嵌入式处理器课程复习参考习题-3(含答案)

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资源描述

一、判断1.嵌入式系统是看不见的计算机系统,其开发环境和运行环境一致。(×)2.PC机可包含在嵌入式系统中。(√)3.通常嵌入式系统是一个通用的计算平台,其软件是应用程序和操作系统两种软件的一体化程序。(×)4.嵌入式硬件系统的多样性不仅表现在嵌入式CPU的多样性、而且具有相同微处理器的硬件系统可能会有多种不同的外围电路。(√)5.嵌入式硬件系统的核心是嵌入式微处理器,其主要体系架构有SPARC、Pentium、Itanium等。(×)6.AMBA总线是片内总线,包括高速总线AHB和低速总线APB。(√)7.NandFlash是一种FlashMemory它既可以做主存也可做外存使用。(×)8.NorFlash是一种FlashMemory它既可以做主存也可做外存使用。(√)9.在ARMCPU模式中System模式与User模式的运行环境一样,但是它可以不受任何限制地访问任何资源。(√)10.在ARMCPU模式中除User模式外,其它模式都被称为特权模式,User模式可直接改变CPU的模式。(×)11.ARM处理器主要有两种工作状态:ARM和Thumb,ARM和Thumb之间状态的切换将影响CPU的模式或寄存器的内容。(×)12.ARM是32位嵌入式处理器,并可以进入16位运行模式,可支持大、小端数据格式(√)13.X86CPU的异常向量与ARMCPU的异常向量的区别是:在X86平台上,当有异常发生时CPU是到指定的向量地址读取要执行的程序的地址。而ARMCPU是到向量地址的地方读取指令,也就是ARM的向量地址处存放的是一条指令(一般是一条跳转指令)。(√)14.存储器映射编址是指I/O端口的地址与内存地址统一编址,即I/O单元与内存单元在同一地址空间。其优点是可采用丰富的内存操作指令访问I/O单元、无需单独的I/O地址译码电路、无需专用的I/O指令。(√)15.ARM的中断处理方式与X86是一致的,当中断发生时CPU是到指定的向量地址读取要执行的程序的地址。(×)16.AMBA中APB是低速总线,并可支持多个主单元。(×)17.在ARM的数据处理指令中使用立即数#0x101是合法的。(×)18.在CPSR中ARM处理器采用5位二进制位来表示处理器模式。(√)19.STRSB是带符号字节存储指令。(√)20.程序中可以通过MSR指令直接修改CPSR中的T位来实现ARM/Thumb状态的切换。(×)21.在C语言中可以通过关键字asm嵌入多条汇编语句。(√)22.交叉调试可以直接调试不同指令集的程序,不需要通过外部通信的方式来控制被调试程序。(×)23.ARM处理器的Thumb指令集是32位ARM指令集的一个子集,在执行前,通过芯片上的逻辑块,扩展为标准的32位ARM指令来运行。(√)24.ARM处理器是典型的CISC体系。(×)25.嵌入式软件一般情况下调试器和被调试程序运行在相同的计算机上。(×)26.ARM处理器有37个寄存器,9种运行模式。(×)27.如果ARM处理器运行在User模式下,则程序不能访问有些受保护的资源,但能通过异常的形式来改变CPU的当前运行模式。(√)28.异常和外部中断不能够引起ARM处理器工作模式的改变。(×)29.CPSR寄存器在所有的处理器模式下都是可以读/写的。(×)30.MIPS是一种很流行的RISC处理器。(√)31.交叉调试时,调试器和被调试程序运行在不同的计算机上。(√)二、单选或多选题1.嵌入式系统的特点是(A,B,C,D,E)(A)嵌入式系统通常是形式多样、面向特定应用的软硬件综合体;(B)嵌入式系统得到多种类型的处理器和处理器体系结构的支持;(C)嵌入式系统通常极其关注成本;(D)嵌入式系统有实时性和可靠性的要求;(E)嵌入式系统使用的操作系统一般是适应多种处理器、可剪裁、轻量型、实时可靠、可固化的嵌入式操作系统;(F)嵌入式系统开发不需要专门工具和特殊方法。2.精简指令集系统RISC(ReducedInstructionSetComputer)的特点是(B,C)(A)减少代码尺寸,增加指令的执行周期数(B)简单的寻址模式,仅允许LOAD和STORE指令存取内存,其它所有的操作都基于寄存器到寄存器(C)具有较多的寄存器(D)由硬件完成部分软件功能,硬件复杂性增加,芯片成本高3.嵌入式微处理器降低功耗的技术包括如下方面:(B,C,D)(A)提高工作电压(B)提供不同的时钟频率:通过软件设置(C)关闭暂时不使用的功能块(D)提供功耗管理机制4.8.ARMCPU在FIQ模式下使用的寄存器集合是(A)(A)PC,R14_fiqtoR8_fiq,R7toR0,CPSR,SPSR_fiq(B)PC,R14toR8,R7toR0,CPSR,SPSR_fiq(C)PC,R14_fiqtoR8_fiq,R7_fiqtoR0_fiq,CPSR,SPSR_fiq(D)PC,R14toR8,R7toR0,CPSR5.在ARM微处理器的AMBA总线结构中,AHB由(A,B,C,D)组成。(A)主单元(B)从单元(C)仲裁器(D)译码器(E)APB桥6.在ARM微处理器的AMBA总线结构中,APB桥具有以下(A,C,D)功能。(A)AHB的从单元(B)仲裁器(C)译码器(D)APB中主单元7.ARM有7种处理器模式和37个寄存器,所有模式共用的寄存器是(A)(A)R0-R7(B)R8-R13(C)R148.嵌入式处理器的特点有(A,B,D,E)(A)体积小(B)集成度高(C)可靠性低(D)功耗低(E)抗电磁干扰能力强9.ARM处理器的数据类型有(A,B,C)(A)字节型数据(B)半字数据类型(C)字数据类型(D)双字数据类型10.下列ARM处理器的寄存器中,有对应影子寄存器的寄存器是(D)(A)R0,R1(B)R0,R8(C)R8,R9(D)R8,R13(E)R9,R311.在基于嵌入式操作系统的应用系统中,其初始化工作通常包括(A,B,C,D,E)(A)板级初始化(B)系统初始化(C)创建所有应用任务所需资源(D)应用初始化(E)创建Idle任务12.ARM7系列内核采用了三级流水线的内核结构,其中PC指向(A)。(A)正在被预取的指令(B)正在执行的指令(C)正被译码的指令(D)正处于写回阶段的指令13.以下(C)不属于ARM处理器工作模式。(A)未定义模式(B)中断模式(C)超级模式(D)管理模式14.在CPSR中,条件位N=0表示(B)。(A)结果为负(B)结果为正(C)结果为0(D)结果不为015.对于数据加载指令LDRR0,[R1],#4以下说法正确的是(C)。(A)前变址回写(B)前变址不回写(C)后变址回写(D)后变址不回写16.满递减堆栈FD中LDMFD等价于(B)。(A)LDMED(B)LDMIA(C)LDMDB(D)LDMIB17.CMN与ADDS两条指令的不同之处在于(B,D)。(A)CMN指令的运算结果没有影响CPSR的值(B)CMN指令的运算结果影响CPSR的Z位,而ADDS的运算结果同时影响Z位和C位(C)CMN指令是进行的减法运算,而ADDS是进行的加法运算(D)CMN指令的运算结果不需要保存到目标寄存器中18.64位乘法指令UMULLR1,R2,R3,R4表示两个32位的无符号数相乘,乘积结果的高32位和低32位分别存放到两个相应的寄存器中。其中R1中存放的数据为(D)。(A)被乘数(B)乘数(C)乘积结果的高32位(D)乘积结果的低32位19.在编译时,ARM小范围地址读取伪指令ADR被编译器替换成(A)。(A)一条ADD指令或者一条SUB指令(B)两条ADD指令或者两条SUB指令(C)一条SUB指令和一条MOV指令(D)一条ADD指令和一条NOP指令20.程序运行中被动态分配的内存段,分配在(D)中。(A)代码段(B)数据段(C)栈(D)堆三、简答1.ARMCPU有哪几种异常模式?比较System模式与User模式的异同答:ARM处理器有5种异常工作模式:异常模式(FIQ):快速中断处理,用于支持高速数据传送或通道处理异常模式(IRQ):用于一般中断处理异常模式(Supervisor):特权模式,用于系统初始化或操作系统功能异常模式(Abort):存储器保护异常处理异常模式(Undefined):未定义指令异常处理系统模式和用户模式均属于正常(非异常)工作模式,只不过系统模式也是一种特权模式,可以访问系统中的所有资源。2.ARMCPU有多少个栈寄存器?与CPU模式的关系如何?ARMCPU有6个栈寄存器,分别位于ARM处理器的6个寄存器分组中。其中每种异常模式各有1个堆栈寄存器,而系统模式和用户模式使用相同的堆栈寄存器。3.广义上讲,ARM处理器的异常包括几种情况?ARM处理器的异常包括以下几种情况:•外部中断:由于CPU外部的原因而改变程序执行流程的过程,属于异步事件,又称为硬件中断,可以被屏蔽。•软件中断(又称自陷):表示通过处理器所拥有的软件指令、可预期地使处理器正在执行的程序的执行流程发生变化,以执行特定的程序。自陷是显式的事件,需要无条件地执行。典型的自陷指令如Motorola68000系列中的Trap指令、ARM中的SWI指令和Intel80x86中的INT指令。•异常:由CPU内部的原因(比如遇到非法指令)或外部的原因(比如访存的错误)引起的事件。4.何为可重入函数?如果要使程序具有可重入性,在程序设计中应注意哪些问题?答:可重入函数是指函数可以被多个任务/线程调用。要使程序具有可重入性,在程序设计中应注意:如果使用全局变量、static变量,则应通过一定的互斥机制如关中断、信号量P/V操作等对其加以保护。5.在允许中断嵌套的情况下,如何使中断服务程序具有可重入性?在允许中断嵌套的情况下,为了使中断服务程序具有可重入性,需要采取特殊步骤防止系统状态的丢失。比如在进入中断派发程序之后和调用用户级中断服务例程之前,保存LR_irq及SPSR_irq的内容,以及在BL指令调用用户ISR之前切换至系统模式,以保证LR_irq的内容不被嵌套的中断响应过程破坏。6.简述Thumb指令集与ARM指令集的比较。•Thumb是一个16位的指令集–从C代码得到最优的代码密度(约为ARM指令集65%左右)–对窄内存系统有更好的指令性能•但是它有如下限制–它是ARM指令集的一个功能子集•也许几条Thumb指令才能代替一条ARM指令–有限制的条件执行–数据处理指令只能使用低编号的寄存器(r0-r7)–不能使用内嵌的桶型移位器.–立即数的范围更小–不能访问协处理器•所以,thumb指令集–适合作为编译器的输出,而并非处理代码7.带状态切换的跳转指令BXRm,如何来判断跳转到的Rm指定的目标地址处的指令是ARM指令,还是Thumb指令?答:利用Rm寄存器的最低位(第0位):如果该位为1,切换至THUMB状态,否则为ARM状态。8.简述数据存储格式中的大端存储格式和小端存储格式(结合图示)。参看课件第2章的有关内容。9.什么是交叉开发环境?答:交叉开发环境是指用于嵌入式软件开发的所有工具软件的集合,一般包括文本编辑器、交叉编译器、交叉调试器、仿真器、下载器等。交叉开发环境由宿主机和目标机组成,宿主机与目标机之间在物理连接的基础上建立起逻辑连接。•宿主机(Host):是用于开发嵌入式系统的计算机。一般为PC机(或者工作站),具备丰富的软硬件资源,为嵌入式软件的开发提供全过程支持。•目标机(Target):即所开发的嵌入式系统,是嵌入式软件的运行环境,其硬件软件是为特定应用定制的。•在开发过程中,目标机端需接收和执行宿主机发出的各种命令如设置断点、读内存、写内存等,将结果返回给宿主机,配合宿主机各方面的工作。10.嵌入式软件运行流程在系统“引导/升级阶段”除了将系统软件从NorFlash中读取出来加载到RAM中运行外还有哪两种引导方式?并分析这三种引导方式中哪种方式引导速度最快?哪种方式成本更低?参看课件“嵌入式系统启动程序开发”一章的内容。11.分析有哪些技术用来降低嵌入式处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