南工大嵌入式系統(tǒng)參考復習題

1、ARM嵌入式系統(tǒng)設計參考復習題（2017-11）主要知識點：第一章1.嵌入式系統(tǒng)：“以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁減，適用于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)”根據(jù)應用的要求，沿著“體積小、低功耗、高可靠”方向發(fā)展，對運算速度、存儲容量沒有統(tǒng)一要求。三要素：嵌入、專用、計算機。2. 嵌入式系統(tǒng)有哪些部分組成？一般由硬件層，中間層（HA,BSP和軟件層組成。粗略劃分：嵌入式處理器、外圍設備、嵌入式操作系統(tǒng)（可選）、嵌入式應用軟件稍細劃分：嵌入式處理器、外圍設備、驅動程序、嵌入式操作系統(tǒng)、應用接口、嵌入式應用軟件3. 嵌入式系統(tǒng)特點：系統(tǒng)內核小專用性強

2、系統(tǒng)精簡高實時性。4. 嵌入式處理器的分類：嵌入式微處理器（MPU:就是和通用計算機的處理器對應的CPU可以認為是“增強型”通用微處理器。嵌入式微控制器（MCU:就是將整個計算機系統(tǒng)的主要硬件集成到一塊芯片中，芯片內部集成ROM/EPROMRAM總線，總線邏輯、定時/計數(shù)器、Watchdog、I/O、串行口、A/D等各種必要功能和外設。嵌入式DSP處理器（DSP:是專門用于信號處理方面的處理器，在系統(tǒng)結構和指令算法方面進行了特殊設計，具有很高的編譯效率和指令執(zhí)行速度。嵌入式片上系統(tǒng)（SOC:是追求產(chǎn)品系統(tǒng)最大包容的集成器件。絕大多數(shù)系統(tǒng)構件都在一個系統(tǒng)芯片內部。第二章1. ARM是Advanc

3、eRISCMachine的縮寫，既可以認為是一個公司的名字，也可以認為是對一類微處理器的通稱，還可以認為是一種技術的名字。2. 在ARM9TDMI"9TDMI的含義：9:采用版本為9的ARMt處理器T:支持16為壓縮指令集ThumbD支持片上Debug稱為D變種M:內嵌硬件乘法器Multiplier,稱為M變種I：嵌入式ICE,支持片上斷點和調試，稱為I變種。3. ARMCortex-A8處理器的三種工作狀態(tài)：ARM犬態(tài)，處理器執(zhí)行32位的字又t齊的ARMf旨令；Thumb犬態(tài)：處理器執(zhí)行16位的半字對齊的Thum酎旨令和ThumbEE犬態(tài):執(zhí)行16位的半字對齊的Thum比旨令集變種

4、。8種工作模式：用戶模式（usr）、快速中斷模式（fiq）、外部中斷模式（irq）、管理模式（svc）、中止模式（abt）、未定義模式（und）、系統(tǒng)模式（sys）和監(jiān)控模式（morj。特權本M式：除usr之外的其它的7種工作模式都是特權模式。異常模式：除usr和sys之外的其它的6種工作模式都是持權模式。4. ARMA8寄存器分成哪幾類？各類有哪些寄存器？寄存器LR有什么用途？分兩類：33個通用寄存器和7個狀態(tài)寄存器。33個通用寄存器：R0-R15;R13_svc、R14_svc；R13_abt、R14_abt;R13_undR14_und;R13_irq、R14_irq;R8_fiq-R1

5、4_fiq、R13_monR14_mon。7個狀態(tài)寄存器：CPSRSPSR_svcSPSR_abtSPSR_undSPSR_irq、SPSR_fiq和SPSR_monLR（R14）:也稱作子程序鏈接寄存器或鏈接寄存器LR,當執(zhí)行BL子程序調用指令時，R14中得到R15（程序計數(shù)器PQ的備份。其他情況下，R14用作通用寄存器。與之類似，當發(fā)生中斷或異常時，對應的分組寄存器R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt、R14_und和R14_morffi來保存R15的返回值。各位是意義：N：正負號/大小標志位0表示：正數(shù)/大于；1表示：負數(shù)/小于Z:零標志位0表示：結果不為零；1

6、表示：結果為零C:進位/借位/移出位0表示：未進位/借位/移出0;1表示：進位/未借位/移出1V:溢出標志位0表示：結果未溢出；1表示：結果溢出I、I和F：irq和fiq中斷允許和禁止控制位，=1禁止irq或fiq中斷=0允許irq或fiq中斷。T:控制（標志）位反映處理器的運行狀態(tài)T=1時，程序運行于Thumb犬態(tài),T=0時，程序運行于ARM犬態(tài)。TM控制位一一決定了處理器的運行模式模式TM4:0用戶10000快中斷10001中斷10010管理10011中止10111未定義11011系統(tǒng)11111監(jiān)控10110異常響應過程（進入異常）執(zhí)行哪些操作。保存返回地址、保存當前狀態(tài)寄存器CPSR勺內

7、容、設置當前狀態(tài)寄存器CPS辭的相應位、轉去執(zhí)行中斷處理程序。第三章指令中的第二操作數(shù)“operand2”有哪些具體形式：三種：寄存器、寄存器移位、8位位圖立即數(shù)。2.對于ARM的變址尋址方式，有基地址和偏倚地址兩部分組成。（1）基地址可以是哪些寄存器？（2）偏移地址可以有哪些形式？（3）總地址的計算方法有哪些？怎么表示？（4）變址尋址應用于哪些指令？（1）基地址可以是通用寄存器R0-R15中的任意一個。（2）偏移地址可以有三種形式：12位立即數(shù)、寄存器、寄存器移位。（3）總地址的計算方法有三種：（4）前變址（前索引）：先基址+偏址，生成操作數(shù)地址，做指令指定的操作。如：LDRRd,Rn,#m

8、后變址模式（修改基址寄存器）：基址寄存器不加偏移作為操作數(shù)地址。完成指令操作后，用（基址+偏移）的值修改基址寄存器。如：LDRRd,Rn,#m自動變址模式（修改基址寄存器）：先基址+偏移，生成操作數(shù)地址，做指令指定的操作。然后自動修改基址寄存器。如：LDRRd,Rn,#m!（5）有4條指令：LDR、STRLDMSTM（6） 3.ARM有尋址方式：立即尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、多寄存器尋址、堆棧尋址、塊拷貝尋址、相對尋址（7） 4.ARM偽指令：ADR小范圍的地址t取偽指令、ADRL中等范圍的地址讀取偽指令、LDR大范圍的地址讀取偽指令、NOP空操作偽指令。5. ARM指令集分

9、為哪幾種類型？各類有哪些指令（可以不考慮協(xié)處理器指令）。五類：存器訪問指令、數(shù)據(jù)處理指令、跳轉指令、協(xié)處理器指令、雜項指令。存儲器訪問指令：單存儲器存取指令，多存儲器存取指令。數(shù)據(jù)處理指令：算術運算指令，邏輯運算指令，數(shù)據(jù)傳送指令，比較指令，測試指令。跳轉指令：B跳轉指令BL帶鏈接的跳轉指令BX帶狀態(tài)切換的跳轉指令BLX帶鏈接和狀態(tài)切換的跳轉指令。雜項指令：程序狀態(tài)寄存器操作指令，中斷操作指令。6. ARM有哪些條件碼？各個條件碼的符號及意義。（比較常用的應該會）。條件碼00000001001000110100010101100111助記符EQNECS/HSCC/LOMIPLVSVC含義相等不

10、相等無符號數(shù)大于或等于無符號數(shù)小于負數(shù)非負數(shù)溢出沒有溢出標志Z=1Z=0C=1C=0N=1N=0V=1V=01000HI無符號數(shù)大于C=1且Z=01001LS無符號數(shù)小于或等于C=0或Z=11010GE有符號數(shù)大于或等于N=V1011LT有符號數(shù)小于N!=V1100GT有符號數(shù)大于Z=0且N=V1101LE有符號數(shù)小于或等于Z=1或N!=V1110AL無條件執(zhí)行arm采用32位架構，基本數(shù)據(jù)類型4種，填空ByteHalfWordWord81632DoubleWord64位字節(jié)半字2字節(jié)對齊字4雙字8內核工作模式,cortexa8,（課本8種）8種usrfiqirqsvc特權模式abt數(shù)據(jù)訪問中

11、止模式und未定義指令中止模式sysmon監(jiān)控模式，可在安全模式和非安全模式切換8個模式中，除用戶模式usr,其他7個全部特權模式7個特權模式中，除了系統(tǒng)模式，剩下6個都屬于異常模式異常模式:快速中斷請求模式（FIQ）外部中斷請求模式（IRQ特權模式（SVC數(shù)據(jù)訪問終止模式（abt） 保護用于高速數(shù)據(jù)傳輸用于通常的中斷處理當數(shù)據(jù)或指令預取終止時進入該模式，可用于虛擬內存及存儲未定義指令中止模式（und）用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真監(jiān)控模式（mo。Arm微處理器工作模式，分別為:1. 用戶模式（Usr）2. 快速中斷模式（FIQ）3. 外部中斷模式（IRQ）4. 特權管理模式（SVC用于正常執(zhí)

12、行程序用于高速數(shù)據(jù)傳輸用于通常的中斷處理操作系統(tǒng)使用的保護模式（高權限），復位和軟件中斷進入5.數(shù)據(jù)訪問中止模式（abt）當數(shù)據(jù)或指令預取終止時進入該模式，可用于虛擬內存及存儲保護6. 系統(tǒng)模式（sys）7. 未定義指令終止模式8. 監(jiān)控模式（mor）,運行擁有特權的操作系統(tǒng)任務und）用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真（浮點、微量運算）可在安全模式和非安全模式切換異常模式優(yōu)先級如下:1（最局）SVC復位2abt數(shù)據(jù)中止3FIQ（快速中斷請求）4IRQ（外部中斷請求）5abt預取指令中止6（最低）und未定義指令，SWI軟件中斷arm7為止使用流水線3級取指令，從寄存器裝載一條指令譯碼為下一周期準

13、備控制信號執(zhí)行處理指令，結果寫會寄存器arm9,五級流水線3級+緩沖/數(shù)據(jù)回寫arm106級流水線寄存器R13用作數(shù)據(jù)棧指針，記作SP。寄存器R14稱為鏈接寄存器，記作LR,它用于保存子程序的返回地址。寄存器R15是程序計數(shù)器，記作PC,不能用作其它用途。CPSR當前程序狀態(tài)寄存器理解CPSRB式，里面標志位含義等等跳轉指令，bl跳轉32mb范圍，跳轉pc,如ldrbpc,.可以4GB范圍AAPC即準子程序調用，用R0-R3存儲參數(shù)，R0存返回值I2C總線，通過串行數(shù)據(jù)線(SDA和串行時鐘線(SCL)在連接到總線的器件間傳遞信息。傳輸時包含尋址和數(shù)據(jù)信息，每個字節(jié)8位，每個字節(jié)后必須跟一個響應

14、位。A_D轉換結束的表達式是！(TSAADCCON0&(1<<15)獲取AD轉換結果的表達式是(TSDATX0&0xfff)LCD16M色的像素顏色的數(shù)據(jù)格式是怎樣的4個字節(jié)，前3個字節(jié)分別為紅，綠，藍三原色的色號。64K色的數(shù)據(jù)則用16位表示一個像素的顏色，三原色配比是5/6/5。android操作系統(tǒng)的源碼結構分為3個部分：核心工程(CoreProject),擴展工程(ExternalProject),包(Package),應用程序(Application)在package/apps目錄中。二、簡答題：1、Cortex-A8是ARMv7-A架構的，共有哪幾種工作

15、模式，其中哪幾種屬于異常模式？usr用戶模式fiq快速中斷模式irq外部中斷模式svc特權模式abt數(shù)據(jù)訪問中止und未定義指令中止模式sys系統(tǒng)模式mon監(jiān)控模式，安全模式切換8種工作模式，除用戶模式，都是特權模式特權模式里面，除系統(tǒng)模式，其他都是異常模式。即異常模式6種：Fiq快速中斷異常模式Irq外部中斷請求模式svc特權模式abt數(shù)據(jù)訪問中止模式und未定義指令中止模式mon監(jiān)控模式2.寄存器CPSRSPSR的功能各是什么？CPSR目前程序狀態(tài)寄存器）在任何處理器模式下被訪問。它包含了條件標志位、中斷禁止位、當前處理器模式標志以及其他的一些控制和狀態(tài)位。中斷時，保存當前程序狀態(tài)，處理器

16、模式等等。每一種處理器模式下都有一個專用的物理狀態(tài)寄存器，稱為SPSR（備份程序狀態(tài)寄存器）。當特定的異常中斷發(fā)生時，這個寄存器用于存放當前程序狀態(tài)寄存器的內容。在異常中斷退出時，可以用SPSR后恢復CPSRCPS嘴式CPS略式如下所示。SPS麗CPS略式相同。31302928272676543210NZCVQIT1:0JIFTM4M3M2M1M0*條件標志位*Nn=1表示運算結果為負數(shù)，n=0表示結果為正數(shù)或零。zz=1表示運算的2果為零；z=0表示運算的結果不為零。C進位，借位標志VV=1表示符號位溢出JThumbE歌態(tài)位M4-0模式位3、簡述S5PV210外部中斷處理和響應的流程。中斷發(fā)

17、生后，處理：通過堆棧和spsr寄存器，入棧保存現(xiàn)場，設置cpsr模式位，處理器模式變成外部中斷模式。外部中斷中斷發(fā)生后，VIC0IRQSTATUS1應位置改變，中斷向量地址VIC0ADDRESS相應位改變，pc跳到向量表的特定地址，從該地址開始執(zhí)行，跳轉調用我們寫的中斷處理函數(shù)，執(zhí)行中斷處理程序。/*4.使能向量地址通道16中斷*/rVIC0INTENABLE|=(1<<16);/*5.向量地址通道16選擇為IRQ中斷*/rVIC0INTSELECT|=(1<<16);裝中斷服務函數(shù)至UVIC0VECTADDR16g制轉換提取EINT16_31_IRQHandler函數(shù)

18、地址*/rVIC0VECTADDR16=(unsignedint)EINT16_31_IRQHandler;voidEINT16_31_IRQHandler(void)。三、編程應用題：(閱讀分析，加注釋、填空與編程)1 .將存儲器中0x400000開始的200字節(jié)的數(shù)據(jù)，傳送到0x400800開始的區(qū)域。解：MOVRQ#0x400000LDRR1,=0x400800MOVR7#200LP:LDRBR2,R0,#1STRBR2R1,#1SUBSR7R7,#1BNELPHERE:BHERE2 .編寫一程序，查找存儲器從0x400000開始的100個字中為0的數(shù)目，將其結果存到0x400190中。

19、解：MOVR0#0x400000MOVR1,#0MOVR7,#100LP:LDRR2,R0,#4CMPR2,#0BNENEXTADDR1,R1,#1NEXT:SUBSR7,R7,#1BNELPSTRR1,R0HERE:BHERE|3 .編寫一簡單ARM匚編程序段，實現(xiàn)1+2+-+100的運算。MOVR2,#100MOVR1,#0LOOPADDR1R1,R2;R1中為累加和SUBSR2,R2,#1;R2控制循環(huán)BNELOOP5 .用ARMT編語言和C語言寫一個初始值為0x6000000的延時函數(shù)。匯編的為：delay:ldrr0,=0x6000000temp:subr0,r0,#1cmpr0,#

20、0bnetempbxlr上面程序參考c語言的寫法voiddelay()volatileinti,j;for(i=0;i<0x6000000;i+);6 .請對如下程序解釋按k2按鍵，松手，led閃爍#include""#include""#definerGPJ2CON*(volatileunsignedlong*)0xe0200280)#definerGPJ2DAT*(volatileunsignedlong*)0xe0200284)voidkey_init()(rGPH2CON&=(0xf<<0);qunum,2.sectio

21、n.text.global_startstart:Reset_Handler:movr0,#0;/*setupthethreeparameters*/movr1,#3movr2,#2blarithfunc;/*callthefunction*/stop:bstop；#*;#*AccordingR0valudetoexecutethecode*arithfunc:;/*labelthefunction*/cmpr0,#num;/*Treatfunctioncodeasunsignedinteger*/bhsDoAdd;/*Ifcodeis>=2thendooperation0.*/adrr

22、3,JumpTable;/*Loadaddressofjumptable*/ldrpc,r3,r0,LSL#2;/*Jumptotheappropriateroutine*/JumpTable:.wordDoAdd.wordDoSubDoAdd:addr0,r1,r2;/*Operation0,>1*/bxlr;/*Return*/DoSub:subr0,r1,r2;/*Operation1*/bxlr<實驗二>GPIOLED接口控制實驗（LED顯示燈控制）控制實驗平臺的發(fā)光二極管LED1,LED2,LED3,LED4使它們有規(guī)律的點亮和熄滅，具體順序如下：LED1亮，LED

23、2亮->LED3亮，LED4亮，LED1滅->LED2滅->LED3滅->LED4滅->全亮->全滅，如此反復/*name:*func:led_onturnontheledsonebyone*/*voidled_on(void)inti,nOut;nOut=0xF0;rGPFDAFnOut&0x70;for(i=0;i<100000;i+);rGPFDAT=nOu&0x30;for(i=0;i<100000;i+);rGPFDAT=nOut&0x10;for(i=0;i<100000;i+);rGPFDAT=nOut

24、&0x00;for(i=0;i<100000;i+);/*name:* func:led_offturnofftheledsonebyone*/voidled_off(void)inti,nOut;nOut=0;rGPFDAT=0;for(i=0;i<100000;i+);rGPFDAT=nOut|0x80;for(i=0;i<100000;i+);rGPFDAT|=nOut|0x40;for(i=0;i<100000;i+);rGPFDAT= nOut | 0x20; for(i=0;i<100000;i+);rGPFDAT= nOut | 0x10;

25、for(i=0;i<100000;i+);/*name:* func:ledonoffturnonthe4ledsandthenturnoffthe4leds*/voidled_on_off(void)inti;rGPFDAT=0;for(i=0;i<100000;i+);rGPFDAT=0xF0;for(i=0;i<100000;i+);/*name:* func:led_testi/ocontroltest(led)*/voidled_test(void)rGPFCON=0x;2n");實驗三LED數(shù)碼管綜合實驗#include""#include""* defineU8unsignedchar/*0123450xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,/*89ABCD0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,unsignedcharseg7table16=0x92,0x82,0xf8,0xa1,0x86,0x8e,67*/EF*/;/*.n");Gpio_init();flag=1;while(flag!=0)&&(lp<6)for(j=0;j<lp;j+)*(U8*)0x)=(0x01&