嵌入式思考题答案Word下载.docx

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5.从硬件系统来看，嵌入式系统由哪几部分组成？

画出简图。

∙嵌入式核心芯片，EMPU——嵌入式微处理器、EMCU——嵌入式微控制器、EDSP——嵌入式数字信号处理器、ESoC——嵌入式片上系统。

∙用以保存固件的ROM（非挥发性只读存储器）。

∙用以保存程序数据的RAM（挥发性的随机访问存储器）。

∙连接微控制器和开关、按钮、传感器、模/数转化器、控制器、LED（发光二极管）、显示器的I/O端口。

6.嵌入式微处理器和嵌入式微控制器分别由哪些部件组成，两者有何区别。

嵌入式微处理器=cpu+硬件接口（存储器接口，键盘接口等）+辅助电路（时钟、A/D、D/A、调试电路等）

嵌入式微控制器=cpu+存储器+I/o接口+辅助电路（时钟、A/D、D/A等）

嵌入式微处理器与嵌入式微控制器的区别：

后者芯片内部包含了ROM和RAM。

7．嵌入式操作系统通常含有几层，主要实现何功能。

嵌入式操作系统通常包括:

1、驱动层：

硬件相关的底层驱动软件和设备驱动接口；

如：

LCD、触摸屏的驱动及接口。

2、操作系统层：

系统内核（基本模块），扩展模块（可裁剪）。

3、应用层：

应用程序接口。

8．ARM处理器工作模式有几种?

各种工作模式下分别有什么特点?

（P64）

9．ARM处理器总共有多少个寄存器，这些寄存器按其在用户编程中的功能是如何划分的?

这些寄存器在使用中各有何特殊之处?

ARM处理器总共有37个寄存器，各寄存器均为32位。

31个通用寄存器，包括程序计数器PC；

6个状态寄存器。

这些寄存器按其在用户编程中的功能可划分为：

通用寄存器和状态寄存器。

根据ARM处理器不同工作模式，可将全部寄存器分成7组；

各工作模式拥有属于自己的寄存器组，也只能访问自己的寄存器组。

10.试述ARM处理器对异常中断的响应过程。

当一个异常出现以后，ARM微处理器执行完当前指令后（复位异常除外）会执行以下几步操作：

1.将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR（R14_XXX），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一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。

11.如何从异常中断处理程序中返回?

需要注意哪些问题?

异常处理完毕之后，ARM微处理器会执行以下几步操作从异常返回：

1.将连接寄存器LR（R14_XXX）的值减去相应的偏移量后送到PC中。

2.将SPSR复制回CPSR中，恢复原处理器工作模式。

3.若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。

12、简述处理器启动时的模式转换过程。

13.ARM存储器的存储周期有几种类型，对应于cache访问和存储器访问是何存储周期？

空闲周期I周期----内部周期，不执行存储器访问；

可广播下一次访问的地址以便开始译码，与S周期配合实现总线上的突发传送。

顺序周期S周期----顺序周期：

多用于实现总线上的突发传送，第一个周期必须是一个内部周期。

（cache传送）

协处理器寄存器传送周期C周期----协处理器寄存器传递周期：

通过数据总线向或从协处理器传送数据；

传送期间，存储系统不允许驱动数据总线。

非顺序周期N周期----非顺序周期：

最简单的总线周期，存储控制器必须启动存储器访问来满足这个请求；

该方式存储系统常需要长的访问时间。

（存储器读写）

cache访问：

I周期、S周期

存储器访问：

N周期

14.何谓cache？

简述cache的工作原理。

（P51）

15.何谓写通cache和写回cache，两者有何区别？

v写回法是指CPU在执行写操作时，被写的数据只写入cache，不写入主存。

仅当需要替换时，才把已经修改的cache块写回到主存中。

采用写回法进行数据更新的cache称为写回cache。

v写通法是指CPU在执行写操作时，必须把数据同时写入cache和主存。

采用写通法进行数据更新的cache称为写通cache。

16.arm的MMU主要实现何功能。

虚拟存储空间到物理存储空间的映射。

在ARM中采用了页式虚拟存储管理，通过两级页表实现虚拟地址到物理地址的映射。

存储器访问权限的控制。

设置虚拟存储空间的缓冲特性。

Cache/writebuffer

17.协处理器cp15主要实现何功能。

用于处理、控制ARM的特殊性能：

v片上存储器管理单元（MMU）

v指令、数据缓存

v写缓冲器

18、简述MMU使能时存储访问过程。

（参考：

P55）

芯片设置为MMU使能（设置cp15寄存器）:

（1）若cache使能，根据arm输出的虚拟地址在CACHE中搜索;

若cache命中,arm处理器与cache交换数据。

若cache禁止或cache未命中，首先访问TLB，参见

（2）。

（2）根据arm输出的虚拟地址在TLB中搜索，若找到，将其转换为物理地址，访问主存并把该块数据读取到cache（使能时）中。

19、ARM支持的物理页有几种类型，其容量为何值？

ARM支持的存储块：

1.段（section）：

由1MB的存储器块构成

2.大页（largepage）：

由64KB的存储器块构成

3.小页（smallpage）：

由4KB的存储器块构成

4.微页（tinypage）：

由1KB的存储器块构成

20、简述采用单步页表搜索过程。

21、简述使用粗页表和4k页的二级虚实地址转换过程。

22.编写1＋2＋3＋……＋100的汇编程序。

AREABlock,CODE,READONLY

ENTRY

start

movr0,#0;

movr1,#1

agaaddr0,r0,r1

addr1,r1,#1

cmpr1,#101

bneaga

MOVr0,#0x18;

angel_SWIreason_ReportException

LDRr1,=0x20026;

ADP_Stopped_ApplicationExit

SWI0x123456

END

23.如何实现128位数的减法，举例说明。

ldrr1,=num1

ldrr2,=num2

ldrr3,=result

ldrr4,[r1],#4

ldrr5,[r2],#4

subsr0,r4,r5

strr0,[r3],#4

sbcsr0,r4,r5

AREABlockData,DATA,READWRITE

Num1DCD55,66,77,88

Num2DCD11,22,33,44

resultDCD0,0,0,0

24.将存储器中起始地址M1处的4个字数据，移动到地址M2处。

（LDM/STM实现）

ldrr1,=m1

ldrr2,=m2

ldmiar1!

{r3-r6}

stmiar2!

25.用跳转指令实现两段程序间，来回切换。

（B指令实现）

26.ARM指令的寻址方式有几种?

试分别叙述其各自的特点并举例说明。

27.假设R0的内容为0x8000，寄存器R1、R2内容分别为0x01与0x10，存储器内容为空。

执行下述指令后，说明PC如何变化?

存储器及寄存器的内容如何变化?

STMIBR0!

，{R1，R2}

LDMIAR0!

28.在ADS环境下，利用全局变量和局部变量声明伪操作及其赋值伪操作，分别举例来定义算术变量、逻辑变量和串变量并为其赋值。

29．读懂下面一段程序，子程序dststr执行过程中寄存器R0、R1、R2中的内容如何变化?

试分析并给出子程序执行后的结果。

AREAStrCopy,CODE,READONLY

ENTRY;

markthefirstinstructiontocall

LDRr1,=srcstr;

pointertofirststring

LDRr0,=dststr;

pointertosecondstring

BLstrcopy;

callsubroutinetodocopy

stop

MOVr0,#0x18

LDRr1,=0x20026

strcopy

LDRBr2,[r1],#1

STRBr2,[r0],#1

CMPr2,#0

BNEstrcopy

MOVpc,lr;

Return

AREAStrings,DATA,READWRITE

srcstrDCB"

Firststring-source"

0

dststrDCB"

Secondstring-destination"

END

30.读下面一段程序，试分析其功能。

EORSR4,R0,R1

BPLK

MOVR3,0

BEND0

KMVNR0,R0

MOVR3,R0

END0……

功能：

判R0和R1中的数据是否同号，若是，则把R0中的数据取反并送到R3中，否则O→R3。

31．读下面一段程序，试分析其功能。

LDRR0,X+2|BGTL1

LDRR1,X|CMPR1,R3

LDRR2,Y+2|BLSL2

LDRR3,Y|L1MOVR4,1

ADDSR1,R1,R1|BEXIT

ADCR0,R0,R0;

求2P（R0:

R1）|L2MOVR4,2

CMPR0,R2|EXITSWI0x123456;

结束程序

BLTL2|

若2x>

y则R4=1；

若2x<

=y则R4=2

32．编写一段c语言与汇编语言的混合编程代码，在C语言程序中调用汇编语言代码，完成字符中STRl与字符串STR2内容的互换。

（P129）

33.已知数据段中的整数数组x和y，试以冒泡算法将x中的数按从大至小的顺序排序，并存入y数组。

xDCD1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4

yDCD0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0

34.有100个有符号的字数据，存放在内存BUFF中，编完整的程序（包括代码段、数据段）找出最大值、最小值分别放入内存单元MAX、MIN中。

ldrr0,=BUFF;

movr1,#100

ldrr4,[r0];

max

ldrr5,[r0];

min

cmpeldrr3,[r0]

cmpr4,r3

bgtcmpnext;

movr4,r3;

小于等于

cmpnext

cmpr5,r3

bltloop

movr5,r3;

小于

loopaddr0,r0,#4

subr1,r1,#1

cmpr1,#0

bnecmpe

ldrr0,=MAX;

strr4,[r0]

ldrr0,=MIN;

strr5,[r0]

BUFFDCD1,-2,3,4,5,6,7,-8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,12

MAXDCD0

MINDCD0

补充习题：

35、已知通用输入输出接口（gpio）A口其配置端口地址为：

0x1d20000，数据断口的地址为：

0x1d20004；

编写c语言程序段，将其配置为输出接口，并将立即数0x100送其数据口输出。

#definerPCONA（）（*（volatileunsignedchar*）0x1d20000）

#definerPDATA（）（*（volatileunsignedchar*）0x1d20004）

rPCONA=0x000;

rPDATA=0x100;

36.S3C44B0X具有多少通用I/O口？

它们具有哪些功能？

（P149）

37.

1.简述矩阵式键盘线扫描检测法的工作原理。

（P150\151）

）

38.假设要将S3C44B0X的UART1设置为：

波特率9600b/s，7位数据位，2个停止位，1位奇偶校验位，并采用流控制工作，该如何设置？

给出完成该设置功能的代码段。

rFCON0=0X00;

不使用FIFO

rUMCON0=0X10;

自动流控制

rULCON0=0X26；

正常模式，1位奇偶校验位/奇校验，2个停止位

rUCON0=0X45;

//禁止超时中断、回送模式、发中止信号,允许产生错误状态中断，

//发送、接收中断都为边沿方式，传送、接收模式都为中断请求模式

rUBRDIVO=（（int）MCLK/16/baud＋0.5）-1）;

//根据波特率计算UBRDIVO的值

39.写出下述内存变量x、y和z的地址。

（x、y、z的地址分别为：

0x20000、0x20004、0x2000c）

beginequ0x20000

mapbegin

xfield4

yfield8

zfield16