東師奧鵬2018年秋季《嵌入式系統(tǒng)》參考答案

東師奧鵬2018年秋季《嵌入式系統(tǒng)》參考答案東師奧鵬2018年秋季《嵌入式系統(tǒng)》參考答案東師奧鵬2018年秋季《嵌入式系統(tǒng)》參考答案V:1.0精細整理，僅供參考東師奧鵬2018年秋季《嵌入式系統(tǒng)》參考答案日期：20xx年X月期末作業(yè)考核《嵌入式系統(tǒng)》滿分100分一、判斷題（每題3分，共30分）1.嵌入式系統(tǒng)一般具有實時約束，有時限要求，因此，嵌入式系統(tǒng)一般都采用分時操作系統(tǒng)。(√)2．嵌入式系統(tǒng)本身具備自舉開發(fā)能力，用戶可以直接在嵌入式設(shè)備上做開發(fā)。（×）3．硬件資源是硬件設(shè)計工程師在設(shè)計和調(diào)試硬件必備的工具，這些資源不包括示波器。(√)4．嵌入式常用編程語言有匯編語言、C語言、C++語言以及Java語言等。(√)5．嵌入式Linux是以Linux為基礎(chǔ)的嵌入式操作系統(tǒng)，它是一種開放源代碼、軟實時、多任務(wù)的嵌入式操作系統(tǒng)。(√)6．uCLinux是面向支持MMU的處理器平臺設(shè)計的。（×）7．ARM指令中的第二個操作數(shù)可以是一個8位的立即數(shù)，也可以是一個任意的32位立即數(shù)。（×）8．當(dāng)異常發(fā)生時，需要保護程序執(zhí)行現(xiàn)場，再進行異常處理。其中，現(xiàn)場保護包括返回地址和CPSR的值兩個方面的內(nèi)容。(√)9．MAP用于定義一個結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表的首地址，可以用“*”代替。（×）10．SPACE分配的內(nèi)存單元用0初始化，DCB分配的內(nèi)存用指定的值初始化。(√)二、簡答題（每題8分，共40分）1.什么是可編程片上系統(tǒng)（SOPC）答:SOPC(SystemOnProgrammableChip)即可編程的片上系統(tǒng)，或者說是基于大規(guī)模FPGA的單片系統(tǒng)。SOPC技術(shù)是一門全新的綜合性電子設(shè)計技術(shù)，涉及面廣。在二○世紀(jì)九十年度末，可編程邏輯器件（PLD）的復(fù)雜度已經(jīng)能夠在單個可編程器件內(nèi)實現(xiàn)整個系統(tǒng)。完整的單芯片系統(tǒng)（SOC）概念是指在一個芯片中實現(xiàn)用戶定義的系統(tǒng)，它通常暗指包括片內(nèi)存儲器和外設(shè)的微處理器。最初宣稱真正的SOC――或可編程單芯片系統(tǒng)（SOPC）――能夠提供基于PLD的處理器。在2000年，Altera發(fā)布了Nios處理器，這是AlteraExcalibur嵌入處理器計劃中第一個產(chǎn)品，它成為業(yè)界第一款為可編程邏輯優(yōu)化的可配置處理器。本文闡述開發(fā)Nios處理器設(shè)計環(huán)境的過程和涉及的決策，以及它如何演化為一種SOPC工具。SOPC是基于FPGA解決方案的SOC，與ASIC的SOC解決方案相比，SOPC系統(tǒng)及其開發(fā)技術(shù)具有更多的特色，構(gòu)成SOPC的方案也有如下多種途徑2.什么是嵌入式交叉調(diào)試交叉調(diào)試的方式有哪幾種答：就是宿主機（一般是電腦）與目標(biāo)機（嵌入式系統(tǒng)）之間跨平臺進行調(diào)試（一個是x86架構(gòu)處理器，一個是ARM或其他嵌入式微處理器），這種跨平臺的調(diào)試就叫交叉調(diào)試。當(dāng)然，宿主機與目標(biāo)機之間存在某種通信方式，以太網(wǎng)通信或串口通信等。常用的調(diào)試方法有Monitor方式和片上調(diào)試方式。3．嵌入式ARMLinux系統(tǒng)的一般開發(fā)步驟是什么答：第一步、建立交叉編譯環(huán)境沒有交叉開發(fā)經(jīng)驗的讀者，可能一時很難接受這個概念。首先，要明白兩個概念：一般我們工作的機器，稱為開發(fā)機、主機；我們制作好的系統(tǒng)將要放到某臺機器，如手機或另一臺PC機，這臺機我們稱為目標(biāo)主機。我們一般開發(fā)機上已經(jīng)有一套開發(fā)工具，我們稱之為原生開發(fā)套件，我們一般就是用它們來寫程序，那么，那什么又是交叉編譯環(huán)境呢其實一點也不神秘，也就是在開發(fā)機上再安裝一套開發(fā)工具，這套開發(fā)工具編譯出來的程序，如內(nèi)核、系統(tǒng)工作或者我們自己的程序，是放在目標(biāo)主機上運行的。那么或許有初學(xué)者會問，直接用原生開發(fā)工具為目標(biāo)主機編譯程序不就完了至少我當(dāng)初是這么想的。一般來說，我們的開發(fā)機都是X86平臺，原生開發(fā)套件開發(fā)的工具，也針對X86平臺，而我們的目標(biāo)主機可能是PowerPC、IXP、MIPS……所以，我們的交叉編譯環(huán)境是針對某一類具體平臺的。一般來講，交叉開發(fā)環(huán)境需要二進制工具程序、編譯器、C鏈接庫，嵌入式開發(fā)常用的這三類軟件是：BinutilsGccuClibc當(dāng)然，GNU包含的工具套件不僅于此，你還要以根據(jù)實際需要，進行選擇第二步、編譯內(nèi)核開發(fā)工具是針對某一類硬件平臺，內(nèi)核同樣也是。這一步，我們需要用第一步中建立的工具，對內(nèi)核進行編譯，對于有內(nèi)核編譯經(jīng)驗的人來說，這是非常簡單的；第三步、建立根文件系統(tǒng)也就是建立我們平常看到的bin、dev、proc……這一大堆目錄，以及一些必備的文件；另外，我們還需要為我們的目標(biāo)系統(tǒng)安裝一些常用的工具軟件，如ls、ifconfig……當(dāng)然，一個辦法是找到這些工具的源代碼，用第一步建立的交叉編譯工具來編譯，但是這些軟件一是數(shù)量多，二是某些體積較大，不適合嵌入式系統(tǒng)，這一步，我們一般都是用busybox來完成的，包括系統(tǒng)引導(dǎo)軟件init；最后，我們?yōu)橄到y(tǒng)還需要建立初始化的引導(dǎo)文件，如inittab……4．試舉例說明LDR和STR指令的前變址、后變址和回寫前變址3種變址模式。答：對于LDR:前變址：LDRr0,[r1,#40]回寫前變址：LDRr0,[r1,#40]!后變址：LDRr0,r1,#40對于STR:前變址：STRr0,[r1,#40]回寫前變址：STRr0,[r1,#40]!后變址：STRr0,r1,#405．從IRQ和FIQ處理程序返回時，如何寫返回指令答：簡單說，把要返回的地址移入PC中即可。說復(fù)雜一點，這個輸入的地址在進入中斷處理例程的時候，保存在LR中，所以一般的做法是做一個movspc,lr即可實現(xiàn)。三、問答及應(yīng)用題（每小題15分，共30分）1．簡述ARM的CPSR各狀態(tài)位的作用，并說明如何對其進行操作，以改變各狀態(tài)位。答：CPSR可在任何運行模式下被訪問，它包含條件碼標(biāo)志位、中斷禁止位、當(dāng)前處理器模式標(biāo)志位，以及其他一些相關(guān)的控制和狀態(tài)位。條件碼標(biāo)志位：N當(dāng)用兩個補碼表示的帶符號數(shù)進行運算時，N=1表示運算的結(jié)果為負數(shù)；N=0表示運算的結(jié)果為正數(shù)或零；ZZ=1表示運算的結(jié)果為零；Z=0表示運算的結(jié)果為非零；C①加法（包括比較指令CMN）運算結(jié)果產(chǎn)生進位時（無符號數(shù)溢出），C=1，否則C=0。②減法（包括比較指令CMP）運算產(chǎn)生借位（無符號數(shù)溢出），C=0，否則C=1。③對于包含移位操作的非加/減運算指令，C為移出值的最后一位。V①對于加/減法運算指令，當(dāng)操作數(shù)和運算結(jié)果為二進制的補碼表示的帶符號數(shù)時，V=1表示符號位溢出。CPSR的低8位（包括I、F、T和M[4：0]）稱為控制位，當(dāng)發(fā)生異常時這些位可以被改變。狀態(tài)寄存器（PSR）中的其余位為保留位，當(dāng)改變PSR中的條件碼標(biāo)志位或者控制位時，保留位不要被改變，在程序中也不要使用保留位來存儲數(shù)據(jù)。2．假設(shè)已經(jīng)在C程序中定義了一個數(shù)組intFi[100]，數(shù)組元素初始值為0。試編寫一個ARM匯編子程序Fibonacci，實現(xiàn)將斐波拉契數(shù)列的前100項存入數(shù)組Fi[100]中，其中前兩項為1和1，分別存入到Fi[0]和Fi[1]，其他項依次存入數(shù)組其余元素，數(shù)組的地址作為參數(shù)傳遞給匯編子程序。斐波拉契數(shù)列是形如：1，1，2，3，5，8，13，…的數(shù)列。答：intmax(intarray[]){if(array[i]>max){intmax=array[0];inti=0;for(i=0;i<12;i++){max=array[i];}}returnmax;}intmain(void){intline,row;intArray[]={1,5,-1,25,9,44,43,65,10,11110,343,765};//數(shù)組初始化intNumber=max(Array);printf("最大的數(shù)是%d\n",Number);//數(shù)組l的F數(shù)列l(wèi)onginta