中南大学嵌入式系统考试试卷答案.doc
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中南大学考试试卷（答案）
2010--2011学年2学期时间100分钟2011年6月8日
嵌入式系统课程32学时2.0学分考试形式：
开卷
专业年级：
电气类08级总分100分，占总评成绩70%
注：
此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上
一．填空题（每空1分，共20分）
1．嵌入式系统的设计可以分成三个阶段：
分析、设计，实现。
2．微处理器有两种总线架构，使用数据和指令使用同一接口的是冯诺依曼，
分开的指令和数据接口、取指和数据访问可以并行进行的是哈佛结构。
3．ARM核有两个指令集，分别是ARM、THUMB
4.嵌入性，专用性，与计算机系统是嵌入式系统的3个基本要素。
5．工业嵌入式系统的发展趋势是网路化、智能化和控制的分散化。
。
6．GPIO口的功能是通过相应的端口控制寄存器来设定端口引脚的功能。
7．看门狗定时器有三个控制其操作专用寄存器：
分别为WTCON、WTDAT、WTCNT。
8．端口F端口控制寄存器包括GPFCON、GPFDAT、GPFUP。
9．ARM公司提供的专门用于ARM相关应用开发和调试的综合性软件为：
ADS1.2
10．DMA的主要优点就是其传输数据不受CPU的干涉。
二．简答题（56分，每小题7分）
1．嵌入式开发环境主要包括那些组件
答：
嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括
a.宿主机
b.目标机
c.基于Jtag的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE
d.运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境
e.嵌入式操作系统
2．ARM核中什么寄存器用于存储PC?
R13通常用来存储什么？
R14通常用来存储什么？
答：
R15用于程序计数器PC,R13通常用来做堆栈指针寄存器，R14通常用来做链接寄存器，保存函数调用的返回地址。
3．S3C2440A中的中断控制器可以从60个中断源接收中断请求，简述中断控制器请求ARM920T的FIR或IRQ中断机制。
答：
4．简述嵌入式系统的概念、组成及特点。
答：
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，采用可裁减软硬件，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。
一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。
其特点有
1）嵌入式系统通常是面向特定应用的
2）嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物
3）嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余
4）嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行
5）为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中
6）嵌入式系统本身不具有自主开发能力。
5.试说明看门狗Watchdog的作用和原理？
答：
在嵌入式应用中，CPU必须可靠工作，即使因为某种原因进入了一个错误状态，系统也应该可以自动恢复。
看门狗的用途就是使微控制器在进入错误状态后的一定时间内复位。
其工作原理是在系统正常工作时，用户程序每隔一段时间执行喂狗动作,如果系统出错，喂狗时隔超过看门狗溢出时间，那么看门狗将会产生复位信号，使系统复位。
6．如果S3C2440A的UART时钟为40MHz，要将UART0设为正常工作模式，并且为偶校验，停止位1位，数据位7位，波特率为230400bps，该怎么设置，UART0的线控制寄存器为ULCON0，波特率设置寄存器为UBRDIV0。
答：
UBRDIV0=0X09;
ULCON0&=0XFFFFFF00;
ULCON0|=0X2A;
7在C语言与汇编程序混合编程中，子程序调用的ATPCS规定了哪些基本规则。
简
要说明寄存器使用规则。
答：
基本规则有三个方面内容，分别是寄存器的使用规则及其相应的名字，数据栈的使用规则，参数传递规则。
A寄存器的使用规则:
（1）子程序通过寄存器R0~R3来传递参数。
这时寄存器可以记作：
A0~A3，被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器R0~R3的内容。
（2）在子程序中，使用R4~R11来保存局部变量,这时寄存器R4~R11可以记作：
V1~V8。
如果在子程序中使用到V1~V8的某些寄存器，子程序进入时必须保存这些寄存器的值，在返回前必须恢复这些寄存器的值，对于子程序中没有用到的寄存器则不必执行这些操作。
在THUMB程序中，通常只能使用寄存器R4~R7来保存局部变量。
（3）寄存器R12用作子程序间scratch寄存器，记作ip；在子程序的连接代码段中经常会有这种使用规则。
（4）寄存器R13用作数据栈指针，记做SP；在子程序中寄存器R13不能用做其他用途。
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。
（5）寄存器R14用作连接寄存器，记作lr；它用于保存子程序的返回地址，如果在子程序中保存了返回地址，则R14可用作其它的用途。
（6）寄存器R15是程序计数器，记作PC；它不能用作其他用途。
（7）ATPCS中的各寄存器在ARM编译器和汇编器中都是预定义的。
8．结合实际说明一下ARM的中断进入和返回的过程。
答：
A．中断的进入：
（1）将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正
确的位置重新开始执行。
（2）将CPSR复制到相应的SPSR中。
（3）根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。
（4）强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理
程序。
也可以设置中断禁止位来阻止其他无法处理的异常嵌套。
B．从中断返回：
（1）将链接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。
（2）将SPSR复制回CPSR中。
（3）如果进入时设置了中断禁止位，那么清除该标志。
三程序设计（24分，每小题12分）
1、通过控制GPF0,GPF1,GPF2,GPF3的控制实现对LED1,LED2,LED3,LED4轮流亮灭的控制。
要求将程序缺失的部分补全。
（12分）
AREA|DATA|,CODE,READONLY
ENTRY
ldrr13,=0x1000
IMPORTLedMain
bLedMain
END
#defineGPFCON（*（volatileunsigned*）0x56000050）
#defineGPFDAT（*（volatileunsigned*）0x56000054）
#defineGPFUP（*（volatileunsigned*）0x56000058）
intLedMain（）
{
voidDelay（unsignedint）;
unsignedcharledtab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};
inti;
GPFUP&=（0XFFFFFFF0）;//使能上拉F3-6
GPFCON&=（0XFF00）;
GPFCON|=（0X0055;）//将F3-6设为输出口
while
（1）
{
for（i=0;i<4;i++）
{
（GPFDAT=ledtab[i];）
Delay（70）;
}
}
return（0）;
}
voidDelay（unsignedintx）
{
unsignedinti,j,k;
for（i=0;i<=x;i++）
for（j=0;j<=0xff;j++）
for（k=0;k<=0xff;k++）;
}
2、EINT0接S3C2440A的GPF0，并接上拉电阻，试设计主程序和中断服务程序。
（12分）
Intmain（）
{
Eint_int（）;
Enable_eint（）
While
（1）
{
Uart_printf（“mainisrunning”）;
}
Voideint_int（void）
{Rgpfcon=Rgpfcon&~（3）|（1<<1）;
Rgpfup|=（1<<0）;
Rextint0=（Rextint0&~（7<<0））|（2<<0）;
Pisr_eint0=（unsigned）einto_isr;
}
Voidenable_eint（void）
Reintpend=0xffffff;
Reintmask=~（1<<11）;
Rsrcpnd=bit_eint0;
Rintpnd=bit_eint0;
Rintmsk=~（bit_eint0）;
}
Staticvoid__eint0_isr（void）
{Clearpending（bit_eint0）;
Uart_printf（“eint0isrunning”）;
}
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