中北大学嵌入式习题答案第2章.docx

1、中北大学嵌入式习题答案第2章中北大学嵌入式习题答案第2章第二章 ARM体系结构一、填空1、 ARM微处理器支持7种运行模式为 、 、 、 、 、 、 。用户模式（usr）： ARM处理器正常的程序执行状态快速中断模式（fiq）： 用于高速数据传输或通道处理外部中断模式（irq）： 用于通用的中断处理管理模式（svc）： 操作系统使用的保护模式数据访问终止模式(abt)： 当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。系统模式（sys）： 运行具有特权的操作系统任务。未定义指令中止模式（und：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。2、嵌入式微处理器的体

2、系结构可以采用 或 结构，指令系统可以选 和 。3、ARM系列微处理器支持的边界对齐格式有： 、 和字对齐。字节对齐半字对齐4、RS-232C的帧格式由四部分组成，包括：起始位、 、奇偶校验位和 。数据位停止位5、ARM微处理器有 种工作模式，它们分为两类 、 。其中用户模式属于 。七非特权模式 特权模式非特权模式6、ARM7TDMI采用 级流水线结构，ARM920TDMI采用 级流水线。357、ARM支持两个指令集， ARM核因运行的指令集不同，分别有两个状态 、 ，状态寄存器CPSR的 位反映了处理器运行不同指令的当前状态。ARMThumb T 9、ARM 处理器共有37个寄存器,包括31

3、个 和6个 。通用寄存器 (包括PC在内)这些寄存器都是32位的状态寄存器这些寄存器也是32位的，但是只使用了其中的12位二、选择题1、下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式（ ）。A、用户模式 B、系统模式 C、软中断模式 D、FIQ模式2、ARM920T的工作状态包括（ ）。A、测试状态和运行状态 B、挂起状态和就绪状态C、就绪状态和运行状态 D、ARM状态和Thumb状态3、RS232-C串口通信中，表示逻辑1的电平是（ ）。A、0v B、3.3v C、5v15v D、5v15v4、在嵌入式ARM处理器中，下面哪种中断方式优先级最高。 ( )A. Reset B. 数据中止 C. FIQ

4、 D. IRQ5、当异常发生时，寄存器（ ）用于保存CPSR的当前值，从异常退出时则可由它来恢复CPSR.A、SPSR B、R13 C、R14 D、R156、CPSR寄存器中反映处理器状态的位是（ ）A.J位 B.I位 C.F位 D.T位7、以下哪一项不属于ARM异常中断（ ）A、复位 B、IRQ C、条件转移 D、.数据终止8、在ARM Linux体系中，用来处理外设中断的异常模式是（ ）A、软件中断（SWI） B、未定义的指令异常C、中断请求（IRQ） D、快速中断请求（FIQ）9、存储一个32位数0x876165到2000H2003H四个字节单元中，若以小端模式存储，则2000H存储单元

5、的内容为（ ）。A、0x00 B、0x87C、0x65 D、0x6110、寄存器R13除了可以做通用寄存器外，还可以做（ ）。A、程序计数器 B、链接寄存器C、栈指针寄存器 D、基址寄存器11、FIQ中断的入口地址是（ ）。A、0x0000001C B、0x00000008C、0x00000018 D、0x0000001412、ARM指令集和Thumb指令集分别是（ ）位的。A.8位，16位 B.16位，32位C.16位，16位 D.32位，16位13、寄存器R15除了可以做通用寄存器外，还可以做（ ）A. 程序计数器 B. 链接寄存器 C. 堆栈指针寄存器 D. 基址寄存器14、下列CPSR

6、寄存器标志位的作用说法错误的是（ ）。A. N：负数 B. Z：零 C. C：进位 D. V: 借位15、嵌入式系统最常用的数据传送方式是（ ）。A、查询 B、中断 C、DMA D、I/O处理机16、ARM微处理器的寄存器在Thumb状态与ARM状态下相同的是（）A、R8-R12 B、R15和CPSR C、R13-R14 D、R0-R717、ARM寄存器组中除了以下哪组寄存器以外所有处理器模式下都可以访问（ ）A、SPSR B、R0-R7 C、CPSR D、R8-R9三、简答1、请简述ARM微处理器的用户模式和特权模式，以及用户模式向特权模式的转换。PPT 43页除了用户模式之外的其他6种处理

7、器模式称为特权模式特权模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意地进行处理器模式的切换。特权模式中，除系统模式外，其他5种模式又称为异常模式大多数的用户程序运行在用户模式下，此时，应用程序不能够访问一些受操作系统保护的系统资源，应用程序也不能直接进行处理器模式的切换。用户模式下，当需要进行处理器模式切换时，应用程序可以产生异常处理，在异常处理中进行处理器模式的切换。2、请简述ARM微处理器两种工作状态集的切换操作及方法。PPT 48页进入Thumb状态当操作数寄存器的状态位为1时，可以采用执行BX指令的方法，使微处理器从ARM状态切换到Thumb状态。此外，当处理器处于Thumb状态时发生

8、异常（如IRQ、FIQ、Undef等），则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态。 进入ARM状态当操作数寄存器的状态位为0时，执行BX指令时可以使微处理器从Thumb状态切换到ARM状态。此外，在处理器进行异常处理时，把PC指针放入异常模式链接寄存器中，并从异常向量地址开始执行程序，也可以使处理器切换到ARM状态。 3、试描述异常发生时的响应的过程。PPT 94-101页1.在适当的LR中保存下一条指令的地址，当异常入口来自：ARM状态，那么ARM将当前指令地址加4或加8复制（取决于异常的类型）到LR中；为Thumb状态，那么ARM将当前指令地址加2、4或加8 （取决于异常的类型）复制到L

9、R中；异常处理器程序不必确定状态。将CPSR复制到适当的SPSR中；3. 将CPSR模式位强制设置为与异常类型相对应的值；4.强制PC从相关的异常向量处取指。当异常结束时，异常处理程序必须：1.将SPSR的值复制回CPSR；2.若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此 清除；3.将LR（ R14 ）中的值减去偏移量后存入PC，偏移量根据异常的类型而有所不同；注：恢复CPSR的动作会将T、F和I位自动恢复为异常发生前的值。在异常处理结束后，异常处理程序完成以下动作：将SPSR寄存器的值复制回CPSR寄存器；将LR寄存的值减去一个常量后复制到PC寄存器，跳转到被中断的用户程序。4、简述ARM汇编

10、语言与C语言和混合编程有哪几种方式。PPT 205页汇编程序中调用C程序C程序中调用汇编程序C程序中内嵌汇编语句从汇编程序中访问C程序变量5、什么是小端和大端存储器组织？假设一个32位字长的微处理器上定义一个int类型的常量a，其内存地址位于0x6000处，其值用十六进制表示为0x12345678，分别写出以大端和小端存储的结果。PPT 114页小端存储器系统： 在小端格式中，高位数字存放在高位字节中。因此存储器系统字节0连接到数据线70(低位对齐)。 大端存储器系统： 在大端格式中，高位数字存放在低位字节中。因此存储器系统字节0连接到数据线3124(高位对齐) 。 6、简述ARM的几个特殊寄

11、存器（R13、R14、R15、R16）的作用。PPT 58-67页寄存器R13用作堆栈指针，记作SP。寄存器R13常作为堆栈指针（SP）。在ARM指令集当中，没有以特殊方式使用R13的指令或其它功能，只是习惯上都这样使用。但是在Thumb指令集中存在使用R13的指令。在子程序中寄存器R13不能用作其他用途。寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。R14为链接寄存器（LR），在结构上有两个特殊功能：在每种模式下，模式自身的R14版本用于保存子程序返回地址；如果在子程序中保存了返回地址，寄存器R14则可以用作其他用途。当发生异常时，将R14对应的异常模式版本设置为异常返回地址（有些

12、异常有一个小的固定偏移量）。寄存器R15是程序计数器，记作PC。它指向正在取指的地址。可以认为它是一个通用寄存器，但是对于它的使用有许多与指令相关的限制或特殊情况。如果R15使用的方式超出了这些限制，那么结果将是不可预测的。它不能用作其它用途。R16，CPSR为程序状态寄存器，在异常模式中，另外一个寄存器“程序状态保存寄存器（SPSR）”可以被访问。每种异常都有自己的SPSR，在进入异常时它保存CPSR的当前值，异常退出时可通过它恢复CPSR。7.简述使用Thumb技术的优点。PPT 46-47页Thumb指令集具有较高的代码密度，灵活、小巧，却仍然保持ARM的大多数性能上的优势，它是ARM指令集的子集。