嵌入式系统复习题及答案.docx
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嵌入式系统复习题及答案
一、单项选择题
1、下面关于哈佛结构描述正确的是（A）。
A、程序存储空间与数据存储空间分离B、存储空间与IO空间分离
C、程序存储空间与数据存储空间合并D、存储空间与IO空间合并
2、下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式（A）。
A、用户模式B、管理模式C、软中断模式D、FIQ模式
3、ARM9TDMI的工作状态包括（D）。
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
4、指令“LDMIAR0!
{R1,R2,R3,R4}”的寻址方式为（C）。
A、立即寻址B、寄存器间接寻址
C、多寄存器寻址D、堆栈寻址
5、对寄存器R1的内容乘以4的正确指令是（C）。
A、LSRR1，#2 B、LSLR1，#2
C、MOVR1，R1,LSL#2 D、MOVR1，R1,LSR#2
6、下面指令执行后，改变R1寄存器内容的指令是（ D）。
A、TSTR1，#2 B、ORR R1，R1,R1
C、CMPR1，#2 D、EOR R1，R1,R1
7、下面哪一种功能单元不属于I/O接口电路。
（D）
A、USB控制器B、UART控制器
C、以太网控制器D、LED
8、下面哪个操作系统是嵌入式操作系统。
（B）
A、Red-hatLinuxB、µCLinuxC、UbuntuLinuxD、SUSELinux
9、使用Host-Target联合开发嵌入式应用，（B）不是必须的。
A、宿主机B、银河麒麟操作系统
C、目标机D、交叉编译器
10、下面哪个系统不属于嵌入式系统（D）。
A、MP3播放器B、GPS接收机
C、“银河玉衡”核心路由器D、“天河一号”计算机系统
11.RS232-C串口通信中，表示逻辑1的电平是（D）
A、0VB、3.3VC、+5V~+15VD、-5V~-15V
12.下列不属于RISC计算机特点的是（C）。
A、流水线每周期前进一步。
B、更多通用寄存器。
C、指令长度不固定，执行需要多个周期。
D、独立的Load和Store指令完成数据在寄存器和外部存储器之间的传输。
13.存储一个32位数0x2168465到2000H~2003H四个字节单元中，若以大端模式存储，则20000H存储单元内容为（D）
A、0x21B、0x68C、0x65D、0x02
14.S3C2410I/O口常用的控制器是（D）
A、端口控制寄存器（GPACON-GPHCON）
B、端口数据寄存器（GADAT-GPHDAT）
C、外部中断控制寄存器（EXTINTN）。
D、以上都不是
15.寄存器R13除了可以做通用寄存器外，还可以做（C）
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
16.ARM指令集和Thumb指令集分别是（D）位的。
A、8位，16位B、16位，32位C、16位，16位D、32位，16位
17.寄存器R15除可做通用寄存器外，还可以做（A）
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
18、S3C2410芯片的寄存器组有（D）个寄存器
A、7B、32C、6D、37
19.下列CPSR寄存器标志位的作用说法错误的是（D）
A、N：
负数B、Z：
零C、C:
进位D、V：
借位
20、S3C2410提供的符合IIC协议的设备连接串行连接线为（C）
A、SCL和RTXB、RTX和RCXC、SCL和SDAD、SDA和RCX
21、S3C2410有（B）个USB接口
22、USB接口移动硬盘最合适的传输类型为（B）。
A、控制传输B、批量传输C、中断传输D、等时传输
23、在嵌入式系统设计中，嵌入式处理器选型是在进行（C）时完成。
A、需求分析B、系统集成C、体系结构设计D、软硬件设计
24、下面哪一类嵌入式处理器最适合用于工业控制（B）。
A、嵌入式微处理器B、微控制器C、DSPD、以上都不合适
25、关于ARM子程序和Thumb子程序互相调用描述正确的是（B）。
A、系统初始化之后，ARM处理器只能工作在一种状态，不存在互相调用。
B、只要遵循一定调用的规则，Thumb子程序和ARM子程序就可以互相调用。
C、只要遵循一定调用的规则，仅能Thumb子程序调用ARM子程序。
D、只要遵循一定调用的规则，仅能ARM子程序调用Thumb子程序。
26、关于ARM处理器的异常的描述不正确的是（C）。
A、复位属于异常B、除数为零会引起异常
C、所有异常都要返回D、外部中断会引起异常
27、下面总线不属于对等结构的是（A）。
A、PCIB、IEEE1394C、令牌网D、以太网
28、USB总线采用的通信方式为（A）。
A、轮询方式B、中断方式C、DMA方式D、I/O通道方式
29、嵌入式系统最常用的数据传送方式是（B）。
A、查询B、中断C、DMAD、I/O处理机
30、µClinux与标准Linux最大的区别在于（B）。
A、文件系统B、内存管理C、任务调度算法D、应用开发模式
31、嵌入式操作系统一般通过（A）手段来解决代码体积与嵌入式应用多样性的问题。
A、使用可定制的操作系统
B、将操作系统分布在多个处理器上运行
C、增大嵌入式设备的存储容量
D、使用压缩软件对操作系统进行压缩
二、填空题
1、嵌入式系统是以应用中心，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。
2、嵌入式系统软件的要求与台式机有所不同，其特点主要包括：
软件要求固化存储；软件代码要求高效率、高可靠性；系统软件有较高的实时性要求。
3、ARM9的工作模式有7种，包括：
用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、IRQ模式、FIQ模式。
其中除用户模式外的其他6种模式称为特权模式。
4、ARM处理器中CPSR和SPSR的中文名称分别为：
当前程序状态寄存器和保存程序状态寄存器。
5、S3C2410芯片外部寻址空间是1G，被分成___8____个存储块，每块__128__MB。
SDRAM存储器应连接到第___7或8___个存储块。
6、S3C2410涉及DMA的操作模式有三类：
DMA请求模式、DMA传输模式和_DMA服务模式。
7、S3C2410芯片共有____8____个I/O端口，每个端口都有相应的控制寄存器和数据寄存器，其中控制寄存器的主要功能是设置_I/O引脚的功能_，数据寄存器的功能是___________
8、I2C总线协议包含了2层协议：
物理层和_数据链路_层；I2C总线只使用了两条信号线：
串行数据线和串行时钟线，串行数据线用于_数据的发送和接收_，串行时钟线用于指示什么时候数据线上是有效数据。
9．小端模式是ARM9处理器的默认模式。
一般通过硬件输入引脚_BIGEND_来配置工作模式。
若要实现支持大端存储系统，该引脚接__高__电平。
10.ARM920T处理器发生复位异常时，一般从地址_0x00000000_或_0xFFFF0000_处考试执行程序。
11.嵌入式系统中，微处理器控制I/O端口或部件的数据传送方式有2种：
_中断方式和_程序查询方式。
12.中断优先级通常用硬件电路实现，较常用的中断优先级电路有两种：
_菊花链中断优先级电路和_中断优先级编码电路。
13、在S3C2410微处理器中，与中断有关的5各中断控制寄存器是：
源未决寄存器、中断模式、屏蔽寄存器、优先级寄存器、中断未决寄存器
14．看门狗控制寄存器包括：
看门狗控制寄存器、计数常数寄存器、看门狗计数器寄存器。
15.S3C2410芯片共有117个输入输出引脚，分属于8个I/O端口。
16.CAN总线体系结构采用三层结构：
物理层、数据链路层、应用层。
17.在嵌入式系统设计过程中，需求分析包括：
功能性需求分析和非功能性需求分析。
18.ARM字数据存储格式有：
大端格式和小端格式。
19.总线按照传输关系分类可分为：
主从结构和对等结构。
20.RS-232C的帧格式由四部分组成，包括：
起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
21.I/O接口电路数据传送方式有：
查询、中断、DMA、I/O通道和I/O处理机方式。
I/O接口编址方式有两种，分别是：
统一编址和独立编址。
22.Bootloader主要功能是：
系统初始化、加载和运行内核程序。
23.从模块结构来看，嵌入式系统由三大部分组成，分别是：
硬件、软件和开发平台。
24.嵌入式系统的设计过程包括：
需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统集成和系统测试。
25.ARM系列微处理器支持的边界对齐格式有：
字节对齐、半字对齐和字对齐。
26.RAM存储器有两种，分别是：
SRAM和DRAM。
27.嵌入式操作系统的内核构成包括：
系统初始化、多任务管理和内存管理。
28.在宿主机上使用编译器软件将嵌入式应用。
嵌入式操作系统编译成为可以在目标机上运行代码的过程，称为交叉编译，而采用的编译器称为交叉编译器。
三、问答题
1、简述ARM9处理器的内部寄存器结构，并分别说明R13、R14、R15寄存器的作用
答：
ARM9处理器的内部总共有37个32位的寄存器，其中31个用作通用寄存器，6个用作状态寄存器，每个状态寄存器只使用了其中的12位。
这37个寄存器根据处理器的状态及其工作模式的不同而被安排成不同的组。
程序代码运行时涉及的工作寄存器组是由RAM9微处理器的工作模式确定的。
R13寄存器的作用通常是栈指针；
R14用作子程序链接寄存器，用于保存子程序的返回地址；
R15的功能是程序计数器，从R15读取的值是处理器正要取指的地址。
2、多寄存器加载/存储指令（LDM/STM）一般用在哪些方面？
举例说明
答：
多寄存器加载/存储指令可以实现在一组寄存器和一块连续的内存单元之间传输数据。
LDM为加载多个寄存器；STM为存储多个寄存器。
允许一条指令传送16个寄存器的任何子集或所有寄存器。
它们主要用于现场保护、数据复制、常数传递等。
3、当异常产生，处理器进入一个异常程序、退出异常时需进行哪些操作？
答：
进入异常
（1）把断点处的下一条指令的地址保存到相应的R14寄存器中。
（2）把状态寄存器CPSR的值复制到相应的SPSR寄存器中，以保存断点处的状态。
（3）根据异常模式，把CPSR寄存器的模式位M[4:
0]设置成对应的值。
（4）自动使PC指向相关的异常向量，从该向量地址处取一条指令进行执行。
退出异常
（1）将保存在R14寄存器的值再回送到PC中。
（2）再将SPSR寄存器的值送回到CPSR寄存器中。
（3）对中断禁止位标志进行清除。
4、I/O端口的寻址方式有哪些？
说明各方法的具体思想。
答：
（1）存储器映射法
将I/O端口或部件和存储器芯片作相同的处理，即微处理器对他们的读/写操作没什么差别，I/O端口或部件被当作处理器的一部分，占用存储器地址空间的一部分。
对I/O端口或部件内的寄存器读/写操作无需特殊的命令，用存储器的数据传送指令即可。
（2）I/O隔离法
将I/O端口或部件和存储器芯片作不同的处理，在总线中用控制信号线来区别，达到使I/O端口或部件地址空间和存储器地址空间分离的作用。
5、S3C2410芯片采用中断方式控制I/O或部件操作时，其中断处理编程涉及哪些方面？
答：
（1）建立系统中断向量表，并且设置ARM920T核的CPSR中的F位和I位
（2）设置S3C2410芯片中56个中断源的中断向量
（3）中断控制初始化，初始化S3C2410芯片内部的终端控制寄存器
（4）完成I/O端口或部件具体操作功能的中断服务程序
6、简要回答S3C2410芯片DMA的初始化步骤
答：
（1）设置DMA操作的源地址
（2）设置DMA操作源的位置及源地址是否增1
（3）设置DMA操作的目的地址
（4）设置DMA操作目的的位置及目的地址是否增1
（5）设置DMA工作方式及DMA传送的数据长度
（6）开放DMA操作结束中断
（7）使能DMA操作，启动DMA
7、CAN总线协议中的数据链路层协议是如何规定的？
答：
CAN总线网的数据链路层又分为逻辑链路控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）子层。
LLC子层的数据帧由三个位域组成：
标识符域（11位）、数据长度码域（4位）和数据域（0~8个字节，每字节8位）。
MAC子层的数据帧由七个位域组成：
帧起始域（1位“1”信号）、仲裁域（12位）、控制域（2位保留位+DLC域）、数据域（0~64个字节，每字节8位）、CRC校验域（16位）、ACK域（2位）和帧结束域（7位“0”信号）。
8、形形色色的嵌入式系统默默无闻地生活在我们的身边，为我们的学习生活增加了无穷的乐趣。
请列举你所熟悉的五个嵌入式应用系统，并对每个嵌入式系统作简单的分析（指出它为什么是嵌入式系统）。
答：
U盘、MP3播放器、手机、蓝牙耳机、GPS导航仪
火星探测器（VxWorks）、照相机自动提款机（μC/OS）、路由器机顶盒（Nucleus）
谈一谈嵌入式系统的发展趋势（列出五个趋势以上）。
答：
产品种类不断丰富；应用范围不断普及；性能不断提高；功耗不断降低，体积不断缩小；网络化、智能化程度不断提高；软件成为影响价格的主要因素。
（1）近十年来，嵌入式操作系统发展飞速，支持处理器不断丰富，功能不断增强。
（2）行业性开放系统日趋流行；面向领域特制的嵌入式操作系统走向开放、标准规范化、平台化
（3）自由开源的软件技术在嵌入式应用上尤其备受青睐，Linux渐成主流之一；以J2ME/JINI为代表的嵌入式技术将对嵌入式软件的发展产生深远影响。
（4）嵌入式软件的技术领域不断扩大并逐成体系。
相关技术包括，实时系统，仿真工具，编译技术等，形成包括嵌入式操作系统、数据库、中间平台软件在内的嵌入式软件体系。
（5）嵌入式软件与互联网、普适计算、SOC的结合趋势加剧。
简述嵌入式处理器的特点（列出五个特点以上）：
答：
抵挡处理器多采用哈佛结构，高档处理器多采用冯.诺伊曼结构；品种规格系列化；对实时多任务有很强的支持能力；可靠性高、功耗低、集成度高、性价比高。
9．简述FIQ工作方式的特点？
答：
FIQ异常是由外部中断信号引起的。
FIQ异常模式下有足够的私有寄存器，且支持数据传送和通道处理方式，从而当异常发生、进入异常服务时，可避免对私有寄存器保存的需求，减少了进入异常或退出异常过程中的总开销。
FIQ异常优先级高于IRQ异常。
FIQ异常向量被放在所有异常的最后，这样是为了提高相应速度。
10.简述ARM9异常的优先级
答：
若多个异常在某一时刻同时出现，那么，ARM9处理器将按照异常的优先级高低顺序处理，优先级顺序由高到底为：
复位、数据中止、FIQ、IRQ、预取中止、未定义指令和SWI。
当优先级高的异常被响应后，ARM9处理器将跳转到一个对应的地址处开始执行程序，这个异常服务程序的入口即是其向量地址。
12．简述NANDFlash和NORFlash的特点？
答：
NANDFlash具有以下特点：
（1）以页为单位进行读和编程操作，1页为256或512B（字节）；
（2）以块为单位进行擦除操作，1块为4K、8K或16KB。
具有快编程和快擦除的功能，
其块擦除时间是2ms；
（3）数据、地址采用同一总线，实现串行读取；
（4）随机读取速度慢。
（5）芯片尺寸小，引脚少，是位成本（bitcost）最低的固态存储器；
（6）芯片包含有失效块，其数目最大可达到3～35块（取决于存储器密度）。
失效块不会影响有效块的性能，但设计者需要将失效块在地址映射表中屏蔽起来。
NORFlash具有以下特点：
（1）程序和数据可存放在同一芯片上，拥有独立的数据总线和地址总线，能快速随机读取，允许系统直接从Flash中读取代码执行，而无需先将代码下载至RAM中再执行；
（2）可以单字节或单字编程；
（3）不能单字节擦除，必须以块为单位或对整片执行擦除操作；
（4）在对存储器进行重新编程之前需要对块或整片进行预编程和擦除操作
NAND和NOR—性能比较
✓NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术；
✓NOR的读速度比NAND稍快一些；
✓NAND的写入速度比NOR快很多；
✓NAND的擦除速度远比NOR的快；
✓大多数写入操作需要先进行擦除操作；
✓NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少
NAND和NOR—接口差别
✓NORflash带有SRAM接口，线性寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节；
✓NANDflash使用复用接口和控制IO多次寻址存取数据；
✓NAND读和写操作采用512字节的块，这一点有点像硬盘管理，此类操作易于取代硬盘等类似的块设备。
NAND和NOR—可靠性和耐用性
Ø在NAND中每块的最大擦写次数是100万次，而NOR的擦写次数是10万次；
Ø位交换的问题NANDflash中更突出，需要ECC纠错；
ØNANDflash中坏块随机分布，需要通过软件标定——产品量产的问题。
13.简述S3C2410的存储空间是如何分配的？
答：
S3C2410芯片采用的是ARM920T核，地址空间总共为4G。
其中，1GB地址空间用于支持外部存储器的链接，此部分被分成8个存储块，每块128MB。
另外的空间有一小部分用于I/O端口或部件的寻址，其他的地址空间没有用到。
14.简述中断方式控制的I/O的操作步骤。
答：
（1）初始化微处理器中用于中断方式的寄存器，开放中断。
（2）I/O端口或部件完成数据操作后并产生中断请求信号。
（3）当中断请求信号有效时，微处理器可能处在不可中断状态。
等到微处理器允许中断时，微处理器就保存当前状态，停止它现在的操作并开始进行中断源的识别。
（4）在识别出优先级高的中断源后，微处理器转到对应的中断服务例程入口，并应答中断，I/O端口或部件收到应答信号后，撤销其中断请求。
（5）微处理器读入或写出数据，当中断服务例程结束后，回到原来的被中断程序处继续执行
15.简述IRQ异常处理过程。
答：
（1）链接寄存器R14_irq保存：
被执行指令地址+4；
（2）状态寄存器SPSR_irq保存：
CPSR寄存器的内容
（3）状态寄存器CPSR的位[4：
0]=0b10010；
（4）CPSR位[5]清0，[6]位不变；
（5）CPSR的位[7]置1；
（6）如采用大端配置，则PC=0xffff0018，否则PC=0x00000018。
FIQ异常处理过程
（1）链接寄存器R14_fig保存：
被执行指令地址+4；
（2）状态寄存器SPSR_fig保存：
CPSR寄存器的内容;
（3）状态寄存器CPSR的位[4:
0]=0b10001;
（4）CPSR的位[5]清0；
（5）寄存器CPSR的位[6]置1；
（6）寄存器CPSR的位[7]置1；
（7）若采用高向量地址，PC=0xffff001c，否则PC=0x0000001c。
16.简述S3C2410芯片的DMA操作的3类模式。
答：
（1）DMA请求模式
请求模式表明一个DMA操作由谁发起。
S3C2410支持2种DMA请求模式：
S/W请求模式：
软件请求模式H/W请求模式：
硬件请求模式
可通过控制寄存器（DCONN）的[23]位确定：
=１为H/W模式；=０为S/W模式。
（2）DMA传输模式
传输模式描述了DMA传输操作如何结束。
DMA传输模式有2种：
询问模式、握手模式
可通过初始化DMA控制寄存器DCONn[31]位确定：
=1为握手模式；=0为询问模式
（3）DMA服务模式
DMA服务模式有2种：
单独服务模式、整体服务模式
通过设置控制寄存器DCONn的位[27]确定：
=1为整体服务模式；=0为单独服务模式
17.简述看门狗定时器的作用及必要性。
答：
当系统程序出现功能错乱，引起系统程序死循环时，能中断该系统程序的不正常运行，恢复系统程序的正常运行。
嵌入式系统由于运行环境的复杂，及所处环境有较强的干扰信号，或系统程序本身的不完善，不能排除系统程序不会出现死循环现象。
在系统中加入看门狗部件，当系统程序出现死循环时，看门狗定时器产生一个具有一定时间宽度的复位信号，迫使系统复位，恢复系统正常运行。
18.简述定时器/计数器内部工作原理。
定时/计数器工作原理如图所示。
由一个N位的加1或减1计数器为核心，计数初值由初始化编程设置。
计数脉冲的来源有两类：
系统时钟和外部事件脉冲。
当计数脉冲来源于内部系统时钟且脉冲频率固定时，可作为定时器
当计数脉冲来源于外部事件产生的脉冲，可作为计数器。
19.简述Bootloader的作用
系统初始化、加载和运行内核程序
BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。
通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
大多数BootLoader都包含两种不同的操作模式：
“启动加载”模式和“下载”模式：
启动加载（Bootloading）模式：
BootLoader从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到RAM中运行，整个过程并没有用户的介入。
下载（Downloading）模式：
BootLoader将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机（Host）下载文件，比如：
下载内核映像和根文件系统映像等。
BOOT的一般步骤为：
设置中断向量表
初始化存储设备
初始化堆栈
初始化用户执行环境
呼叫主应用程序
20.ARM常见的寻址方式有哪些？
寻址方式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实操作数地址的方式。
ARM处理器具有9种基本寻址方式。
1.立即寻址；4.寄存器间接寻址；7.堆栈寻址
2.寄存器寻址；5.变址寻址；8.块拷贝寻址
3.寄存器移位寻址；6.多寄存器寻址；9.相对寻址
21.S3C2410IIC总线接口操作有哪四种操作模式？
答：
主控传送模式、主控接收模式、从属传送模式、从属接收模式
22.存储器映射的I/O单元，其操作行为与一个正常存储单元的操作行为有哪些异同点？
答：
存储器映射的I/O端口其读/写操作指令与存储单元的读/写操作指令是相同的，但行为通常不同。
例如，若对一个存储器单元进行连续的两次读取操作，每次读到的数据应该是一样的，除非在两次读操作中间插入了一个对该存储单元进行写入的操作。
但对存储器映射的I/O端口进行两次的读操作，其值可能不同。
23.大端存储模式和小端存储模式的含义是什么？
大端存储系统：
字的地址对应的是该字中最高有效字节所对应的地址。
小端存储系统：
字的地址对应的是该字中最低有效字节所对应的地址。
24.寄存器加载/存储指令的句法是什么？
指令LDRNER4,[R2,#960]!
完
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