整理嵌入式原理思考题及答案.docx
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整理嵌入式原理思考题及答案
第1章复习要点
1.1.1节嵌入式系统的概念
1.1.3节嵌入式系统的特点
1.3节嵌入式处理器
1.4节嵌入式系统的组成
第2章复习要点
2.1节计算机体系结构分类
2.3.1节ARM和Thumb状态
2.3.2节RISC技术
2.3.3节流水线技术
2.4.3节ARM存储系统
第3章复习要点
3.1节ARM编程模式
3.2节ARM指令格式及其寻址方式
3.3节ARM指令集(课上所讲的指令)
第4章复习要点
4.1节汇编语言源程序格式
4.2节汇编语言的上机过程
第5章复习要点
5.1节键盘接口
5.2节LED显示器接口
5.5.1节UART异步串行接口
作业题答案:
1.什么是嵌入式系统?
∙第一种,根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义:
嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(原文为devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants)。
∙第二种,嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.与通用型计算机相比,嵌入式系统有哪些特点?
⏹通常是面向特定应用的;
⏹空间和各种资源相对不足,必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余;
⏹产品升级换代和具体产品同步,具有较长的生命周期;
⏹软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身;
⏹不具备自举开发能力,必须有一套开发工具和环境才能进行开发
3.举例介绍嵌入式微处理器有哪几类?
一、嵌入式微处理器(EmbeddedMicroprocessorUnit,EMPU)
嵌入式处理器目前主要有Aml86/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM系列等。
二、嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)
嵌入式微控制器目前的品种和数量最多,比较有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。
三、嵌入式DSP处理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP)
嵌入式DSP处理器比较有代表性的产品是TexasInstruments的TMS320系列和Motorola摩托罗拉的DSP56000系列。
四、嵌入式片上系统(SystemOnChip)
4.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。
5.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。
6.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。
7.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)
8.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。
9.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CPSR复制到相应到相应模式下的SPSR中,设置CPSR:
置位I位(禁止IRQ中断)
清零T位(进入ARM状态)
设置MOD位,切换处理器至相应模式
2.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。
3.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。
10.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SPSR复制回CPSR中,恢复原处理器工作模式。
2.将连接寄存器LR(R14_XXX)的值减去相应的偏移量后送到PC中,跳转到被中断的用户程序。
11.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?
Ø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。
Ø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)
Ø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。
Ø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
12.何谓cache?
简述cache的工作原理。
(P51)
13.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。
14.arm的MMU主要实现何功能。
Ø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。
Ø存储器访问权限的控制。
Ø设置虚拟存储空间的缓冲特性:
Cache/writebuffer
15.协处理器cp15主要实现的功能?
v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
16、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。
17、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
18、简述基于段的地址变换过程。
19、简述使用粗页表和4k页的二级虚实地址转换过程。
20.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
21.编程实现128位两个加数的加法运算,两个加数分别放在num1和num2变量内,按小端模式存储,结果放在result变量内。
AREABlock,CODE,READONLY
ENTRY
start
ldrr1,=num1
ldrr2,=num2
ldrr3,=result
ldrr4,[r1],#4
ldrr5,[r2],#4
subsr0,r4,r5
strr0,[r3],#4
ldrr4,[r1],#4
ldrr5,[r2],#4
sbcsr0,r4,r5
strr0,[r3],#4
ldrr4,[r1],#4
ldrr5,[r2],#4
sbcsr0,r4,r5
strr0,[r3],#4
ldrr4,[r1],#4
ldrr5,[r2],#4
sbcsr0,r4,r5
strr0,[r3],#4
MOVr0,#0x18;angel_SWIreason_ReportException
LDRr1,=0x20026;ADP_Stopped_ApplicationExit
SWI0x123456
AREABlockData,DATA,READWRITE
Num1DCD55,66,77,88
Num2DCD11,22,33,44
resultDCD0,0,0,0
END
22.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!
{r3-r6}
23.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(P72)。
24.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0。
执行下述指令后,说明R0如何变化?
存储器的内容如何变化?
STMIBR0!
,{R1,R2}
LDMIAR0!
,{R1,R2}
25.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(P99)。
26.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
start
LDRr1,=srcstr;pointertofirststring
LDRr0,=dststr;pointertosecondstring
BLstrcopy;callsubroutinetodocopy
stop
MOVr0,#0x18
LDRr1,=0x20026
SWI0x123456
strcopy
LDRBr2,[r1],#1
STRBr2,[r0],#1
CMPr2,#0
BNEstrcopy
MOVpc,lr;Return
AREAStrings,DATA,READWRITE
srcstrDCB"Firststring-source",0
dststrDCB"Secondstring-destination",0
END
27.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。
28.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|
功能:
若2x>y则R4=1;若2x<=y则R4=2
29.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。
AREABlock,CODE,READONLY
ENTRY
start
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]
MOVr0,#0x18;angel_SWIreason_ReportException
LDRr1,=0x20026;ADP_Stopped_ApplicationExit
SWI0x123456
AREABlockData,DATA,READWRITE
BUFFDCD1,-2,3,4,5,6,7,-8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,12
MAXDCD0
MINDCD0
END
30.S3C44B0X具有多少通用I/O口?
它们具有哪些功能?
(P149)
31.简述矩阵式键盘线扫描检测法的工作原理。
(P150\151)
32.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
33.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
0
mapbegin
xfield4
yfield8
zfield16
34、
(1)波特率的概念?
一终端以1200波特的速率发送异步串行数据,假设8位数据位,无校验位,1位停止位,若发送字符5AH,试画出发送端TXD的波形图。
图中标明字符的最高位和最低位。
(2)试计算发送字符5AH所用的时间。
答:
(1)波特率就是传送数据位的速率,用位/秒(bit/s)表示,称之为波特。
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
StartLSBMSB
(2)10*1/1200=1/120=8.33ms
35.现有两种简单的外设,一组3位开关,一组1位共阳LED指示灯
要求:
(1)利用PF端口的低3位连接开关,PG端口驱动LED的段码,PF4驱动位控段,试画出接口电路。
(2)编制驱动程序,使开关的组合值在LED上显示出来。
答:
(1)
R
R
R
PF0
PF1
PF2
3.意愿调查评估法
(5)建设项目对环境影响的经济损益分析。
PF4
PG0
2)规划实施可能对环境和人群健康产生的长远影响。
PG1
建设项目所处环境的敏感性质和敏感程度是确定建设项目环境影响评价类别的重要依据,环境影响评价文件应当就该项目对环境的影响做重点分析。
…
PG7
3.建设项目环境影响评价文件的审查要求abcdefgdp
[例题-2005年真题]《中华人民共和国环境影响评价法》规定,建设项目可能造成轻度环境影响的,应当编制( )。
驱动
驱动
VCC
专项规划工业、农业、畜牧业、林业、能源、水利、交通、城市建设、旅游、自然资源开发有关的专项规划。
环境影响报告书
[答疑编号502334050102]
规划环境影响的跟踪评价应当包括下列内容:
二、安全预评价
(2)驱动程序:
Unsignedcharled_dis[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};
Unsignedcharval,key;
rPCONG=0x5555;
rPCONF=0x0100;
key=rPDATF&0x07;
rPDATG=led_dis[key];
rPDATF=0x10;
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