嵌入式系统习题解答完全修订版.docx

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嵌入式系统习题解答完全修订版

第一章

1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:

红绿灯控制,数字空调,机顶盒

2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统：

以应用为中心、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。

3、什么叫嵌入式处理器？

嵌入式处理器分为哪几类？

嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器（EmbeddedMicroprocessorUnit,EMPU）嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit,MCU）嵌入式DSP处理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP）嵌入式片上系统（SystemOnChip）

4、什么是嵌入式操作系统？

为何要使用嵌入式操作系统？

是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。

再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32位CPU的多任务潜力。

第二章

1.基础知识

1）ARM7TDM中I的T、D、M、I的含义是什么？

64位乘法指令（带M后缀的）、支持片上调试（带D后缀的）、高密度16位的Thumb指令机扩展（带T后缀的）和EmbededICE观察点硬件（带I后缀的）

（2）ARM7TDM采I用几级流水线？

使用何种存储器编址方式？

三级流水线（取指译码执行）；使用了冯·诺依曼（VonNeumann）结构，指令和数据共用一条32位总线。

（3）ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？

处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态，处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。

（4）分别列举ARM的处理器模式和状态。

状态：

ARM状态32位，这种状态下执行的是字方式的ARM指令

Thumb状态16位，这种状态下执行半字方式的Thumb指令模式：

用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。

（5）PC和LR分别使用哪个寄存器？

PC使用R15寄存器，LR使用R14寄存器（6）R13寄存器的通用功能是什么？

堆栈

（7）CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态？

寄存器CPSR为当前程序状态寄存器，当控制位T置位时，处理器处于Thumb状态，执行Thumb指令，当控制位T清零时，处理器处于ARM状态，执行ARM指令

8）描述一下如何禁止IRQ和FIQ中断？

标志位I和F都是终端禁止标志位，用来使能或禁止ARM的两种外部中断源

当控制位I置位时，IRQ中断被禁止，否则允许IRQ中断使能

当控制位F置位时，FIQ中断被禁止，否则允许FIQ中断使能

2、存储器格式

定义R0=0x12345678，假设使用存储指令将R0的值存放在0x4000单元中，如果存储器格式为大端格式，请写出在执行加载指令将存储器0x4000单元的内容取出存放到R2寄存器操作后所得R2的值，如果存储器格式改为小端格式，所得的R2值又为多少？

低地址0x4000单元的字节内容分别是多少？

大端格式时R2的值为0x12345678，0x4000单元的内容为0x78563412，小端格式时R2的值0x12345678，0x4000单元的内容为0x12345678

3、处理器异常

请描述一下ARM7TDM产I生异常的条件是什么？

各种异常会使处理器进入那种模式？

进入异常时内核有何操作？

各种异常的返回指令又是什么？

当一个异常导致模式切换时，内核自动地做如下处理：

将异常处理程序的

返回地址PC-4保存到相应异常模式下的LR；将CPSR的当前值保存到相应异常模式下的SPSR；设置CPSR为相应的异常模式；

设置PC为相应异常处理程序的中断入口向量地址，跳转到相应的异常中断处理程序执行。

第三章

1、基础知识

（1）ARM7TDMI（-S有）几种寻址方式？

LORR1，[R0，#0x08]属于哪种寻址方式？

1.寄存器寻址；2.立即寻址；3.寄存器移位寻址；4.寄存器间接寻址；

5.基址寻址；6.多寄存器寻址；7.堆栈寻址；8.块拷贝寻址；9.相对寻址；

LORR1，[R0，#0x08]属于基址寻址。

（2）ARM指令的条件码有多少个？

默认条件码是什么？

16条，默认条件码是AL。

（3）ARM指令中第二个操作数有哪几种形式？

举例5个8位图立即数。

（1）立即数；

（2）寄存器；（3）寄存器及移位常数；

0x3FC（0xFF<<2）、0、0xF0000000（0xF0<<24）、200（0xC8）、0xF0000001（0x1F<<28）。

（4）LDR/STR指令的偏移形式有哪4种？

LDRB和LDRSB有何区别？

（1）零偏移；

（2）前索引偏移；（3）程序相对偏移；（4）后索引偏移。

LDRB就是读出指定地址的数据并存入指定寄存器，LDRSB读出指定地址的数据，并高24位用符号位扩展，再存入指定寄存器。

（5）请指出MOV指令与LDR加载指令的区别及用途。

MOV指令的源操作数是常数或（带偏移量的）寄存器，用于寄存器之间的数据传送

LDR指令的源操作数是地址，用于存储器到寄存器的数据传送。

（6）CMP指令的操作是什么？

写一个程序，判断R1的值是否大于0x30，是则将R1减去0x30。

CMP指令将寄存器Rn的值减去operand2的值，根据操作的结果更新CPSR中的相应条件标志位，以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。

CMP{cond}Rn，operand2

CMPR1,0x30；将R1与常数0x30比较

LDRLEPC，LR如果小于或等于0x30，则程序返回

SUBHIR1,R1,#0x30；大于0x30，则将R1减去0x30，结果存回R1（7）调用子程序是用B还是用BL指令？

请写出返回子程序的指令？

BL指令用于子程序调用

MOVPC，R14

或BXLR

（8）请指出LDR伪指令的用法。

指令格式与LDR加载指令的区别是什么？

LDR伪指令用于加载32位的立即数或一个地址值到指定寄存器。

它还常用于加载芯片外围功能部件的寄存器地址（32位立即数），实现各种控制操作，与ARM指令的LDR相比，伪指令的LDR参数有=号。

（9）ARM状态与Thumb状态的切换指令是什么？

请举例说明。

BX指令，

从ARM状态切换到Thumb状态

CODE32

LDRR0,=Lable+1

BXR0

CODE16

LableMOVR1,#12

;从Thumb状态切换到ARM状态

CODE16

LDRR0,=Lable

BXR0

CODE32

LableMOVR1,#10

（10）Thumb状态与ARM状态的寄存器有区别吗？

Thumb指令对哪些寄存器的访

问受到一定限制？

Thumb状态下不能更新CPSR中的ALU状态标志。

，Thumb指令对R8~R15寄存器访问受限。

（11）Thumb指令集的堆栈入栈、出栈指令是哪两条？

PUSHPOP

（12）Thumb指令集的BL指令转换范围为何能达到±4MB？

其指令编码是怎样的？

Thumb采用两条16位指令组合成22位半字偏移（符号扩展为32位），使指令转移范围为±4MB。

2有符号和无符号加法

下面给出A和B的值，您可先手动计算A+B，并预测N、Z、V和C标志位的值。

然后修改程序清单4.1中R0、R1的值，将这两个值装载到这两个寄存器中（使用LDR伪指令，

如LDRR0,=0xFFFF0000），使其执行两个寄存器的加法操作。

调试程序，每执行一次加法操作就将标志位的状态记录下来，并将所得结果与您预先计算得出的结果相比较。

如果两个操作数看作是有符号数，如何解释所得标志位的状态？

同样，如果这两个操作数看作是无符数，所得标志位又当如何理解？

0xFFFF000F0x7FFFFFFF67654321（A）

+0x0000FFF1+0x02345678+23110000（B）

结果：

（0x00000000）（0x82345677）（0x0568F421）

NZCV:

011010010000

1如果两个操作数是有符号的，A负B正，和为0，没有溢出，所以V=0,如果两个操作数是无符号数，和为0，有进位，所以C=1

2如果两个操作数是有符号数，A正B正，和是负数，有溢出，所以V=1，如果两个操作数是无符号数，没有进位，所以C=0

3如果两个操作数是有符号数，A正B正，和是正数，没有溢出，所以V=0，如果两个

操作数是无符号数，没有进位，所以C=0

3数据访问

把下面的C代码转换成汇编代码。

数组a和b分别存放在以0x4000和0x5000为起始地址的存储区内，类型为long（即32位）。

把编写的汇编语言进行编译连接，并进行调试。

for（i=0;i<8;i++）{a[i]=b[7-i];}

第四章

1、基础知识：

（1）LPC2114可使用的外部晶振频率范围是多少（使用/不使用PLL功能时）？

晶振频率范围：

1~30MHz，若使用PLL或ISP功能为：

10～25MHz。

（2）描述一下LPC2210的PO.14、P1.20、P1.26、BOOT1和BOOT0引脚在芯片复位时分别有什么作用？

并简单说明LPC2000系列ARM7微控制器的复位处理流程。

P0.14的低电平强制片内引导装载程序复位后控制器件的操作，即进入

ISP状态。

P1.20的低电平使P1.25～P1.16复位后用作跟踪端口。

P1.26的低电平使P1.31～P1.26复位后用作一个调试端口。

当RESET为低时，BOOT0与BOOT1一同控制引导和内部操作。

引脚的内部上拉确保了引脚未连接时呈现高电平。

外部复位输入：

当该引脚为低电平时，器件复位，I/O口和外围功能进入默认状态，处理器从地址0开始执行程序。

复位信号是具有迟滞作用的TTL电平

3）LPC2000系列ARM7微控制器对向量表有何要求（向量表中的保留字）？

向量表所有数据32位累加和为零（0x00000000～0x0000001C的8个字的机器码累加），才能脱机运行用户程序，这是LPC2114/2124/2212/2214的特性。

（4）如何启动LPC2000系列ARM7微控制器的ISP功能？