ARM嵌入式系统复习题

嵌入式系统复习题一、简答题1、 什么是嵌入式处理器，嵌入式处理器可以分为几大类？嵌入式处理器是为了完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器，分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统（SOC）。2、 广泛使用的三种类型的操作系统？多道批处理操作系统、分时操作系统以及实时操作系统。3、 什么是RISC？什么是CISC？RISC是精简指令集计算机的缩写。CISC是复杂指令集计算机的缩写。4、 ARM7TDMI中的T、D、S、I分别表示什么含义？T：支持高密度16位的Thumb指令集； D：支持片上调试； S：ARM7TDMI 的可综合（synthesizable）版本（软核）； I：支持EmbededICE观察硬件； M：支持64位乘法5、 ARM7TDMI处理器采用什么样的体系结构，其可寻址地址空间多大？ARM处理器使用冯.诺依曼结构；使用单个平面的232个8位字节地址空间。地址空间可以看作是包含230个32位字，或231个16位半字。6、 ARM7TDMI处理器采用几级流水线处理，使用何种存储器编址方式？ARM7TDMI处理器采用三级流水线；ARM处理器将存储器看做是一个从0开始的线性递增的字节集合。7、 ARM处理器模式和ARM处理器状态有什么区别？ARM处理器模式指用户模式、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。ARM处理器状态指ARM状态和Thumb状态ARM两种处理器状态下均有上述7种模式。8、 ARM7TDMI内部寄存器特点？分别为31个通用32位寄存器和6个状态寄存器。它们不能在同一使劲同时被访问，对其的访问取决于处理器状态和处理器模式。9、 ARM7TDMI有几种寻址方式？寄存器寻址、立即寻址、寄存器移位寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、多寄存器寻址、堆栈寻址、相对寻址。10、 ARM7的内部寄存器R13、R14、R15的主要功能和作用？R13：堆栈指针，用于保存堆栈的出入口处地址、保存待使用寄存器的内容R14：连接寄存器，当使用BL指令调用子程序时，返回地址将自动存入14中；当发生异常时，将R14对应的异常模式版本设置为异常返回地址；其他时候作为通用寄存器。 R15：程序寄存器，总是指向正在“取指”的指令11、 请说明MOV指令与LDR加载指令的区别和用途？LDR的操作数既可以来源于寄存器也可以来源于存储器，MOV的操作数能来源于寄存器。LDR指令从内存中读取数据放入寄存器，用于对内存变量和数据的访问、查表、程序的跳转、外围部件的控制操作等；MOV指令将8位立即数或寄存器传送到目标寄存器（Rd），可用于移位运算等操作。12、 为什么要进行存储器重映射？存储器重映射是为了实现引导块和异常向量表地址的固定。重映射引导块，有利于用户调用其中的某些程序，增加代码的可移植性；异常向量表重映射为了能让ARM内核通过访问0x00000x003F地址访问到其他存储区域的向量表。13、 FIQ、IRQ有什么不同？向量IRQ和非向量IRQ有什么不同？FIQ是快速中断，具有最高优先级，中断处理转入FIQ模式；IRQ是普通中断，优先级低于FIQ，中断处理转入IRQ模式。向量IRQ支持16个向量IRQ中断，16个优先级，能为每个中断源设置服务程序地址；非向量IRQ支持一个非向量IRQ中断，所有中断都共用一个相同的服务程序入口地址。14、 什么是嵌入式处理器的最小系统？最小系统是指提供嵌入式处理器运行所必须的条件的电路与嵌入式处理器共同构成的系统。15、 嵌入式处理器的最小系统包含那些基本电路？最小系统包含时钟系统、供电系统、复位及其配置系统、存储器系统（可选）、调试测试系统（可选）。基本电路包括：末级电源电路、前级电源电路、时钟电路、复位电路、程序存储器（可选）、调试接口电路（可选）。二、问答题1、 ARM7TDMI支持哪几种指令集，各有什么特点？支持ARM指令集和Thumb指令集两种。ARM指令集：指令32位，效率高，代码密度低，所有ARM指令都是可以有条件执行的 。Thumb指令集：指令16位，代码密度较高，Thumb指令仅有一条指令具备条件执行功能。保持ARM的大多数性能上的优势，是ARM指令集的子集。2、 ARM7TDMI有几种处理器模式，简单介绍该几种模式的工作特点？ARM7TDMI有7种处理器模式。用户模式：正常程序运行的工作模式，不能直接从用户模式切换到其它模式系统模式：用于支持操作系统的特权任务等，可以直接切换到其它模式快中断模式：用于快速中断处理，支持高速数据传输及通道处理，只有在FIQ异常响应时，才进入此模式。中断模式：用于通用中断处理，只有在IRQ异常响应时，才进入此模式。管理模式：供操作系统使用的一种保护模式，只有在系统复位和软件中断响应时，才进入此模式。中止模式：用于虚拟内存和/或存储器保护。未定义模式：支持软件仿真的硬件协处理器，只有在未定义指令异常响应时，才进入此模式。3、 什么是引导程序？什么是启动程序？两者有什么区别？引导程序是ARM微处理器在上电或复位后首先运行Boot Block中的一段代码；启动程序是在运行引导程序后，正式运行用户main函数之前，还需要运行一段代码引导程序由芯片厂商固化在芯片中，功能包括：判断运行哪个存储器上的程序、检查用户代码是否有效、判断芯片是否被加密、芯片的在应用编程(IAP)以及在系统编程功能(ISP)。启动程序由用户添加，功能包括：向量表定义、堆栈初始化、系统变量初始化、中断系统初始化、I/O初始化、外围初始化，地址重映射等操作。三、看图回答问题1、 下图是ARM7处理器的当前程序状态寄存器，请简单说明各位的功能。N：负标志位，运算结果的第31位值，记录标志设置的结果。Z：零标志位，如果标志设置操作的结果为0，则置位。C：进位标志位，记录无符号加法溢出，减法无错位，循环移位。V：溢出标志位，记录标志设置操作的有符号溢出。I：中断禁止标志位，置位时禁止IRQ中断，否则允许IRQ中断使能。F：中断禁止标志位，置位时禁止FIQ中断，否则允许FIQ中断使能。T：控制位，置位时处理器运行在Thumb状态下，清零时处理器运行在ARM状态下。M0M4：模式控制位，定义处理器的7中模式。其余位为保留位，留作将来使用。嵌入式系统复习题1. 什么叫交叉编译？为什么要使用交叉编译？2. ARM7TDMI处理器采用什么样的体系结构，其可寻址地址空间多大？3. ARM处理器的工作模式有哪几种？什么是嵌入式处理器的最小系统？4. 嵌入式处理器的最小系统包含那些基本电路？5. ARM7TDMI支持哪几种指令集，各有什么特点？6. 寄存器R13，R14，R15的专用功能各是什么？7. 寄存器CPSR，SPSR的功能各是什么？8. ARM的异常有哪几种，各进入何种工作模式？他们退出各采用什么指令？9. 什么是小端和大端存储器组织？10. 什么是数据的边界对齐？ 11. 表示递增和递减的满堆栈和空堆栈有哪几种组合，请比较它们的特点。12. 在ARM的立即寻址方式下其立即数如何在指令编码中表示？13. 指令LDR R1,=0xFFF是如何将立即数0xfff读入到R1的？14. FIQ、IRQ有什么不同？向量IRQ和非向量IRQ有什么不同？15. 下图是ARM7处理器的当前程序状态寄存器，请简单说明各位的功能。16. ARM处理器共有多少个32位寄存器，多少个为通用寄存器，多少个状态寄存器。17. uC/OS中开关中断的方法？简述C/OS-II的主要特点。18. 简述C/OS-II实时内核中任务调度器的原理。19. 什么是任务的优先权？UC/OS-II是用什么来描述任务的优先权的。20. 在UC/OS-II中任务有哪5种状态？分别简述5个状态的特征21. UC/OS-II中如何找出具有最高优先级别的就绪任务？什么是可重入函数？简述两种I/O接口的编址方式?22. 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？23. BootLoader在嵌入式系统中主要起什么作用？完成哪些主要的工作？IIC总线接口操作有哪四种操作模式？24. S3C44B0X具有多少个通用I/O口，它们都具有哪些功能？25. S3C44B0X中具有哪几个定时器，分别具有哪些功能特性？