嵌入式復習要點

1、第1章1 .列出并說明嵌入式系統(tǒng)不同于其他計算系統(tǒng)的3個主要特征.2 .常見嵌入式系統(tǒng)設計指標（上市時間，NRE,單位成本，性能）的概念、計算.3 .嵌入式系統(tǒng)設計的處理器技術、IC技術以及設計技術，它們主要有哪些種類，各自的特點如何？4 .任何處理器技術可以對應任何IC技術；什么是片上系統(tǒng)（SOC）?5 .解釋嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設計的觀點；設計效率：人-月神話，無法總是通過增加設計者來減少項目完成時間。第2章1. 組合邏輯電路、時序邏輯電路的概念2. FSM、FSDM、RTL的概念3. 單用途處理器的概念，與通用處理器相比，選用單用途處理器的優(yōu)點。4. P47習題125. P47習題15,

2、166. 程序轉換為定制單用途處理器的基本技術與設計步驟，p34-39GCD例子7. RTL定制單用途處理器設計的步驟，p40-42橋接器的例子8. p48習題22第3章1 .為什么通用處理器的成本可能比自行設計的單用途處理器更低？2 .請說明下列地址寬度的地址空間的大小：a）8bitb）16bitc）24bitd）32bite）64bit3 .請說明什么是哈佛結構存儲器，什么是普林斯頓結構存儲器。4 .請舉出三個不同系列的單片機型號。5 .通用處理器由數(shù)據(jù)路徑和捽制單元所構成,并與存儲器緊密連接。數(shù)據(jù)路徑由數(shù)據(jù)轉換和數(shù)據(jù)臨時存儲電路構成?？刂茊卧勺x取程序指令以及根據(jù)指令使數(shù)據(jù)輸入、輸出或經(jīng)

3、過數(shù)據(jù)路徑的電路組成。（注：藍色部分為填空的參考答案）6 .對每條指令而言，控制器一般會經(jīng)歷幾個階段，每個階段占用一個或多個時鐘周期。一個時鐘周期通常是數(shù)據(jù)由一寄存器移動到另一寄存器所需的量殳時間決定。以最長時間通過數(shù)據(jù)路徑或控制器的路徑叫關鍵路徑。（注：藍色部分為填空的參考答案）7 .微處理器的指令執(zhí)行可由幾個基本階段組成？8 .微處理器的指令一般由哪兩部分組成？指令可分為哪3類？9 .寄存器間接尋址模式的過程？10 .P62圖3-12軟件開發(fā)環(huán)境11 .嵌入式系統(tǒng)實驗電纜的連接12 .Dhrystone基準程序和MIPS（每秒鐘執(zhí)行幾百萬條指令）是用于在不同的處理器上執(zhí)行的程序，以比較處理

4、器的性也。（注：藍色部分為填空的參考答案）13 .P73第2題。第4章1 .P.96第1題2 .請解釋什么是定時器，什么是計數(shù)器。3 .什么是“看門狗定時器”？它用在什么地方？4 .什么是脈寬調(diào)制器？5 .已知PWM輸出電壓波形的高電平是5V,低電平是0V。當PWM輸出電壓的占空比是的變化范圍是5%到95%時，其輸出電壓的平均值的范圍是多少？6 .已知8051的波特率的計算公式如下：波特率=（2smod/25）Xfosc/12x（256-TH1）其中smod為整數(shù)且0WsmodW3fosc=11.981MHzTH1是一個8位寄存器，取值范圍是0255。求波特率=9600時的smod與TH1的值

5、。7 .P.96第2題8 .P.96第12題第5章1 .請解釋以下各詞：ROM,PROM,EPROM,EEPROM,FlashEEPROM,RAM,SRAM,DRAM,PSRAM,NVRAM。2 .請比較上一題中各種存儲器的寫入能力和存儲永久性。3 .如何用4KBX8的存儲器芯片組成8KBX16的存儲器？請畫出簡圖。4 .什么是高速緩沖存儲器？（高速緩沖存儲器的主要功能是什么？）5 .高速緩沖存儲器設計中最主要的參數(shù)有哪幾個？6 .為什么高速緩存常用SRAM來實現(xiàn)，而不用DRAM來實現(xiàn)？7 .什么是高速緩存命中？什么是高速緩存失誤？8 .什么是高速緩映射？有哪幾種基本映射方法？9.Fig.5-

6、10(a)與Fig.5-10(b)分別相當于課本P.112圖5-10中的(a)與(b)。國也沖和 1? a 1 f 心 Mg 閨 wlx/w'wq舶AIuAl 2A4KMA'AKw,MAIAIA4rT評Fig. 5-10(b)第6章1 .什么是基于端口的I/O?什么是基于總線的I/O?它們有什么不同？2 .什么是存儲器映射的I/O?3 .什么是固定中斷？什么是向量中斷？向量中斷有何優(yōu)點？4 .DMA方式的I/O有什么優(yōu)點？5 .當DMA正在進行時，該系統(tǒng)中的微控制器在什么情況下可繼續(xù)執(zhí)行其程序？6 .請簡述用DMA從外設到存儲器的數(shù)據(jù)傳輸過程。7 .請簡述使用優(yōu)先權仲裁器進行仲

7、裁的過程。8 .什么是固定優(yōu)先權？什么是循環(huán)優(yōu)先權？9 .什么時候宜采用固定優(yōu)先權？什么時候宜采用循環(huán)優(yōu)先權？10 .什么是菊花鏈仲裁？它與優(yōu)先權仲裁器相比有什么優(yōu)缺點？11 .請舉出常見的串行通信協(xié)議與并行通信協(xié)議。12 .在Fig.6-6中，請說明U5U3和U6的作用。請問U3和U6是處于數(shù)據(jù)存儲空間還是程序存儲空間？80C51(U1)訪問U3與U6的地址是什么？KT AI -1 K1.<JI-X：探討T>T，pn ru、 HJKl HJCEXJlTil制壯01j * m "?N MTCEGi嗎!I! ”巴4 匕，當修者十 由 51 hn-L- « - h-

8、：I：-HJFH l d> 種K/(EW +；, P4,I V| |ET-口" qHUEIQ! UlKTinri5AiJ <14 * P27 415 -Ri 'll aM - - KkL'AlM 7 P -2 5耳 用“ UM - i' m h>J *舊 r i* uh 4M - ry x口、已媼、r v Av A帆L：i f 于 3301中SI 麻vfl 一:EC*:Wlike 汩BE"空.6,Hate 4 '已,溫7漏 4 1 口- '？i匕IW中，些加料俯引腳科。球A對 腕無性的不只“因此市杵近返注引曄 的地方

9、用加注接IE優(yōu)乩Fig.6-6接口電路1("_TT孑H Ap _K I工rrT-用口£-IrTJrtjm.'w 飛 郎 X u K-A.E m署匹 出 一,u有薦e 13.Fig.6-8(b)是與課本P.135圖6-8(b)完全對應的，圖中略去了一些與下面問題關系不大的部分。(1) 請結合時序圖說明80C51的P0口是如何實現(xiàn)地址/數(shù)據(jù)復用的。(2) U3WU4是否處于同一地址空間？若不處于同一地址空間，圖中是如何實現(xiàn)這不同地址空間的？(3) 請給出U1訪問U&U4的地址范圍(二進制表達的“起始地址終止地址”)。(4) 圖中系統(tǒng)加上電源啟動時，所執(zhí)行的第一條

10、指令存于圖中哪一芯片？該指令的存儲地址是什么？) *2-si. J-3 靠VI Al IW5F rr vitAl I I'Kil!PWJ?im i rzxv2tari3C13(i> PUtlAIPI-6C1EXJ；Kin Itdl M I T dJ ir):ET；i p”Ei Pi4ilQ PWTI PW，*mo ADO POI ADI mi aie mL 3 Hl4 AW W) 5 AD5 加八AIM FT grzjl) A.K 11 .AV 112 A W* 0 AllA12 mn J*26 A14 KT A13Up刈汴；圖中一此兀件的引腳竹，那本川廬小件的不同 囚此在蕓近這

11、比引博的地a陽標注提醒旺菁口Nw4： * G1-1'Note 5JT'-TS1Fig.6-8(b)處理器與存儲器的接口電路第8章2. 定義以下術語:有限狀態(tài)機,并發(fā)進程,實時系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng).3. 簡要說明3種常用來描述嵌入式系統(tǒng)及其外部設備的計算模型，對每種模型，列出2種模型表達語言。4. 說明如何使用進程創(chuàng)建和連接語義來仿真時序程序模型的程序調(diào)用語義.5. 已知圖821（a）中的進程AF,如果這些進程的期限等于周期，判斷是否可用非搶占式調(diào)度器對其進行調(diào)度，使其能在限期內(nèi)完成。假設所有進程同時開始而且執(zhí)行時間如下：A:8ms,B:25ms,C:6ms,D:25ms,E:10

12、ms,F:25ms。請說明每個進程是否能滿足其期限要求，并解釋理由。處理器周期優(yōu)先權A25ms5B50ms3C12ms6D100ms1E40ms4F75ms26. 使用本章給出的FSM映型的定義S,I,O,V,F,H,So，描述圖84中所示的電梯UnitControl的狀態(tài)機，也就是列舉其狀態(tài)集合（S）、輸入集合（I）等等。ARM處理器及指令集1. 說出ARMff以工作的模式名字。2. ARM®有多少個寄存器？3. 什么寄存器用于存儲PC®連接寄存器？4. R13通常用來存儲什么？5. 哪種模式使用的寄存器最少？6. 在Thumb指令集中，哪些寄存器處于Lowgroup?7

13、. CPSR勺哪一位反映了處理器的狀態(tài)？8. 所有的Thumb旨令采取什么對齊方式？9. ARMt哪幾個異常類型。10. 為什么FIQ的服務程序地址要位于0X1C？11. 在復位后，ARMfct理器處于何種模式、何種狀態(tài)？12. 哪些ARM旨令可以有條件的執(zhí)行？13. 下面的指令完成什么工作？MOVNESr2,r3,ASR#2？14. Thumb弋碼與ARM(弋碼比較的兩大優(yōu)勢？15. AMBA弋表是什么？16. Multi-ICE為你完成什么工作?17. 寫一條ARM指令，分別完成下列操作：a) r0=16b) r0=r1/16(帶符號的數(shù)字)c) r1=r2*3d) r0=-r018. 下

14、面哪些立即數(shù)是數(shù)據(jù)處理指令中有效的數(shù)據(jù)?a)0x00AB0000b)0x0000FFFFc)0xF000000Fd)0x08000012e)0x00001f80f)0xFFFFFFFF19. BIC指令做什么用？20. 為什么ARM處理器增加了一條RSB指令？第5章9題的參考答案： 1） 1）對于Fig.5-10（a）A. 存儲系統(tǒng)的空間是多少（BYTE）?64KBB. 存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)寬度是多少bit？16bitC. 存儲系統(tǒng)的起始地址若為0000，其終止地址是多少（16進制）？0FFFFHD. 若該存儲系統(tǒng)用于一個地址總線為16bit（A0.15）、數(shù)據(jù)寬度為16bit（D0.15）的處理器

15、，如Fig.5-10（a）。這時處理器訪問該存儲系統(tǒng)的地址范圍是什么？00000H0FFFFH。E.上一問中的處理器訪問U1、U2的第一個存儲單元（對應芯片A0A14全為0時訪問的存儲單元）的地址是什么？訪問U1、U2的第一個存儲單元的地址分別是0000H和0001H。 2） 對于Fig.5-10（b）A. 存儲系統(tǒng)的空間是多少（BYTE）?16KBB. 存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)寬度是多少bit？8bitC. 存儲系統(tǒng)的起始地址若為0000，其終止地址是多少（16進制）？3FFFHD.若該存儲系統(tǒng)用于一個地址總線為16bit（A0.15）、數(shù)據(jù)寬度為8bit的處理器（如8051）,其地址總線的A14與A

16、15懸空，A0A13分別接到該存儲系統(tǒng)的A0A13。請問這時處理器訪問該存儲系統(tǒng)的地址范圍是什么？0000H3FFFH、4000和7FFFH、80000BFFFH和0C000H0FFFFH。E.上一問中的處理器訪問U1、U2的第一個存儲單元（對應芯片A0A12全為0時訪問的存儲單元）的地址是什么？訪問U1的第一個存儲單元的地址是0000H、4000H、8000H和0C000H。訪問U2的第一個存儲單元的地址是0001H、4001H、8001H和0c001H。第6章12題的參考答案：USU3KU6勺作用。請問U3ffiU恥處于數(shù)據(jù)存儲空間還是程序存儲空間？80C51（U1）訪問U3fU6的地址是

17、什么？答：以下為方便起見，用小寫字母“n”表示其后面的符號帶有上劃線。U5X寸地址的高三位譯碼，即當A15.13=000時nY0=0,其余輸出端為1;當A15.13=001時nY1=0,其余輸出端為1;依次類推。U5白4JOE#nPSEN令U琉nPSENk1時才選中，因此U5譯碼出來白空間是80C51的數(shù)據(jù)空間而非程序空間。當nY0=0時，或門U7A勺輸出等于其另一個輸入nWRU3是一鎖存器，它在nWR勺上升沿（后沿）將其輸入端D7-D0的信號鎖存，并送輸出端Q7-Q&因此，U3處于數(shù)據(jù)存儲空間，是基于總線的并行輸出端口，UM問它的地址是000XXXXXXXXXXXXXB（雙示該位無關

18、，可為0或1）,即0000H到1FFFH（通常采用0000HB問U3）。當nY6=0時，或門U7由勺輸出等于其另一個輸入nRD>U6是一鎖存器，它在nRM下降沿（前沿）將其輸入端D8-D1的信號鎖存，并送輸出端Q8-Q1。因此，U6處于數(shù)據(jù)存儲空間，是基于總線的并行輸入端口，UM問它的地址是110XXXXXXXXXXXXXB（雙示該位無關，可為0或1）,即0C000H至U0DFFFH（通常采用0C000刖問U6）。第6章13題的參考答案：(1) 請結合時序圖說明80C51的P0口是如何實現(xiàn)地址/數(shù)據(jù)復用的。alePSENRD<ATA IN向EL>ADDRESS AB-A15

19、OR SFR P2-*PORTOgA7PORT 28-bitFlashMicrocontrollerAT89C51RD2/ED2DatasheetP.123注：SFRSpecialFunctionRegister答：80C51的P0口在訪問外部存儲空間時是地址低8位與8位數(shù)據(jù)的分時復用端口。因這里只討論地址低8位/數(shù)據(jù)的復用，我們用讀外部存儲器的時序圖就可以了，見上圖。P0口先輸出地址的低8位，經(jīng)過一段穩(wěn)定時間后，地址鎖存信號ALE由1跳變到0,把A0-A7鎖存到U2由于U2的輸出使能端nO蓑地(0電平)，鎖存的A0-A7立即輸出到U2白Q1-Q8,即地址總線的A0-A7。此鎖存的A0-A7在

20、ALE為0時一直保持不變，直到“讀數(shù)據(jù)”(或“寫數(shù)據(jù)”，或“讀指令”)操作完以后才跳變到1進入下一次操作周期。ALEi?1跳變到0把A0-A7鎖存到U淅，地址A0-A15已全部有效，經(jīng)過一段時間Tllax,P0口終止輸出，進入懸浮狀態(tài)。然后由地址A0-A15所選中的輸入設備或存儲器的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線D0-D7。在這種#況下，nRD的序圖上標為RD)由0跳變到1,將數(shù)據(jù)由P0口讀入。(2) U3WU4是否處于同一地址空間？若不處于同一地址空間，圖中是如何實現(xiàn)這不同地址空間的？答：U呦于數(shù)據(jù)地址空間，U4#于程序地址空間。圖中用nPSEN1號來區(qū)分數(shù)據(jù)空間與程序空間。UWCE強nPSEN當nPSENk1時U3選中，這時，80C51訪問的是數(shù)據(jù)空間；UWCE2接nPSEN當nPSEN=4U3t選中，這時，80C51訪問的是數(shù)據(jù)空間；U4白nmnPSEN當nPSEN=0時U蹴選中，這時，80C51訪問的是程序空間。(3) 請給出U1訪問U&U4的地址范圍(二進制表達的“起始地址終止地址”)。答：U1訪問U