嵌入式習(xí)題答案

1、第一章習(xí)題答案1. 什么是嵌入式系統(tǒng)？請(qǐng)列舉幾個(gè)常見(jiàn)的嵌入式系統(tǒng)。答：根據(jù)國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）的定義，嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備、機(jī)器和生產(chǎn)線運(yùn)行的裝置（Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。這主要是從產(chǎn)品的應(yīng)用角度加以定義的，由此可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。目前被我國(guó)科學(xué)家普遍認(rèn)同的定義是：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗要求嚴(yán)

2、格的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。常見(jiàn)的嵌入式系統(tǒng)：手機(jī)，DVD，路由器，核磁共振儀，全自動(dòng)洗衣機(jī)。2. 嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)有哪些區(qū)別？答：(1) 以應(yīng)用為中心；(2) 以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)(3) 軟件和硬件可裁減(4) 對(duì)系統(tǒng)性能要求嚴(yán)格（5）軟件的固件化（6）需要專用的開(kāi)發(fā)工具3. 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展分為哪幾個(gè)階段？答：第一階段：無(wú)操作系統(tǒng)的嵌入算法階段。第二階段：以嵌入式CPU為基礎(chǔ)，以簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。第三階段：以嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。第四階段：以基于Internet為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。4. 請(qǐng)列舉嵌入式系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。答：（1）工業(yè)控制領(lǐng)域（2）交通運(yùn)輸領(lǐng)域（3）消費(fèi)

3、電子產(chǎn)品（4）家電領(lǐng)域（5）通信領(lǐng)域（6）商業(yè)和金融領(lǐng)域（7）環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域（8）醫(yī)療領(lǐng)域（9）建筑領(lǐng)域（10）軍事國(guó)防領(lǐng)域（11）航天航空領(lǐng)域第二章習(xí)題答案1. 簡(jiǎn)述簡(jiǎn)單嵌入式系統(tǒng)與復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的主要區(qū)別。答：簡(jiǎn)單嵌入式系統(tǒng)很早就已經(jīng)存在，這類嵌入式系統(tǒng)因?yàn)檐浻布?fù)雜度都很低，一般不使用操作系統(tǒng)，例如常用的單片機(jī)系統(tǒng)。對(duì)于復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)，它的開(kāi)發(fā)模式發(fā)生了極大的改變。一個(gè)復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)不僅硬件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)比單片機(jī)復(fù)雜了許多，更重要的是在該系統(tǒng)中采用了嵌入式操作系統(tǒng)，其應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂貌僮飨到y(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口的計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)。復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)具有更強(qiáng)大的功能，但是簡(jiǎn)單的嵌入式并不

4、會(huì)隨著復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)而消亡。2. 簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。答：嵌入式系統(tǒng)從組成上看，可分為嵌入式硬件系統(tǒng)與嵌入式軟件系統(tǒng)兩大部分。嵌入式硬件層由嵌入式微處理器、嵌入式存儲(chǔ)器系統(tǒng)、通用設(shè)備和IO接口等組成。嵌入式系統(tǒng)的軟件層分為嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件兩大部分。3. 嵌入式處理器分為哪幾類？答：嵌入式處理器可分為以下四種：嵌入式微控制器(MicroController Unit，MCU)，嵌入式微處理器(Embedded Microprocessor Unit，EMPU)，嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor，EDSP)和嵌入式片上

5、系統(tǒng)(System on Chip，SoC)。4. ARM中常用的嵌入式存儲(chǔ)器都有哪些？答：ARM系統(tǒng)的存儲(chǔ)器可以分為片內(nèi)存儲(chǔ)器和片外存儲(chǔ)器。片內(nèi)一般以RAM或SRAM為主。片外通常以Flash和SDRAM為主。嵌入式系統(tǒng)中常用的幾種內(nèi)存有Flash、SRAM、SDRAM、DDRSDRAM等。5. 嵌入式系統(tǒng)中常用的外設(shè)接口都有哪些？答：串行接口UART，USB接口，IrDA紅外線接口，SPI（串行外圍設(shè)備接口），I2C總線接口，CAN總線接口，Ethernet（以太網(wǎng)接口）等。6. 嵌入式系統(tǒng)中常用的輸入輸出設(shè)備都有哪些？答：嵌入式系統(tǒng)中輸入形式一般包括觸摸屏、語(yǔ)音識(shí)別、按鍵、鍵盤和虛擬鍵盤

6、。輸出設(shè)備主要有LCD 顯示和語(yǔ)音輸出。7. 簡(jiǎn)述嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，請(qǐng)列舉幾個(gè)常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)。答：（1）可裝卸性（2）強(qiáng)實(shí)時(shí)性（3）統(tǒng)一的接口（4）強(qiáng)穩(wěn)定性，弱交互性（5）固化代碼。常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)有Windows CE、VxWorks、C/OS、嵌入式linux。8. 簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)。答：需要交叉開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境，軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員以應(yīng)用專家為主，軟件要求固態(tài)化存儲(chǔ)，軟件代碼高質(zhì)量、高可靠性 ，系統(tǒng)軟件的高實(shí)時(shí)性9. 簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。答：10. 簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與通常PC 機(jī)上的軟件開(kāi)發(fā)有什么區(qū)別。答：系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)模式可以分為兩類：本地開(kāi)發(fā)

7、模式和交叉開(kāi)發(fā)模式。嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與通常PC 機(jī)上的軟件開(kāi)發(fā)有很大的區(qū)別，原有的PC機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程從編寫程序、編譯和運(yùn)行等過(guò)程全在同一個(gè)PC 機(jī)平臺(tái)上完成，屬于本地開(kāi)發(fā)(native)；嵌入式開(kāi)發(fā)的程序編寫和編譯與原來(lái)一樣還在PC 機(jī)(host)上完成，但編譯產(chǎn)生的結(jié)果要在嵌入式目標(biāo)平臺(tái)（target）上運(yùn)行。通常將這種在主機(jī)上開(kāi)發(fā)編譯，在目標(biāo)平臺(tái)上調(diào)試運(yùn)行的開(kāi)發(fā)模式稱為交叉開(kāi)發(fā)。同樣運(yùn)行在主機(jī)上的編譯器（例如GCC）編譯程序產(chǎn)生目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的可執(zhí)行程序的編譯過(guò)程稱為交叉編譯。嵌入式系統(tǒng)采用這種交叉開(kāi)發(fā)、交叉編譯的開(kāi)發(fā)環(huán)境主要是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)是種專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采用量體裁衣量身定制的方法

8、制造。11. 簡(jiǎn)述宿主機(jī)目標(biāo)機(jī)的開(kāi)發(fā)模式。答：交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境是指編譯、鏈接和調(diào)試嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境，它與運(yùn)行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同，通常采用宿主機(jī)目標(biāo)機(jī)模式。宿主機(jī)（host）一般采用一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)（如PC機(jī)或者工作站），它通過(guò)串口（Serial）或者以太網(wǎng)（Ethernet）接口與目標(biāo)機(jī)通信。宿主機(jī)的軟硬件資源比較豐富，不但包括功能強(qiáng)大的操作系統(tǒng)（如 Windows 和 Linux），而且還有各種各樣優(yōu)秀的開(kāi)發(fā)工具（如 WindRiver 的Tornado、Microsoft的Embedded Visual C+等），能夠大大提高嵌入式應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)速度和效率。目標(biāo)機(jī)（target）一

9、般在嵌入式應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和調(diào)試期間使用，用來(lái)區(qū)別與嵌入式系統(tǒng)通信的宿主機(jī)。目標(biāo)機(jī)可以是嵌入式應(yīng)用軟件的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，也可以是能夠替代實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的仿真系統(tǒng)，但軟硬件資源通常都比較有限。嵌入式系統(tǒng)的交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境一般包括交叉編譯器、交叉調(diào)試器和系統(tǒng)仿真器（Emulator），其中交叉編譯器用于在宿主機(jī)上生成能在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的代碼，而交叉調(diào)試器和系統(tǒng)仿真器則用于在宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)間完成嵌入式軟件的調(diào)試。第三章習(xí)題答案1. 簡(jiǎn)述ARM處理器的特點(diǎn)。答：ARM 處理器采用 RISC架構(gòu)，具有 RISC的一般特點(diǎn)：l 采用大量的寄存器，指令執(zhí)行速度更快；l 尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高；l 采用固定長(zhǎng)度的指

10、令格式；l 大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中進(jìn)行，通過(guò) Load/Store 的體系結(jié)構(gòu)在內(nèi)存和寄存器之間傳遞數(shù)據(jù)。因此ARM 處理器的內(nèi)核很小，功耗也就很低。ARM 處理器還采用了一些特別的技術(shù)，在保證高性能的同時(shí)盡量減小芯片體積，降低芯片的功耗。這些技術(shù)包括：l 在同一條數(shù)據(jù)處理指令中包含算術(shù)邏輯處理單元處理和移位處理；l 使用地址自動(dòng)增加（減少）來(lái)優(yōu)化程序中循環(huán)處理；l Load/Store 指令可以批量傳輸數(shù)據(jù)，從而提高傳輸數(shù)據(jù)的效率；l 所有指令都可以根據(jù)前面指令執(zhí)行結(jié)果，決定是否執(zhí)行，以提高指令執(zhí)行的效率；l 支持 Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集，能很好地兼容 8位/16

11、位器件。2. 嵌入式RISC處理器ARM7TDMI中TDMI的基本含義分別是什么？答：T ：支持16 位壓縮指令集Thumb。D ：支持JTAG調(diào)試器，可片上Debug。M ：支持64位長(zhǎng)乘法指令I(lǐng)： 嵌入式跟蹤宏單元（ICE）。3. 常用的ARM處理器系列都有哪些？答：ARM 處理器目前應(yīng)用比較多的是ARM7 系列、ARM9 系列、ARM9E 系列、ARM10E 系列、SecurCore 系列、Intel 的StrongARM、Xscale 等多個(gè)系列，最新的系列是ARM11系列。4. ARM處理器一般支持的的數(shù)據(jù)類型都有哪些？答：8位有符號(hào)字節(jié)類型數(shù)據(jù)；8 位無(wú)符號(hào)字節(jié)類型數(shù)據(jù)；16 位有

12、符號(hào)半字類型數(shù)據(jù)；16 位無(wú)符號(hào)半字類型數(shù)據(jù)；32 位有符號(hào)字類型數(shù)據(jù)；32 位無(wú)符號(hào)字類型數(shù)據(jù)。5. 什么是大端模式？什么是小端模式？請(qǐng)舉例說(shuō)明它們的區(qū)別。所謂的大端模式，是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的高地址中，而數(shù)據(jù)的高位保存在內(nèi)存 的低地址中。所謂的小端模式，是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的低地址中，而數(shù)據(jù)的高位保存在內(nèi)存的高地址中。若寄存器R1=0x，分別按小端模式和大端模式存儲(chǔ)在0x2000字單元中，下圖分別為在兩種模式下內(nèi)存的存儲(chǔ)內(nèi)容。6. 請(qǐng)簡(jiǎn)述ARM7TDMI采用哪幾級(jí)流水線結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明在ARM狀態(tài)下各階段指令地址的關(guān)系。答：ARM7架構(gòu)采用了三級(jí)流水線，分為取指（fetch），譯碼(d

13、ecode)和執(zhí)行(execute)。程序計(jì)數(shù)器R15（PC）總是指向取指的指令，而不是指向正在執(zhí)行的指令或者正在譯碼的指令。對(duì)于ARM狀態(tài)下指令，PC值=當(dāng)前程序執(zhí)行位置。7.簡(jiǎn)述ARM和THUMB狀態(tài)的區(qū)別，舉例說(shuō)明使用什么指令從ARM狀態(tài)轉(zhuǎn)換為Thumb狀態(tài)。答：ARM狀態(tài)：處理器執(zhí)行32位的字對(duì)齊的ARM指令；Thumb狀態(tài)：處理器執(zhí)行16位的半字對(duì)齊的Thumb指令。 ARM指令集和Thumb指令集均有切換處理器狀態(tài)的指令BX。從ARM狀態(tài)轉(zhuǎn)換到Thumb狀態(tài)：ADR R0, TSTART+ 1 BX R0 8. ARM處理器有哪些工作模式？哪些是特權(quán)模式？哪些是異常模式？答：ARM

14、體系結(jié)構(gòu)支持7種工作模式（Processor modes），分別為用戶模式（usr）、快中斷模式（fiq）、中斷模式（irq）、管理模式（svc）、數(shù)據(jù)訪問(wèn)終止模式（abt）、系統(tǒng)模式（sys）、及未定義指令中止模式（und）。除去用戶模式外的其他6種處理器工作模式稱為特權(quán)模式（Privileged Modes）。除去用戶模式和系統(tǒng)模式以外的5種處理器工作模式稱為異常模式（Exception Modes）9.ARM處理器共有多少個(gè)寄存器？在所有工作模式下，哪些寄存器都指向同一個(gè)物理寄存器？答：ARM處理器含有37個(gè)物理上獨(dú)立的寄存器，其中包括31個(gè)通用寄存器和6個(gè)狀態(tài)寄存器。R0-R12寄存器

15、在所有工作模式下都指向同一個(gè)物理寄存器。10.簡(jiǎn)述CPSR寄存器控制位的作用。答：（1）中斷禁止位I、F：I=1 禁止IRQ中斷；F=1 禁止FIQ中斷。（2）T標(biāo)志位：該位反映處理器的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)該位為1時(shí)，程序運(yùn)行于Thumb狀態(tài)，當(dāng)該位為0時(shí)，表示運(yùn)行于ARM狀態(tài)。(3) 運(yùn)行模式位M4:0：M0、M1、M2、M3、M4是模式位。這些位決定了處理器的運(yùn)行模式。11. ARM的異常中斷包含哪些類型？它們的優(yōu)先級(jí)順序是怎樣的？它們的異常向量地址是多少？答：12. 當(dāng)處理異常時(shí)，ARM內(nèi)核會(huì)做哪些處理？答：ARM 處理器對(duì)異常中斷的響應(yīng)過(guò)程如下：（1） 保存處理器當(dāng)前狀態(tài)、中斷屏蔽位以及各條件

16、標(biāo)志位。這是通過(guò)將當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR 的內(nèi)容保存到將要執(zhí)行的異常中斷對(duì)應(yīng)的SPSR 寄存器中實(shí)現(xiàn)的。各異常中斷有自己的物理SPSR 寄存器。（2） 設(shè)置當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR中相應(yīng)的位。包括設(shè)置CPSR中的控制模式位，使處理器進(jìn)入相應(yīng)的執(zhí)行模式；設(shè)置CPSR中的中斷禁止位，如果進(jìn)入IRQ 模式時(shí)，禁止IRQ 中斷，如果當(dāng)進(jìn)入FIQ 模式時(shí)，禁止FIQ 中斷。（3） 將寄存器LR_mode設(shè)置成返回地址。（4） 將程序計(jì)數(shù)器值（PC）設(shè)置成該異常中斷的中斷向量地址，從而跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的異常中斷處理程序執(zhí)行。13. 當(dāng)異常結(jié)束時(shí)，ARM內(nèi)核會(huì)做哪些處理？答：ARM 系統(tǒng)處理完中斷后從異常中

17、斷處理程序中返回包括下面的步驟：（1） 恢復(fù)被中斷的程序的處理狀態(tài)，即將SPSR_mode 寄存器內(nèi)容復(fù)制到當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR 中。（2）返回到發(fā)生異常中斷的指令的下一條指令處執(zhí)行。即將LR_mode 寄存器的內(nèi)容復(fù)制程序計(jì)數(shù)器PC 中。因?yàn)檎麄€(gè)應(yīng)用系統(tǒng)是從復(fù)位異常中斷處理程序執(zhí)行的，所以復(fù)位異常中斷處理程序不需要返回。第四章習(xí)題答案1. 請(qǐng)列舉ARM處理器的指令尋址方式。哪種尋址方式是ARM指令集特有的尋址方式？答：ARM處理器具有9種基本尋址方式，分別為立即尋址、寄存器尋址、寄存器移位尋址、寄存器間接尋址、基址尋址、多寄存器尋址、堆棧尋址、塊拷貝尋址、相對(duì)尋址。寄存器移位尋址是AR

18、M指令集特有的尋址方式。2. 在ARM數(shù)據(jù)處理指令中，第二個(gè)操作數(shù)都有哪幾種形式？答：第2 個(gè)操作數(shù)的三種形式如下。立即數(shù)，例如：MOV R0,#0x0000F200 ；寄存器方式，例如：ADD R1，R1，R2；寄存器移位方式，例如：ANDS R1,R1,R2,LSL R3。3. 請(qǐng)分別寫出調(diào)用子程序、子程序返回所使用的指令，并簡(jiǎn)述所用指令的工作過(guò)程。答：用BL指令調(diào)用子程序。BL指令先將下一條指令的地址拷貝到R14（即LR）連接寄存器中，然后跳轉(zhuǎn)到指定地址運(yùn)行指令。子程序返回的指令是：MOV PC, LR。4. 如圖：存儲(chǔ)器地址4010H，4014H，4018H的內(nèi)容分別為1，2，3。寄存

19、器R1，R2，R3的值都為0。R0的值為0x4010。問(wèn)：給出指令執(zhí)行后，寄存器R0,R1,R2,R3的結(jié)果。（IA：每次傳送后地址加4）LDMIA R0！,R1-R3答：5. 閱讀下面程序，并回答問(wèn)題。AREAExample1,CODE,READONLY; 聲明代碼段Example1 ENTRY ; 標(biāo)識(shí)程序入口CODE32 START MOVR0,#20- (1) MOVR1,#10LDRR5,=0x- (2)ANDS R2,R5,#0x20- (3)CMPR2,#0- (4)ADDEQR0,R0,#1- (5)ADDNER1,R1,#1- (6)HALTBHALT END ; 文件結(jié)束a

20、) 請(qǐng)回答匯編語(yǔ)句（1）（2）（3）（4）（5）（6）的含義。b) 此程序?qū)崿F(xiàn)什么功能？答：a) 語(yǔ)句（1）把常數(shù)20送到R0；語(yǔ)句（2）使用LDR偽指令把常數(shù)0x送到R5；語(yǔ)句（3）將R5中的數(shù)據(jù)與0x20相與，影響標(biāo)志位；語(yǔ)句（4）將R2的數(shù)據(jù)與0比較；語(yǔ)句（5）如果相等R0加1；語(yǔ)句（6）不相等R1加1（6分）測(cè)試數(shù)據(jù)0x的bit4（第五位）。如果是0，R0中的數(shù)據(jù)20加1。如果是1，R1中的數(shù)據(jù)10加1。（2分）6. 用匯編語(yǔ)言編寫程序，求1到50的累加和。答：AREAExample1,CODE,READONLYENTRY CODE32START LDR R5,=0xMOVR0,#0

21、MOVR1,#1LOOPBL SUMB LOOP SUMADDSR0,R0,R1ADD R1,R1,#1CMP R1,#50BLHI HALTMOVPC,LR HALT STR R0,R5B .END7. 請(qǐng)說(shuō)明匯編語(yǔ)句STRB R2,R0,#4和STR R2,R0,#4！的區(qū)別。答：mem8R0+4=R2；R0不變 mem32R0+4= R2；R0=R0+4mem32表示存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元中存放的32位字?jǐn)?shù)據(jù)，mem16表示存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元中存放的16位半字?jǐn)?shù)據(jù)，mem8表示存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元中存放的8位字節(jié)數(shù)據(jù)8. 請(qǐng)說(shuō)明MOV指令和LDR指令在傳送立即數(shù)時(shí)，使用方法的區(qū)別。答：MOV傳送8位

22、位圖數(shù)據(jù)，例如：MOVR1，#0xFF；LDR偽指令傳送32位立即數(shù)，例如：LDR R0,=0x。9. 請(qǐng)列舉ARM處理器的四種堆棧類型，并說(shuō)明它們的特點(diǎn)和區(qū)別。答：（1）滿遞增堆棧 FA：堆棧指針指向最后壓入的數(shù)據(jù)，且由低地址向高地址生長(zhǎng)。（2）滿遞減堆棧 FD：堆棧指針指向最后壓入的數(shù)據(jù)，且由高地址向低地址生長(zhǎng)。（3）空遞增堆棧EA：堆棧指針指向下一個(gè)將要放入數(shù)據(jù)的空位置，且由低地址向高地址生長(zhǎng)。（4）空遞減堆棧ED：堆棧指針指向下一個(gè)將要放入數(shù)據(jù)的空位置，且由高地址向低地址生長(zhǎng)。10. 可以對(duì)狀態(tài)寄存器操作的指令都有哪些，如何使用。答：ARM指令集提供了2條指令，可直接控制程序狀態(tài)寄存器

23、（psr，Program State Register）。MRS指令用于將CPSR或SPSR的值傳送到通用寄存器中。MSR指令與之相反，用于將通用寄存器的內(nèi)容或者立即數(shù)傳送到到CPSR或SPSR中。例如：MRS R1，CPSRBIC Rl，Rl，#0x80 ；0b0lMSR CPSR_c，Rl練習(xí)題閱讀下面程序，并回答問(wèn)題。AREAExample1,CODE,READONLY; 聲明代碼段Example1 ENTRY CODE32START LDR R0,=0x- (1) MOVR1,#0x2000 - (2)STR R1,R0 - (3) SUBR2,R1,#2 - (4)STRB R2,R

24、0,#4- (5)B .END ; 文件結(jié)束a) 程序中分號(hào)的作用是什么？b) 請(qǐng)回答匯編語(yǔ)句（1）（2）（3）（4）（5）的含義。c) 如果將匯編語(yǔ)句（5）STRB R2,R0,#4改為STRB R2,R0,#4！，有什么不同？ 答案分號(hào)后面的內(nèi)容是對(duì)程序的注釋。語(yǔ)句（1）使用LDR偽指令將地址數(shù)據(jù)0x送入R0；語(yǔ)句（2）將常數(shù)0x2000送入R1；語(yǔ)句（3）將數(shù)據(jù)0x2000存儲(chǔ)到地址為0x的存儲(chǔ)空間中；語(yǔ)句（4）將R1中的數(shù)據(jù)減2，結(jié)果0x1FFE送到R2；語(yǔ)句（5）將數(shù)據(jù)0x1FFE的低位字節(jié)數(shù)據(jù)0xFE存儲(chǔ)到地址為0x的存儲(chǔ)空間中。STRB R2,R0,#4執(zhí)行后，R0的值為0x；S

25、TRB R2,R0,#4執(zhí)行后，R0的值為0x。第五章習(xí)題答案1. 簡(jiǎn)述Xscale內(nèi)核的特點(diǎn)。答：ARM 的體系結(jié)構(gòu)是基于RISC 的，XSCALE 是ARM 處理器的一種，所以XSCLAE具有RISC 的基本特性。XScale 的超流水線（SuperPipeline）技術(shù)，主頻高達(dá)600MHz 以上。高效的存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)，主要包括32KB D-Cache、32KB I-Cache、2KB Mini Dcache、Fill Buffers、ending Buffers以及4.8GB/s帶寬的存儲(chǔ)總線，使處理器可以高效訪問(wèn)存儲(chǔ)器。實(shí)現(xiàn)了基于統(tǒng)計(jì)分析的分支預(yù)測(cè)功能部件。XScale對(duì)ARM的乘加

26、邏輯進(jìn)行了增強(qiáng)，增加了8 條 DSP 指令。2. 簡(jiǎn)述PAX270處理器的結(jié)構(gòu)和主要的通信模塊。答：CPU 520M 運(yùn)行能力；XSCALE 構(gòu)架，并帶有無(wú)線MMX 指令集；7 級(jí)流水線；32KB的指令cache , 32KB 的數(shù)據(jù) cache, 2KB微型數(shù)據(jù)cache；外部擴(kuò)充存儲(chǔ)器控制器；256KB 內(nèi)部 SRAM；豐富的串行接口： AC97 AUDIO PORT； IIS PORT；USB HOST，USB DEVICE；USB OTG；3個(gè)UART，紅外通訊接口；標(biāo)準(zhǔn)IEEE JTAG，支持邊界掃描；實(shí)時(shí)時(shí)鐘 和系統(tǒng)時(shí)鐘；中斷控制器；LCD 控制器；SDRAM controller

27、, 支持4 個(gè) BANK，最高可以運(yùn)行在104M。外部SDRAM可以是2.5V 3.0V 或3.3V；支持PCMCIA and Compact Flash；SD Card / MMC Controller (with SPI mode support)；2個(gè)IIC Controllers；3 個(gè)SSP Controllers；CAMERA接口；121 個(gè)多功能GPIO；4種LOWPOWER模式；4個(gè)PWM3. 簡(jiǎn)述GPIO模塊的特點(diǎn)。答：PXA270處理器提供121個(gè)多功能輸入/輸出引腳，除了可以選擇作為基本輸入/輸出使用外，還可以選擇它的復(fù)用功能，復(fù)用功能包括串口通信接口，定時(shí)器輸出，外部中

28、斷等。當(dāng)多功能輸入/輸出引腳作為高速的通用GPIO接口時(shí)，可以用來(lái)生成和捕捉外設(shè)的輸出和輸入信號(hào)。每個(gè)GPIO引腳通過(guò)編程控制可實(shí)現(xiàn)輸出或輸入功能。 當(dāng)GPIO引腳作為輸入時(shí)，通過(guò)設(shè)置上升或下降沿檢測(cè)，可作為一個(gè)中斷源來(lái)使用。4. GPIO模塊中如何選擇引腳的功能，舉例說(shuō)明。答：通過(guò)寄存器GPDR和GAFR來(lái)選擇引腳功能，在使用寄存器GAFR設(shè)置GPIO引腳功能之前，必須先通過(guò)寄存器GPDR設(shè)置引腳的方向。例如：設(shè)定將GPIO118為SDA輸出引腳，首先利用寄存器GPDR3設(shè)定 GPIO118是輸出引腳，當(dāng)GAFR3的Bit13:12=01時(shí)，將GPIO118復(fù)用為SDA輸出引腳。代碼如下：G

29、PDR3= GPDR3| (0x0122);GAFR3_U = GAFR3_U &(0x1112)|(AF1 12);5. 編寫程序代碼，實(shí)現(xiàn)設(shè)置GPIO8和GPIO41為輸出功能，GPIO8為低電平輸出，設(shè)置GPIO41為高電平輸出。答：#define GPDR0(*(volatile unsigned char*)(0x40E0000C)#define GPDR1(*(volatile unsigned char*)(0x40E00010)#define GPCR0(*(volatile unsigned char*)(0x40E00024)#define GPSR1(*(volatile

30、 unsigned char*)(0x40E0001C) GPDR0= GPDR0 | (0x018); GPCR0= GPCR0 | (0x018); GPDR1= GPDR1 | (0x019); GPSR1= GPSR1 | (0x019); 6. PAX270有幾個(gè)UART單元，各有什么用途？答：PAX270有三個(gè)UART單元。全功能UART：FFUART支持調(diào)制解調(diào)器控制功能，最高波特率可達(dá)到 bps。藍(lán)牙UART：BTUART是一個(gè)高速的UART，所支持的波特率可達(dá)到 bps，并且可以連接到藍(lán)牙模塊，但只支持調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)中的CTS和RTS信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)UART：STUART的最高

31、波特率可達(dá)到 bps，但不支持調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)。7. 串行通訊的傳輸模式有哪些？簡(jiǎn)述RS232C接口的通信原理。答：串行通訊的傳輸模式有三種：?jiǎn)喂?、半雙工和雙工。RS232是全雙工的數(shù)據(jù)發(fā)送模式，利用RS232通信時(shí)，僅適用3根基本的數(shù)據(jù)傳輸線有：RXD、TXD、GND 。TXD（發(fā)送線）：數(shù)據(jù)發(fā)送信號(hào)線 ，數(shù)據(jù)由該腳發(fā)出，送上通信線，沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，邏輯電平為“1”；RXD（接收線）：數(shù)據(jù)接收信號(hào)線，從通信信號(hào)線來(lái)的數(shù)據(jù)，從該腳引入，在無(wú)信息時(shí)候，邏輯電平為“1”；GND（地線）: 參考地信號(hào)線，為其他信號(hào)線提供電平參考。8. 簡(jiǎn)述UART模塊的通信原理。答：每個(gè)UART 能將從RXD 端

32、接收的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿械臄?shù)據(jù)，并且能夠?qū)?lái)自處理器的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化串行數(shù)據(jù)，然后通過(guò)TXD 端發(fā)送出去。根據(jù)UART 是否在FIFO 模式下執(zhí)行，發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)會(huì)有選擇的鎖存在發(fā)送/接收FIFO。例如，當(dāng)UART在接收數(shù)據(jù)時(shí)，來(lái)自RXD 端的數(shù)據(jù)首先會(huì)經(jīng)過(guò)接收移位寄存器，然后組織成一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，如果運(yùn)行在FIFO 模式，數(shù)據(jù)會(huì)首先鎖存在接收FIFO 里，同時(shí)接收緩沖寄存器RBR 會(huì)保存FIFO 第一字節(jié)單元數(shù)據(jù)，F(xiàn)IFO 的內(nèi)容可以通過(guò)連續(xù)讀取RBR 獲得，每讀寫完一次后，F(xiàn)IFO第一字節(jié)單元數(shù)據(jù)會(huì)被移出。當(dāng)UART 收到來(lái)自總線的并行數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)首先進(jìn)入發(fā)送緩沖寄存器THR，如果工作在F

33、IFO 模式，數(shù)據(jù)會(huì)再被鎖存在發(fā)送FIFO，最后才被送入發(fā)送移位寄存器，將并行數(shù)據(jù)以逐位方式在TXD 端發(fā)送出去，每次向THR 寫入的數(shù)據(jù)（有效數(shù)據(jù)最長(zhǎng)為8 位）會(huì)被送入FIFO，只有FIFO 的第一字節(jié)單元會(huì)被送入發(fā)送移位寄存器里，并且在FIFO里還未發(fā)送的數(shù)據(jù)會(huì)逐漸上移到第一字節(jié)單元。無(wú)論是接收還是發(fā)送，當(dāng)運(yùn)行在nonFIFO方式時(shí)，數(shù)據(jù)不會(huì)被鎖存在FIFO，而只會(huì)被鎖存在寄存器RBR 或THR，可以簡(jiǎn)單認(rèn)為在nonFIFO 時(shí)，RBR 和THR 分別與接收移位寄存器和發(fā)送移位寄存器直接相連。9. 使用FFUART進(jìn)行異步傳輸數(shù)據(jù)，以波特率為9600傳送數(shù)據(jù)，則寄存器FFDLH和FFDLL

34、應(yīng)如何設(shè)置？答：波特率發(fā)生器的時(shí)鐘通過(guò)PXA270的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)設(shè)定，采用 14.7456MHz 作為固定的輸入時(shí)鐘，并且可以對(duì)它以 1 至（216-1）分頻。波特率發(fā)生器的時(shí)鐘必須是波特率的16倍，波特率（BaudRate）可以通過(guò)以下公式計(jì)算：FUART以波特率為9600傳送數(shù)據(jù)，即baudrate=9600，經(jīng)公式計(jì)算得 Divisor=96，配置 FFDLH=0X0 ，F(xiàn)FDLL=0x60。10. 請(qǐng)編寫使用FFUART采用查詢方式發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的函數(shù)。答：（1）接收數(shù)據(jù)函數(shù)int SerialInputByte(char *c) if(FFLSR & 0x)=0) return 0

35、; else *c = FFRBR; return 1; （2）發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)void SerialOutputByte(const char c) while (FFLSR & 0x) = 0 );FFTHR = (ulong)c & 0xFF); if (c=n)SerialOutputByte(r); void SerialOutputString(char * str) int i=0; while( (*(str+i)!=0) SerialOutputByte(*(str+i); i+; 11. 簡(jiǎn)述PXA270中斷控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。答：PXA270中斷控制器，通過(guò)設(shè)置寄存器 ICMR

36、 屏蔽中斷源。通過(guò)設(shè)置寄存器 ICLR 對(duì)中斷源分類，即可以讓中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求以 IRQ 中斷方式或以 FIQ 中斷方式被處理。查詢寄存器 ICPR 得知 32 個(gè)中斷源當(dāng)前是否有中斷請(qǐng)求，在 ICPR 寄存器上顯示發(fā)出中斷請(qǐng)求的中斷源不受 ICMR 影響，即 ICMR 即使屏蔽某個(gè)中斷源，只要中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求，ICPR 仍然會(huì)在相應(yīng)的位上顯示“1”。查詢寄存器 ICIP 得知以 IRQ 方式被處理的中斷源是否發(fā)出中斷請(qǐng)求，該寄存器受到 ICMP 影響。即 ICIP ICPR & ICMR & （ICLR）。查詢寄存器 ICFP 得知以 FIQ 方式被處理的中斷源是否發(fā)出中斷請(qǐng)求，該寄存

37、器受到 ICMP 影響。即 ICFP ICPR & ICMR & ICLR。第六章習(xí)題答案1. 簡(jiǎn)述基于 Xscale PXA 270 處理器的 EELiod 270 開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)嵌入式Linux系統(tǒng)的交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建過(guò)程。答：構(gòu)建基于嵌入式linux的交叉編譯環(huán)境的構(gòu)建過(guò)程主要包括以下幾方面的內(nèi)容。第一：安裝一臺(tái)裝有指定操作系統(tǒng)的PC機(jī)作宿主開(kāi)發(fā)機(jī)，宿主機(jī)器在硬件上需具備標(biāo)準(zhǔn)串口、并口和網(wǎng)口，對(duì)于嵌入式Linux，宿主機(jī)上的操作系統(tǒng)一般要求為Redhat Linux，在此，我們推薦使用Redhat 9.0作為宿主機(jī)（開(kāi)發(fā)主機(jī)）的操作系統(tǒng)。第二：檢測(cè)目標(biāo)機(jī)與宿主機(jī)的連接，通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)通信，

38、查看目標(biāo)機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)容。在windows 下使用超級(jí)終端，在 linux 下使用minicom。第三：在宿主機(jī)上建立交叉編譯環(huán)境。利用GNU 編譯器的交叉編輯工具鏈，生成可在ARM系統(tǒng)架構(gòu)上執(zhí)行的二進(jìn)制可執(zhí)行程序。第四：實(shí)現(xiàn)目標(biāo)機(jī)與宿主機(jī)之間文件的傳輸。設(shè)置統(tǒng)一段的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)nfs網(wǎng)絡(luò)文件共享文件，F(xiàn)TP網(wǎng)絡(luò)傳輸上傳下載文件。第五：燒寫嵌入式Linux內(nèi)核、Bootloader、文件系統(tǒng)映像以及應(yīng)用程序到目標(biāo)板。軟件的更新通常使用串口或網(wǎng)口，最初的Bootloader 燒寫是通過(guò)并口進(jìn)行的。2. 宿主PC機(jī)上如何查看XSBase 270目標(biāo)板系統(tǒng)的內(nèi)容？答：在Linux操作系統(tǒng)安裝完成后，就可以

39、使用Linux下的 minicom來(lái)檢測(cè)宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的連接。在Windows 下面可使用超級(jí)終端。3. 如何測(cè)試交叉編譯環(huán)境是否建立成功？答：首先，使用VI 編輯器創(chuàng)建一個(gè)hello.c 文件。rootlocalhost xscale270# vi hello.c編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的程序來(lái)打印出一行簡(jiǎn)單的信息：Welcome Emdoor!。保存并退出該文件。使用如下的命令來(lái)編譯該文件。rootlocalhost xscale270# gcc -o hello hello.crootlocalhost xscale270# arm-linux-gcc -o hello hello.cgcc編程生成

40、的是X86系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的二進(jìn)制文件。arm-linux-gcc是在在宿主機(jī)中，交叉編譯hello.c源程序，并查看生成的.o目標(biāo)文件。調(diào)用交叉編譯器arm-linux-gcc編譯hello.c文件使用file 命令來(lái)分別查看編譯出的二進(jìn)制文件hello和hello-arm。rootlocalhost xscale270# file hellorootlocalhost xscale270# file hello-arm編譯器arm-linux-gcc 生成的可執(zhí)行文件hello-arm文件是不能在宿主PC機(jī)上運(yùn)行的，只能在XSBase 270目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行。4. 如何實(shí)現(xiàn)宿主PC機(jī)與XSBase 2

41、70目標(biāo)板的通信。答：要使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊和文件傳輸，必須使宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)是相同的網(wǎng)段。例如設(shè)置宿主機(jī)的IP地址：00；目標(biāo)機(jī)的IP地址：0。在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，可采用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) NFS 可以將 PC 機(jī)上的一部分文件系統(tǒng)作為目標(biāo)機(jī)的資源，這樣可以彌補(bǔ)目標(biāo)機(jī)存儲(chǔ)空間的不足。文件傳輸協(xié)議 ftp（File Transimit Protocol）利用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)文件的傳輸。需要上傳的文件應(yīng)保存到宿主機(jī)的/var/ftp/pub 目錄下。5. 簡(jiǎn)述Makefile的基本結(jié)構(gòu)。答：Makefile文件由一組依賴關(guān)系和規(guī)則構(gòu)成。每個(gè)依賴關(guān)系有一個(gè)目標(biāo)（即將要?jiǎng)?chuàng)建

42、的文件）和一組該目標(biāo)所依賴的源文件組成。Makefile 的基本結(jié)構(gòu)：target ：dependency_files command 結(jié)構(gòu)中各部分的含義如下：l target（目標(biāo)）：一個(gè)目標(biāo)文件，可以是 Object 文件，也可以是執(zhí)行文件，還可以是一個(gè)標(biāo)簽（Label）。l dependency_files（依賴文件）：要生成目標(biāo)文件（target）所依賴哪些文件。l command（命令）：創(chuàng)建項(xiàng)目時(shí)需要運(yùn)行的shell命令6. 使用Makefile編譯程序的優(yōu)點(diǎn)是什么？答：在 Linux環(huán)境下，對(duì)于只含有幾個(gè)源代碼文件的小程序的編譯，可以手工輸入命令對(duì)源代碼文件逐個(gè)進(jìn)行編譯。但是在大

43、型的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，一個(gè)工程中的源文件不計(jì)其數(shù)，其按類型、功能、模塊分別放在若干個(gè)目錄中，這時(shí)人們通常利用 GNU make工具來(lái)自動(dòng)完成應(yīng)用程序的維護(hù)和編譯工作。GNU make 工具是通過(guò)解釋Makefile 文件來(lái)完成整個(gè)工程的完全自動(dòng)編譯，極大的提高了軟件開(kāi)發(fā)的效率。Makefile定義了一系列的規(guī)則來(lái)指定哪些文件需要先編譯，哪些文件需要后編譯，哪些文件需要重新編譯。Makefile就像一個(gè)Shell腳本一樣，也可以執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令。7. 在Makefile中變量如何定義，可在Makefile中的哪些部分使用？自動(dòng)變量$和$分別代表什么含義？答：Makefile中變量可以使用“=”定義和

44、使用指示符“define”定義。Makefile 中的變量可以使用在“目標(biāo)”，“依賴目標(biāo)”，“命令”或Makefile 的其它部分中。$：目標(biāo)文件的完整名稱；$：第一個(gè)依賴文件的名稱。8. 編寫一個(gè)文件的程序，使用Makefile文件進(jìn)行編譯。答：（1）利用文本編輯器創(chuàng)建hello.c 文件。/hello.c#include int main()printf(Welcome Emdoor!n);return 1;（）編寫Makefile文件。# makefile test for hello programCC=gcc CFLAGS= all: hello hello: hello.o$(CC

45、) $(CFLAGS) hello.o o hello hello.o: hello.c$(CC) $(CFLAGS) -c hello.c -o hello.o clean:rm rf hello *.o（）執(zhí)行make命令，編譯hello.c程序。rootlocal$make9. 編寫多個(gè)文件的程序，使用Makefile文件進(jìn)行編譯。（1） 答：在/work目錄先新建一個(gè)hello2目錄，并在該目錄下用vi命令創(chuàng)建文件hello1.c、hello2.c、hello.h和Makefile。分別輸入如下內(nèi)容。l 文件hello1.c/hello1.c#include int main()pri

46、ntf(Welcome Emdoor!n);test2();return 1;l 文件hello2.c/hello2.c#include hello2.h#include void test2(void)printf(Welcome Emdoor! hello2n);l 文件hello2.h/hello2.hvoid test2(void);l 文件makefile# makefile test for multi files programCC=gcc CFLAGS= OBJS=hello1.o hello2.oall: hellohello: $(OBJS)$(CC) $(CFLAGS)

47、$ -o $hello1.o: hello1.c$(CC) $(CFLAGS) -c $ -o $hello2.o: hello2.c$(CC) $(CFLAGS) -c $ -o $clean:rm -rf hello *.o（2） 先后執(zhí)行如下命令rootlocal$make rootlocal$./hello作業(yè)11. 以下不是嵌入式系統(tǒng)的是 A. 全自動(dòng)洗衣機(jī) B. 手機(jī) C. 攝像機(jī) D. 機(jī)械手表 標(biāo)準(zhǔn)答案：D2. 以下不是嵌入式操作系統(tǒng)的是 A. 嵌入式Linux B. Unix C. Windows CE D. VxWorks 標(biāo)準(zhǔn)答案：B3. 嵌入式系統(tǒng)的核心是 A. 外圍輸

48、入設(shè)備 B. 嵌入式處理器 C. 應(yīng)用軟件 D. 網(wǎng)絡(luò)接口 標(biāo)準(zhǔn)答案：B4. ARM7微處理器具有流水線。 A. 三級(jí) B. 四級(jí) C. 五級(jí) D. 六級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)答案：A5. 以下ARM的匯編語(yǔ)句屬于寄存器尋址的是。 A. LDR R0,R1 B. MOV R0,R1 C. MOV R0,#0x20 D. LDMIB R0,R1-R7 標(biāo)準(zhǔn)答案：B6. 程序狀態(tài)寄存器中確定正在執(zhí)行的指令是ARM指令還是Thumb指令的標(biāo)志位是 A. I B. N C. T D. F 標(biāo)準(zhǔn)答案：C7. AMR處理器中，常作為SP寄存器的物理寄存器是 A. R15 B. R14 C. R13 D. R12 標(biāo)準(zhǔn)答案：C8. 對(duì)寄存器R1的內(nèi)容乘以4的正確指令是( )。 A. LSR