嵌入式系統(tǒng)原理及應用試卷

1、嵌入式系統(tǒng)原理及應用試卷2填空每空1分，共20分）1 .嵌入式系統(tǒng)的組織架構是嵌入式處理器、存儲器等硬件、嵌入式系統(tǒng)軟件和應用軟件所組成的。2 .ARM系統(tǒng)復位后，第一條執(zhí)行的指令在_0x02_o3 .馮諾依曼體系結構的特點之一是系統(tǒng)內部數據和指令都存儲在統(tǒng)一存儲器中，而哈佛結構則是分開存儲。4 .ADDR0,R1,#3屬干立即尋址方式。5 ARM指令集和Thumb指令集分別是_32和16一位的。6 .嵌入式軟件結構一般分為驅動層、_OS層、中間件層和應用層。7 .cache放置數據的常用地址變換算法有一直授、組相聯(lián)和全相聯(lián)。8 .嵌入式系統(tǒng)中電源管理器最常見的工作方式是工作、空閑和睡眠二簡答

2、（每題5分，共30分）1.嵌入式處理器一般具有以下4個特點：（1）大量使用寄存器，對實時多任務有很強的支持能力，能完成多任務并且有較短的中斷響應時間，從而使內部的代碼和實時內核的執(zhí)行時間減少到最低限度。結構上采用RISC結構形式。1分（2）具有功能很強的存儲區(qū)保護功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結構已模塊化，而為了避免在軟件模塊之間出現錯誤的交叉作用，需要設計強大的存儲區(qū)保護功能，同時也有利于軟件診斷。1分3）可擴展的處理器結構，最迅速地擴展出滿足應用的最高性能的嵌入式微處理器。支持ARM（32位）和Thumb（16位）雙指令集，兼容8位/16位器件。1分（4）小體積、低功耗、成本低、高性能，嵌

3、入式處理器功耗很低，用于便攜式的無線及移動的計算和通信設備中,電池供電的嵌入式系統(tǒng)需要功耗只有mW甚至從W級。-2分2. ARM處理器對異常中斷的響應過程如下：首先，將當前程序狀態(tài)寄存器CPSR的內容保存到將要執(zhí)行的異常中斷對應的備用程序狀態(tài)寄存器SPSR中，以實現對處理器當前狀態(tài)、中斷屏蔽位及各條件標志位的保存。各異常中斷模式都有自己相應的物理SPSR寄存器。2分然后，將引起異常指令的下一條指令的地址保存到新的異常工作模式的R14即R14_mode中，使異常處理程序執(zhí)行完后能正確返回原程序。-1分最后，給程序計數器強制賦值，使程序在對應的矢量地址開始執(zhí)行中斷處理程序。一般矢量地址處將包含一條

4、指向相應程序的轉移指令，從而可跳轉到相應的異常中斷處理程序處執(zhí)行異常中斷處理程序。2分3. 什么是同步？什么是異步與系列時間相關事件稱為同步事件，驅動的任務為同步任務。-3分隨機發(fā)生的事件稱為異步事件，驅動的任務為異步任務，如中斷等。2分4. 簡要敘述實時系統(tǒng)的評價指標？在實時系統(tǒng)中主要有三個指標來衡量系統(tǒng)的實時性，即響應時間(ResponseTime)、生存時間(SurvivalTime)、吞吐量(Throughput)。1分響應時間(ResponseTime)：是計算機識別一個外部事件到作出響應的時間，在控制應用中它是最重要的指標，如果事件不能及時的處理，系統(tǒng)可能就會崩潰。2分生存時間(S

5、urvivalTime)：是數據有效等待時間，在這段時間里數據是有效的。1分吞吐量(Throughput)：是在一給定時間內(秒)，系統(tǒng)可以處理的事件總數。例如通訊控制器用每秒鐘處理的字符數來表示吞吐量，吞吐量是平均響應時間的倒數。-1分5. 簡要敘述非占先式調度法與占先式調度法？非占先式也稱作合作型多任務(cooperativemultitasking)，各個任務彼此合作共享一個CPU。中斷服務可以使一個高優(yōu)先級的任務由掛起狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。但中斷服務以后控制權還是回到原來被中斷了的那個任務，直到該任務主動放棄CPU的使用權時，那個高優(yōu)先級的任務才能獲得CPU的使用3分當系統(tǒng)響應時間很重要時

6、，要使用占先式內核。最高優(yōu)先級的任務一旦就緒，總能得到CPU的控制權。即當一個運行著的任務使一個比它優(yōu)先級高的任務進入了就緒態(tài)，當前任務的CPU使用權就被剝奪了，或者說被掛起了，那個高優(yōu)先級的任務立刻得到了CPU的控制權。使用占先式內核時，應用程序應使用可重入型函數，這樣在被多個任務同時調用，而不必擔心會破壞數據。2分6. .簡要敘述ARM處理器的7種運行模式？ARM微處理器支持7種運行模式，分別為：用戶模式（USR）：ARM處理器正常程序執(zhí)行的模式?？焖僦袛嗄Ｊ剑‵IQ）：用于高速數據傳輸或通道處理用于快速中斷服務程序。當處理器的快速中斷請求引腳有效，且CPSR（6位）中F位為0時（開中斷）

7、，會產生FIQ異常。1分外部中斷模式（IRQ）：用于通用的中斷處理，當處理器的外部中斷請求引腳有效，且CPSR（7位）中I位為0時（開中斷），會產生IRQ異常。系統(tǒng)的外設可通過該異常請求中斷服務。1分特權模式或管理員模式（SVE）：操作系統(tǒng)使用的保護模式。當執(zhí)行軟件中斷SWI指令和復位指令時，就進入管理模式，在對操作系統(tǒng)運行時工作在該模式下。-1分數據訪問中止模式（ABT）：用于虛擬存儲器和存儲保護，當存儲器數據訪問無效時就進入該模式。若處理器數據訪問指令的地址不存在或該地址不允許當前指令訪問時，也產生數據中止異常。1分未定義指令中止模式（UND）：用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。當ARM處理

8、器或協(xié)處理器遇到不能處理的指令時，就要產生未定義指令異常。用戶可使用該異常機制進行軟件仿真，即用軟件來模擬硬件功能，比如浮點運算。-0.5分系統(tǒng)模式（SYS）：運行具有特權的操作系統(tǒng)任務。與用戶模式共用使用寄存器組，但是其使用權限要比在用戶模式下高。0.5分選擇題（每小題2分，共20分）1、以下說法不正確的是（B）。A、任務可以有類型說明B、任務可以返回一個數值C、任務可以有形參變量D、任務是一個無限循環(huán)2下列描述不屬于RISC計算機的特點的是（C）。A流水線每周期前進一步。B更多通用寄存器。C指令長度不固定，執(zhí)行需要多個周期。D獨立的Load和Store指令完成數據在寄存器和外部存儲器之間的

9、傳輸。3存儲一個32位數0x2168465到2000H2003H四個字節(jié)單元中，若以大端模式存儲，則2000H存儲單元的內容為（D）。A、0x21B、0x68C、0x65D、0x024CO-S中對關鍵代碼段由于希望在執(zhí)行的過程中不被中斷干擾，通常采用關中斷的方式，以下X86匯編代碼正確而且不會改變關中斷之前的中斷開關狀態(tài)的是（D）A. 先CLI、執(zhí)行關鍵代碼、再STIB. 先STI、執(zhí)行關鍵代碼、再CLIC. 先POPF、CLI、執(zhí)行關鍵代碼、再PUSHFD. 先PUSHF、CLI、執(zhí)行關鍵代碼、再POPF。5 RS232-C串口通信中，表示邏輯1的電平是(D)。A、0vB、3.3vC、+5v

10、+15vD、-5v15v6 ARM匯編語句“ADDR0,R2,R3,LSL#1”的作用是(A)。A.R0=R2+(R3<<1)B.R0=(R2<<1)+R3C.R3=R0+(R2<<1)D.(R3<<1)=R0+R27 IRQ中斷的入口地址是(C)。FIQ的入口地址為0x0000001CA、0x00000000B、0x00000008C0x00000018D、0x000000148 S3C2420XI/O口常用的控制器是（D）。（ 1） 端口控制寄存器（GPACON-GPHCON）（ 2） 端口數據寄存器（GPADAT-GPHDAT）（3）外部中

11、斷控制寄存器（EXTINTN）。（4）以上都是。9 實時操作系統(tǒng)中，兩個任務并發(fā)執(zhí)行，一個任務要等待其合作伙伴發(fā)來信息，或建立某個條件后再向前執(zhí)行，這種制約性合作關系被成為(A)。A.同步B.互斥C.調度D.執(zhí)行10 和PC系統(tǒng)機相比嵌入式系統(tǒng)不具備以下哪個特點(C)。A、系統(tǒng)內核小B、專用性強C、可執(zhí)行多任務D、系統(tǒng)精簡四.編程：以實驗平臺PXA270為設計環(huán)境，試寫出一段代碼，能控制八段數碼管以遞增方式點亮顯示(15分)#include<stdio.h>#include"register_variant.h"#defineLED_CS2(*(volatile

12、unsignedshortint*)(0x10300000)/LED1andLED2#defineLED_CS3(*(volatileunsignedshortint*)(0x10400000)/LED3andLED4voidDelay(unsignedintx)unsignedinti,j,k;for(i=0;i<=x;i+)for(j=0;j<0xff;j+)for(k=0;k<0xff;k+);voiddummyOs(void)LED_CS2=0x2479;/12LED_CS3=0x1930;/34while(1)Delay(300);LED_CS2=0x3024;/2

13、3LED_CS3=0x1219;/45Delay(300);LED_CS2=0x1930;/34LED_CS3=0x0212;/56Delay(300);LED_CS2=0x1219;/45LED_CS3=0x7802;/67Delay(300);LED_CS2=0x0212;/56LED_CS3=0x0078;/78Delay(300);LED_CS2=0x7802;/67LED_CS3=0x1000;/89Delay(300);LED_CS2=0x0078;/78LED_CS3=0x8f10;/90Delay(300);LED_CS2=0x1000;/89LED_CS3=0x8f8f;/0

14、0Delay(300);LED_CS2=0x8f10;/90LED_CS3=0x8f8f;/00Delay(300);LED_CS2=0x8f8f;/00LED_CS3=0x8f8f;/00Delay(300);LED_CS2=0x2479;/12LED_CS3=0x1930;/34五分析計算閱讀以下S3c24100分用戶手冊.求：當PCLK或UCLK為40MHz時，串口。的波特率為2400bps,串口1的波特率為115200bps,相應的控制寄存器如何設置.(15分)UARTBAUDRATEDIVISORREGISTERTherearethreeUARTbaudratedivisorregi

15、sters(寄存器)includingUBRDIV0,UBRDIV1andUBRDIV2intheUARTblock(模塊).Thevaluestoredinthebaudratedivisorregister(UBRDIVn),isusedtodeterminetheserialTx/Rxclockrate(baudrate)asfollows:UBRDIVn=(int)(PCLK/(bpsx16)1orUBRDIVn=(int)(UCLK/(bpsx16)TWhere,thedivisorshouldbefrom1to(216-1)andUCLKshouldbesmallerthanPCLK.RegisterAddressR/DescriptioReseWntValueUBRDIV00x50000028R/WBaudratedivisorregister0UBRDIV10x50004028R/WBaudratedivisorregister1UBRDIV20x50008028R/W