嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)試卷

1、 2017 年秋 季學(xué)期嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)課程考試試卷(a 卷)注意：1、本試卷共 頁(yè)； 2、考試時(shí)間:110 分鐘； 3、姓名、學(xué)號(hào)、網(wǎng)選班級(jí)、網(wǎng)選序號(hào)必須寫(xiě)在指定地方。 一、選擇題 (每小題 2 分，共 30 分)1以下哪個(gè)不是 risc 架構(gòu)的 arm 微處理器的一般特點(diǎn)：（ ）a. 體積小、低功耗 b. 大量使用寄存器 c. 指令格式統(tǒng)一，靈活高效 d. 尋址方式復(fù)雜2. 以下哪個(gè)不是 arm 的 7 種運(yùn)行狀態(tài)之一：（ ）a. 快中斷狀態(tài) b. 服務(wù)狀態(tài) c.休眠狀態(tài) d. 無(wú)定義狀態(tài)3. 通常所說(shuō)的 32 位微處理器是指( )。a. 地址總線的寬度為 32 位 b. 處理的數(shù)據(jù)長(zhǎng)

2、度只能為 32 位c. cpu 字長(zhǎng)為 32 位 d. 通用寄存器數(shù)目為 32 個(gè)4.add r0,r1,r2屬于（ ） 。a . 寄存器間接尋址 b. 立即尋址 c. 寄存器尋址 d. 基址變址尋址5.數(shù)據(jù)字越長(zhǎng)則（d）a. 時(shí)鐘頻率越快 b. 運(yùn)算速度越慢 c. 對(duì)存儲(chǔ)器尋址能力越大 d.精度越差 6.下列不是 risc 指令系統(tǒng)特點(diǎn)的是（ ）a 大量使用寄存器 b. 采用固定長(zhǎng)度指令格式 c. 使用單周期指令 d. 尋址方式少7.英國(guó)電機(jī)工程師學(xué)會(huì)的定義:“嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或甚至工廠操作的裝置，具有（ ）a全自動(dòng)操作循環(huán) b. 以微電腦和外圍構(gòu)成核心c嚴(yán)格的時(shí)序和穩(wěn)

3、定性要求 d. 通常執(zhí)行特定功能8.下列不屬于 arm 處理器異常工作模式的是（ ）a.快速中斷模式 b. 未定義模式 c.數(shù)據(jù)訪問(wèn)終止模式 d. 用戶模式9.嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方式中不占用系統(tǒng)資源的調(diào)試方式是（ ）a.模擬器方式 b. ice 在線仿真器 c. 監(jiān)控器方式 d. ide 在線調(diào)試器方式10.在下列 arm 處理器的各種模式中，( )模式有自己獨(dú)立的 r8-r14 寄存器。a.系統(tǒng)模式(system) b.終止模式(abort) c.中斷模式(irq) d.快中斷模式(fiq)11. 在 arm linux 系統(tǒng)中，中斷處理程序進(jìn)入 c 代碼以后，arm 的處于 ( ) 工作模式。

4、a.超級(jí)用戶（svc） b.快速中斷（irq） c.中斷(irq)d.和進(jìn)入中斷之前的狀態(tài)有關(guān)系12. 在 arm 體系結(jié)構(gòu)中，要從主動(dòng)用戶模式（user）切換到超級(jí)用戶模式（supervisor） ，應(yīng)采用何種方法？( ) a. 直接修改 cpu 狀態(tài)寄存器（cpsr）對(duì)應(yīng)的模式b. 先修改程序狀態(tài)備份寄存器（spsr）到對(duì)應(yīng)的模式，再更新 cpu 狀態(tài)c. 使用軟件中斷指令（swi）d. 讓處理器執(zhí)行未定義指令13. 在 arm linux 體系中，用來(lái)處理外設(shè)中斷的異常模式是：（ ） a. 軟件中斷（swi）b. 未定義的指令異常c. 中斷請(qǐng)求（irq）d. 快速中斷請(qǐng)求（fiq）14.

5、 按照 arm 過(guò)程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)（apcs） ，棧指針使用( )寄存器，a、r0b、r13 c、r14d、r1515.若 r1=2000h，(2000h)=0 x38，(2008h)=0 x97，則執(zhí)行指令 ldrr0，r1，8！后 r0的值為（ ） 。題 號(hào)一二三四五六七八九十總 分得 分得分a、 0 x2000 b、0 x38 c、 0 x2008 d、0 x97二、天空題 (每空 1 分，共 20 分)1. 嵌入式系統(tǒng)分類按軟件實(shí)時(shí)性需求分類有_、_和_。2. arm 處理器核可以工作在_和_狀態(tài)。3. arm 處理器總共有_個(gè)寄存器，分為_(kāi)和_兩類。4.常用硬件調(diào)試工具有_、_、_、_在線

6、調(diào)試_。5.通用寄存器 r0r15 可分為以下 3 塊：_、_、_。6. arm 可用兩種方法存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)據(jù)：_、_。7. arm 內(nèi)核有_、_、_、_四個(gè)功能模塊。三、問(wèn)答題 (每題 5 分，共 20 分)1.寫(xiě)出下列指令的含義。ldr r1, r0, #0 x08 :ldr r1,r0,r2,lsl#2! ：ldr r1, r0,r2, lsl #1 ：sub r1, r1, r2, lsr r3 ：2.如何實(shí)現(xiàn) arm 狀態(tài)和 thumb 狀態(tài)的切換。3.嵌入式系統(tǒng)常用調(diào)試方法有幾種，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？4. 簡(jiǎn)述哈佛體系結(jié)構(gòu)和馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)得分得分四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)題 (每題 30 分，共

7、 30 分)1. 如圖所示，led2led5 分別與 gpx2_7、gpx1_0、gpf3_4、gpf3_5 相連，通過(guò) gpx2_7、gpx1_0、gpf3_4、gpf3_5 引腳的高低電平來(lái)控制三極管的導(dǎo)通性，從而控制 led 的亮滅。通過(guò)控制 gpx1con、gpx2con、gpf3con 和 gpx1dat 來(lái)控制 gpx2_3 和 gpf3_4 對(duì)應(yīng)的 led。#include exynos_4412.hvoid mydelay_ms(int ms) (1)補(bǔ)全函數(shù)代碼int main(void)/*初始化*/gpx2.con = _;/gpx2_7:output, led2gpx1

8、.con =_; /gpx1_0:output, led3gpf3.con = (gpx3.con & (0 xf16 | 0 xf20) | (116 | 120);/gpf3_4:output, led4 /gpf3_5:output, led5while(1)/turn on led2gpx2.dat |= _;mydelay_ms(500);/turn on led3gpx1.dat |= 0 x1;/turn off led2gpx2.dat &=_;mydelay_ms(500);/turn on led5gpf3.dat |= (0 x1 5);得分/turn off led3g

9、px1.dat &= _;mydelay_ms(500);/turn on led4gpf3.dat |= (0 x1 4);/turn off led5gpf3.dat &= (0 x1 5);mydelay_ms(500);/turn off led4gpf3.dat &= (0 x1 4);return 0;2017 年 秋 季學(xué)期嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)課程考試試卷( a 卷)參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)命題教師 張上 審題教師 一、選擇題（每小題 2 分，共 30 分）dccaddddbdaccbd二、天空題 (每空 1 分，共 20 分)1. 按軟件實(shí)時(shí)性需求分類：非實(shí)時(shí)系統(tǒng) 軟實(shí)時(shí)系統(tǒng) 硬實(shí)時(shí)

10、系統(tǒng)2.arm 處理器核可以工作在以下 2 種狀態(tài) arm 狀態(tài)和 thumb 狀態(tài)3.arm 處理器總共有_37_個(gè)寄存器，分為_(kāi)通用寄存器_和_狀態(tài)寄存器_兩類。4.常用硬件調(diào)試工具有（實(shí)時(shí)在線仿真機(jī)） （邏輯分析儀） （rom 仿真機(jī)） （在線調(diào)試） 。5.通用寄存器 r0r15 可分為以下 3 塊：_未分組寄存器 r0-r7_、_分組寄存器 r8-r14_、_程序計(jì)數(shù)器 r15_。6.arm 可用兩種方法存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)據(jù)：（大端模式） （小端模式） 。7.arm 內(nèi)核有（t） （d） （m） （i）四個(gè)功能模塊。三、問(wèn)答題 (每題 5 分，共 20 分)5.ldr r1, r0, #0 x0

11、8 : r0 加 0 x08 加載到 r1 里。即：r1r0+0 x（1 分）sub r1, r1, r2, lsr r3 ：r1r1-（r2 右移 r3 位）（1 分）ldr r1,r0,r2,lsl#2! ：r1（r2 左移 2 位）+r0（1 分）ldr r1, r0,r2, lsl #1 ：r1r0 ,r0r0+（r2 左移 1 位） （2 分）6.如何實(shí)現(xiàn) arm 狀態(tài)和 thumb 狀態(tài)的切換。進(jìn)入 thumb 狀態(tài)：當(dāng)操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位（位 0）為 1 時(shí)，可以采用執(zhí)行 bx 指令 的方法，使微處理器從 arm 狀態(tài)切換到 thumb 狀態(tài)。此外，當(dāng)處理器處于 thumb 狀態(tài)

12、時(shí) 發(fā)生異常（如 irq、fiq、undef、abort、swi 等） ，則異常處理返回時(shí)，自動(dòng)切換到 thumb 狀態(tài)。 （2分）進(jìn)入 arm 狀態(tài)：當(dāng)操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為 0 時(shí)，執(zhí)行 bx 指令時(shí)可以使微處理器從 thumb 狀態(tài)切換到 arm 狀態(tài)。此外，在處理器進(jìn)行異常處理時(shí)，把 pc 指針?lè)湃氘惓ＤＪ芥溄蛹拇嫫髦?，并從異常向量地址開(kāi)始執(zhí)行程序，也可以使處理器切換到 arm 狀態(tài)。 （3 分）7.嵌入式系統(tǒng)常用調(diào)試方法有幾種，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？1模擬器方式 調(diào)試工具和待調(diào)試的嵌入式軟件都在主機(jī)上運(yùn)行，通過(guò)軟件手段模擬執(zhí)行為某種嵌入式處理器編寫(xiě)的源程序。簡(jiǎn)單的模擬器可以通過(guò)指令解釋方式

13、逐條執(zhí)行源程序，分配虛擬存儲(chǔ)空間和外設(shè)，進(jìn)行語(yǔ)法和邏輯上的調(diào)試。2在線仿真器方式在線仿真器 ice 是一種完全仿造調(diào)試目標(biāo) cpu 設(shè)計(jì)的儀器，目標(biāo)系統(tǒng)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是完全透明的、可控的。由于仿真器自成體系，調(diào)試時(shí)可以連接目標(biāo)板，也可以不接目標(biāo)板。但是 ice 價(jià)格昂貴，而且每種 cpu 都需要一種與之對(duì)應(yīng)的 ice，使得開(kāi)發(fā)成本非常高。3.監(jiān)控器方式主機(jī)和目標(biāo)板通過(guò)某種接口（通常是串口）連接，主機(jī)上提供調(diào)試界面，被調(diào)試程序下載到目標(biāo)板上運(yùn)行，通過(guò)與監(jiān)控運(yùn)行于目標(biāo)機(jī)上的監(jiān)控程序通信，獲得調(diào)試信息。4. 簡(jiǎn)述哈佛體系結(jié)構(gòu)和馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)哈佛體系結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)是：（1）使用兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器模塊，

14、分別存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)，每個(gè)存儲(chǔ)模塊都不允許指令和數(shù)據(jù)并存，以便實(shí)現(xiàn)并行處理； （2）具有一條獨(dú)立的地址總線和一條獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線，利用公用地址總線訪問(wèn)兩個(gè)存儲(chǔ)模塊（程序存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊） ，公用數(shù)據(jù)總線則被用來(lái)完成程序存儲(chǔ)模塊或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與 cpu 之間的數(shù)據(jù)傳輸； （3）兩條總線由程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分時(shí)共用。馮諾依曼理論的要點(diǎn)是：數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制采用二進(jìn)制；計(jì)算機(jī)應(yīng)該按照序順序執(zhí)行。其中：（1）.計(jì)算機(jī)由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部分組成。（2）.程序和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制代碼形式不加區(qū)別地存放在存儲(chǔ)器中，存放位置由地址確定。（3）.控制器根據(jù)存放在存儲(chǔ)器中地指令序列（程序）進(jìn)行工作，并由一個(gè)程序計(jì)數(shù)器控制指令地執(zhí)行。控制器具有判斷能力，能根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇不同的工作流程。四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)題 (每題 30 分，共 30 分)int i, j;while(ms-)for (i = 0; i 5;