周立功嵌入式系统习题.doc

第一章 思考与练习 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(Embedded Microprocessor Unit, EMPU) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU) 嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP) 嵌入式片上系统(System On Chip) 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）ARM7TDMI中的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）ARM7TDMI采用几级流水线？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（Von Neumann ）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？ M[4:0]（bit[4:0]） （8）描述一下如何禁止IRQ和FIQ中断？ 将CPSR的I位（bit7）置位禁止IRQ中断，将CPSR的F位（bit6）置位禁止FIQ中断 2、存储器格式 定义R0=0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00x4000单元的内容为0小端格式时R2的值00x4000单元的内容为03、处理器异常 请描述一下ARM7TDMI产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？ 异常 发生条件 进入时的模式 返回指令 复位 复位信号有效时 管理 无 未定义指令 当遇到ARM处理器和协处理器都不能识别的指令时 未定义 MOVS PC, R14_und 软件中断异常 用户定义中断指令，用于用户模式下调用特权操作 管理 MOVS PC, R14_svc 中止（预取） 当CPU执行一条来自当前模式无法访问的地址的指令 中止 SUBS PC, R14_abt,#4 中止（数据） 当CPU对当前模式无法访问的地址进行数据传输时 中止 SUBS PC, R14_abt,#8 IRQ 外部中断请求信号有效且外部中断允许 中断 SUBS PC, R14_irq,#4 FIQ 快速中断请求信号有效且快速中断允许 快速中断 SUBS PC, R14_fiq,#4 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。