡＲＭ处理器特点：固定长度的指令格式，指令归整、简单、基本寻址方式有2～3种；使用单周期指令，便于流水线操作执行；大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率11.ARM7TDMI中的各字母的含义是什么？TDMI的基本含义为（对其它系列也适用）：T：支持16为压缩指令集ThumbD：支持片上DebugM：内嵌硬件乘法器MultiplierI：嵌入式ICE，支持片上断点和调试12.ARM处理器有几种工作模式和工作状态ARM处理器的两种工作状态：ARM状态和ＴＨＵＭＢ状态７种工作模式：(1)用户模式(usr)：ARM处理器正常的程序执行状态,大部分任务执行在这种模式。(2)快速中断模式(fiq)：当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式,用于高速数据传输或通道处理(3)外部中断模式(irq)：当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式。用于通用的中断处理(4)管理模式(svc)：当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式,供操作系统使用的一种保护模式。(5)中止模式（abt）：当存取异常时将会进入这种模式，用于虚拟存储及存储保护。(6)未定义模式（und）：当执行未定义指令时会进入这种模式，软件仿真硬件协处理器。(7)系统模式（sys）：供需要访问系统资源的操作系统任务使用，运行具有特权的操作系统任务13.ARM状态下分组寄存器R13，R14，R15的功能是什么？R13在ARM指令中常用作堆栈指针R14也称作子程序连接寄存器，保存子程序的返回地址R15用作程序计数器14.ARM异常处理的流程是什么？(1)保存返回地址(2)保存当前状态寄存器CPSR的内容(3)设置当前状态寄存器CPSR中的相应位(4)转去执行中断处理程序(5)异常返回15.ARM异常的优先级顺序是什么？ARM异常的优先级从高到低分别是：复位、数据终止、FIQ、IRQ、欲取指令终止、未定指令和SWI16.CPSR和SPSR各有什么功能？CPSR(当前程序状态寄存器)，CPSR可在任何运行模式下被访问，它包括条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志位，以及其他一些相关的控制和状态位。kSPSR（备份的程序状态寄存器），异常发生时，SPSR用于保存CPSR的值，从异常退出时则可由SPSR来恢复CPSR。17.什么叫小端存储格式，什么叫大端存储格式？小端存储格式：低字节存低地址，高字节存高地址大端存储格式：低字节存高地址，高字节存低地址18、读ARM指令ADDR3，R2，R1，LSR#2；R3←R2+(R1右移2位)ADDR3，R2，R1，LSRR0；R3←R2+(R1右移R0位)SUBR3，R2，R1，RRXR0；R3←R2-(R1带进位位循环右移R0位)LDRR0，[R1]；R0←[R1]STRR0，[R1]；[R1]←R0LDRR0，[R1，＃4]；R0←mem32[R1＋4]LDRR0，[R1，＃4]！；R0←mem32[R1＋4]；R1←R1＋4STRr0,[r1],#12；MEM32[r1]R0;R1-R1+12ADDSR3，R1，R2，LSL#2；R3＝R1+R22,修改CPSR的值ADDSR4，R0，R2；使用ADC实现64位加法ADCR5，R1，R3；(R5、R4)＝(R1、R0)+(R3、R2)RSBR3，R1，#0xFF00；R3＝0xFF00-R1RSBSR1，R2，R2，LSL#2；R1-R22-R2UMULLR0，R1，R5，R8；(R1,R0)R5×R8UMLALR0，R1，R5，R8;(R1,R0)R5×R8+(R1,R0)SMLALR2，R3，R7，R6；(R3,R2)R7×R6+(R3,R2)LDRr0,[r1];将R1地址中的值存到r0中LDRr1,[r2,#16];将(r2+16)地址中的内容存到r1中LDRr1,[r2],#4;将r2地址中的内容存到r1中,同时r2=r2+4STRr1,[r2];将r1中的值存到r2所指定的地址中STRr1,[r2,#-4];将r1中的值存到r2-4所指定的地址中STRr1,[r2],#4;将r1中的值存到r2所指定的地址中,同时r2=r2+4STRSBR0,[R1];将存储器地址为R1的有符号字节数据读入寄存器R0,并将R0的高24位清零LDRBR0,[R1];将存储器地址为R1的字节数据读入寄存器R0,并将R0的高24位清零LDRBR0,[R1,＃8];将存储器地址为R1+8的字节数据读入寄存器R0,并将R0的24位清零19、什么是前变址寻址方法，什么是后变址寻址方法？前变址法：基地址寄存器中的值和地址偏移量先作加减运算，生成的操作数作为内存访问的地址。后变址法：将基地址寄存器中的值直接作为内存访问的地址进行操作，内存访问完毕后基地址寄存器中的值和地址偏移量作加减运算，并更新基地址寄存器。20.ARM的LOAD/STORE指令有何功能，有哪几类？ARM微处理器用加载/存储（Load/Store）指令访问存储器，实现在寄存器和存储器之间传送数据，LOAD/STORE指分类：单字和无符号字节的加载／存储指令:ＬＤＲ／ＳＴＲ半字加载／存储指令:LDRH／STRH有符号字节加载／存储指令:LDRSB、LDRSH／STRSB、STRSH21.ARM逻辑运算指令各有什么功能AND指令可用于提取寄存器中某些位的值ORR指令用于将寄存器中某些位的值设置成1。BIC指令可用于将寄存器中某些位的值设置成0EOR指令可用于将寄存器中某些位的值取反21.ARM指令中的IA，IB，DA，DB，FD，ED，ＦＡ，ＥＡ分别是什么含义？LDM/STM的主要用途是现场保护、数据复制和参数传送等。其模式有如下8种（前面4种用于数据块的传输（为存储操作）,后面4种是堆栈操作:IA：先传、后地址加4；IB：先地址加4、后传；DA：先传、后地址减4；DB：先地址减4、后传；FD：满递减堆栈，先地址减4、后传，与DB对应；ED：空递减堆栈，先传、后地址减4，与DA对应；FA：满递增堆栈，先地址加4、后传，与IB对应；EA：空递增堆栈，先传、后地址加4，与IA对应22、分析下面指令执行的结果MOVR1，#0x9000MOVR0，#0x11MOVR2，#0x22MOVR3，#0x33MOVR4，#0x44MOVR5，#0x55STMDBR1!,{R0,R2-R5}23.设置CPSR进位C标志MRSR0,CPSR;R0CPSRORRR0,R0,#0x20000000;置1进位位CMSRCPSR_f,R0;CPSR_fR0[31:24]从管理模式切换到IRQ模式MRSR0,CPSR;R0CPSRBICR0,R0,#0x1f;低5位清零ORRR0,R0,#0x12;设置为IRQ模式MSRCPSR_c,R0;传送回CPSR24.ＡＲＭ软中断指令和断点中断指令是什么？SWI、BKPT25.常用的ARM开发编译环境有哪些？1、ADS/SDT、RealViewMDK等ARM公司推出的开发工具2、GNU26.ARM汇编语言的伪指令有几条，各有什么功能？ADR：小范围的地址读取伪指令。将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中ADRL：中等范围的地址读取伪指令。将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中，比ADR伪指令可以读取更大范围的地址。LDR：大范围的地址读取伪指令。用于加载32位立即数或一个地址值到指定的寄存器。NOP：空操作伪指令。27.ADS/SDT环境下常用伪操作的含义全局变量定义GCLA、GCLL及GCLS变量赋值伪操作SETA、SETL及SETS分配字节存储单元DCB分配半字存储单元DCW及DCWU分配字存储单元DCD及DCDU声明数据缓冲池LTORGAREA：定义一个代码段或数