Arm嵌入式系统试题答案.doc

ARM嵌入式系统基础教程 期中开卷 专业：软件1002 姓名：****编号：04103060 一、嵌入式系统基本概念 什么是嵌入式系统？系统核心小专用性强系统精细化系统软件要求嵌入式软件开发要标准化，需要使用多任务操作系统。嵌入式系统本身不具备对其进行进一步开发的能力 答：产品包括：洗衣机、空调、手机。嵌入式系统是内置小型计算机系统，能够对机器进行智能控制的系统。嵌入式系统的三个基本特征是什么？

ARM嵌入式系统基础教程 期中开卷 专业：软件1002 姓名：****编号：04103060（24） 一、嵌入式系统基本概念 什么是嵌入式系统？ 有什么特点？ 答：所谓嵌入式实际上是“嵌入式计算机系统”的缩写。 它是半导体技术和电子技术与各行业具体应用相结合的产物，决定了它一定是一个技术密集、资本密集、高度分散、创新的知识集成系统。 （2）系统核心小（3）专用性强（4）系统精细化（5）系统软件要求（6）嵌入式软件开发要标准化，需要使用多任务操作系统。 （7）嵌入式系统本身不具备对其进行进一步开发的能力 答：产品包括：洗衣机、空调、手机。 嵌入式系统是内置小型计算机系统，能够对机器进行智能控制的系统。 嵌入式系统的三个基本特征是什么？ 答：（1）特定型（2）嵌入式类型（3）计算机系统什么是嵌入式处理器，嵌入式处理器可以分为几类？ 答：嵌入式处理器是嵌入式的核心，是控制和辅助系统运行的硬件单元。 分类：四类 (1)嵌入式微处理器 (2)嵌入式微控制器 (3)嵌入式DSP处理器 (4)SoC片上系统广泛应用的三类操作系统？ 答：多路批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。

嵌入式操作系统？ 阐述您对嵌入式操作系统的基本了解以及嵌入式操作系统在嵌入式系统开发中的必要性。 答：没有操作系统的嵌入式Linux、WinCE、VxWorks、μC/OS-II计算机效率非常低。 将操作系统嵌入计算机中可以提高系统的可靠性、开发效率、缩短开发周期。 2、ARM7架构 ARM是一家什么样的公司？ 答：是微处理器行业的知名公司。 该公司设计了大量高性能、廉价、低功耗的RISC处理器。 其特点是只设计芯片，不生产芯片。 它向全球许多著名的半导体、软件和OEM制造商授权技术，并提供服务。 什么是 RISC？ 什么是 CISC？ 答：RISC 是精简指令集计算机的缩写。 CISC 是复杂指令集计算机的缩写。 ARM公司目前使用的2个ARM处理器内核是什么？ 答：ARM7系列、ARM9系列、ARM10系列、ARM11系列、Intel的Xscale系列和MPCore系列。 他们的意思是什么？ 答案：T：支持高密度16位Thumb指令集 D：支持片上调试 S：ARM7TDMI的可综合版本（软核） I：支持EmbededICE观察硬件 M：支持64位乘法 ARM7TDMI处理器采用哪种类型架构，其可寻址地址空间有多大？ 答：ARM处理器采用冯·诺依曼结构，采用单平面31个16ARM7TDMI处理器，采用多级流水线处理，采用哪种内存寻址方式？ 答：ARM7TDMI处理器采用三级流水线。

ARM 处理器将内存视为从零开始线性增加的字节集合。 ARM处理器有哪些状态和模式？ （1）用户模式（2）快速中断模式（3）外部中断模式（4）管理模式（5）数据访问中断模式（6）系统模式（7）未定义指令模式简单说明ARM的两种状态处理器应用功能。 答：ARM状态：处理器以32位字对齐方式执行ARM指令。 每个 ARM 指令的长度为 32 位。 该指令功能强大，处理器默认为该状态。 Thumb 状态：处理器以 16 位半字对齐方式实现 Thumb。 每个 Thumb 指令都是 16 位长，是 ARM 指令功能的子集。 简单描述ARM处理器的7种模式的应用特点。 答：（1）用户模式：ARM处理器的正常程序执行模式。 (2)快速中断模式：用于高速数据传输或通道处理。 (3)外部中断方式：用于一般中断处理。 (4)管理模式：操作系统采用的保护模式。 (5)数据访问中断模式：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储和存储保护。 (6)系统模式：运行特权操作系统任务。 (7)未定义指令模式：执行未定义指令时进入该模式，可用于支持硬件处理器的软件模拟。 10.结合CPSR的结构，解释一下M[4:0]的作用和T的作用。 答：M[4:0]是模式控制位，这些位决定处理器的工作模式。

位标志控制处理器是按照 ARM 指令集还是按照 Thumb 指令集运行。 M1M4M3M2282930312711，结合CPSR的结构可知，I位是中断禁止标志位，用于使能或禁止ARM的两种外部中断。 M1M4M3M2282930312712。 简单描述ARM7TDMI的内部寄存器及特点。 答：分别是31个通用32位寄存器和6个状态寄存器。 它们不能同时访问，对它们的访问取决于处理器状态和处理器模式。 13、结合下表，简单描述一下FIQ模式下的私有寄存器，这些私有寄存器有什么特点？ R13_irqR13_irqR14_undR13_undR14_abtR13_abtR14_svcR13_scvSPSR_svcSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiqR14_fiqR13_fiqR12_fiqR11_fiqR10_fiqR9_fiqR8_fiq 快速中断中断未定义中止管理系统用户 SP SRCPSRCPSR 状态寄存器 R15R15(PC)R14R14(LR)R13R13(SP)R12R12(IP)R11R11(FP,v8)R10R10(SL,v7)R9R9(SB,v6)R8R8(v5 ) R7R7(v4)R6R6(v3)R5R5(v2)R4R4(v1)R3R3(a4)R2R2(a3)R1R1(a2)R0R0(a1) 汇编中各模式实际访问的寄存器名称 寄存器类型 R13_irqR13_irqR14_undR13_undR14_abtR13_abtR14_sv cR13 _scvSPSR_svcSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiqR14_fiqR13_fiqR12_fiqR11_fiqR10_fiqR9_fiqR8_fiqfast 中断 中断未定义中止管理系统用户 SPSRCPSRCPSR 状态寄存器 R15R15(PC)R14R14(LR)R13R13(SP)R12R12(IP)R11R11(FP,v8)R10R10(SL,v7)R9R9(SB,v6)R8R8(v5)R7R7 (v4)R6R6 (v3)R5R5(v2)R4R4(v1)R3R3(a4)R2R2(a3)R1R1(a2)R0R0(a1) 各模式下汇编中实际访问的寄存器名称 寄存器类别 答案：FIQ 模式 以下私有寄存器为 R8- fiq、R9-fiq、R10-fiq、R11-fiq、R12-fiq、R13-fiq、R14-fiq 和 SPSR-fiq。

这些寄存器使得处理器在FIQ中断发生时无需浪费时间保护寄存器，从而加快了FIQ的处理速度。 14、ARM7TDMI中的PC指向下一条要执行的指令。 这句话正确吗？ 为什么？ 答：不，PC的内容总是指向被“取”的指令的地址。 15、简述ARM处理器的CPSR和SPSR的功能、作用及工作方法。 答：CPSR是当前状态寄存器，在任何工作模式下都可以访问。 它包括条件标志位、中断标志位、当前处理器模式标志位以及其他相关的控制盒状态位。 ARM 内核使用 CPSR 来监视和控制内部操作。 SPSR用于保存CPSR的当前值，异常退出时可以通过SPSR恢复CPSR。 16、简述ARM7内部寄存器R13、R14、R15的主要作用、作用及工作方法。 答：R13用作堆栈指针SP，用于指定堆栈操作入口和出口的地址。 其他寄存器是堆栈寄存器。 用户模式和系统模式共用一个。 R14 可用作通用寄存器或链接寄存器。 链接寄存器用于保存子程序地址或返回地址。 R15：程序寄存器总是指向正在“取”的指令 17.计算机的寻址方式是什么？ ARM7TDMI有多少种寻址模式？ 答：寄存器寻址、立即数寻址、寄存器移位寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、多寄存器寻址、堆栈寻址、相对寻址。

18.什么是栈？ ARM中堆栈是如何定义和使用的？ 项目被插入和删除。 ARM处理器将RB视为堆栈指针SP，用于保存堆栈入口和出口的地址。 19、什么是存储的“大端模式”和“小端模式”？ 以数据0x12345678 0x20000000字为单位，写出“小端模式”的存储详细信息。 答：大端模式：按照低字节在高地址的顺序存储数据。 Little-endian模式：按照数据高字节存放在高地址的顺序存储数据。 0x20000000 存储 0x78，0x20000001 存储 0x56，0x20000002 存储 0x34，0x20000003 存储 0x12。 20. 什么是“字对齐”和“半字对齐”？ ARM 指令必须按字对齐存储，Thumb 指令必须按半字对齐存储。 这句话正确吗？ 答：如果一个字数据的访问存储地址A能被整数整除，即该地址的低两位为零，则为字对齐的内存访问。 如果半数据访问的存储器地址A是可整除的，即地址的最低位为零，则为半字对齐的存储器访问。 如果在 Thumb 状态下向 PC 写入非字对齐的地址，则写入 PC 的数据位将被忽略，最终 PC 的 bit0 为 0，这将产生不可预测的结果。 21. ARM指令长度和Thumb指令长度是固定位长吗？ 位长度是多少？ 答：Fixed ARM 是一个字（32bit），Thumb 是半字（16bit） 22. ARM7TDMI 中有哪两种中断类型？ 如何在CPU级别单独屏蔽？ 答：分别是IRQ和FIQ，通过cpu层面的状态寄存器CPSR。 23. ARM7TDMI 中的异常是什么？ 简述ARM7TDMI中复位、IRQ、FIQ、软中断等几种主要异常的控制原理。 答：异常是正常程序暂时挂起的一种状态模式。 当复位异常时，处理器在管理模式下执行相应的操作，I被禁止； 软中断异常也进入管理模式，I位禁止； 当IRQ异常时，进入中断模式，I位禁止； FIQ异常进入快速中断模式，I