孟祥蓮嵌入式系統(tǒng)原理及應用教程部分習題答案2015(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上習題11. 嵌入式系統(tǒng)的概念的是什么？答：嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟、硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。(嵌入式系統(tǒng)是嵌入式到對象體系中的，用于執(zhí)行獨立功能的專用計算機系統(tǒng)。)2. 嵌入式系統(tǒng)的特點是什么？答：系統(tǒng)內(nèi)核??； 專用性強 ；運行環(huán)境差異大 ；可靠性要求高； 系統(tǒng)精簡和高實時性操作系統(tǒng)； 具有固化在非易失性存儲器中的代碼 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和工作環(huán)境4.嵌入式系統(tǒng)的功能是什么？答：提供強大的網(wǎng)絡服務 小型化，低成本，低功能；人性化的人機界面；完善的開發(fā)平臺5.嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺由哪些部分組

2、成？答：嵌入式系統(tǒng)的硬件是以嵌入式處理器為核心，由存儲器I/O單元電路，通信模塊，外部設(shè)備必要的輔助接口組成的。7.嵌入式操作系統(tǒng)的主要特點是什么？答：體積小；實時性；特殊的開發(fā)調(diào)試環(huán)境。8.敘述嵌入式系統(tǒng)的分類。答：按嵌入式微處理器的位數(shù)分類可以分為4位、8位、16位、32位和64位等；按軟件實時性需求分類可以分為非實時系統(tǒng)（如PDA），軟實時系統(tǒng)（如消費類產(chǎn)品）和硬實時系統(tǒng)（如工業(yè)實時控制系統(tǒng)）；按嵌入式系統(tǒng)的復雜程度分類可以分為小型嵌入式系統(tǒng)，中型嵌入式系統(tǒng)和復雜嵌入式系統(tǒng)。習題21.ARM9處理器和工作狀態(tài)有哪些？答：ARM狀態(tài)：此時處理器執(zhí)行32位的的字對齊的ARM指令。Thumb狀

3、態(tài)：此時處理器執(zhí)行16位的，半字對齊的Thumb指令2.敘述ARM9內(nèi)部寄存器結(jié)構(gòu)，并分別說明R13、R14、R15寄存器的作用。答：共有37個內(nèi)部寄存器，被分為若干個組（BANK），這些寄存器包括31個通用寄存器，包括程序計數(shù)器（PC指針）6個狀態(tài)寄存器。R13用作堆棧指針，R14稱為子程序鏈接寄存器，R15用作程序計數(shù)器。4.ARM處理器的工作模式有哪些？答：用戶模式：ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài)?？焖僦袛嗄Ｊ剑河糜诟咚贁?shù)據(jù)傳輸或通道處理外部中斷模式：用于通用中斷處理管理模式：操作系統(tǒng)使用的保護模式數(shù)據(jù)訪問終止模式：當數(shù)據(jù)或指令預期終止時進入該模式，可用于虛擬存儲器及存儲保護系統(tǒng)模式：運

4、行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務未定義指令終止模式：當未定義的指令執(zhí)行時進入該模式，可用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。5.ARM微處理器支持的數(shù)據(jù)類型有哪些？答：ARM微處理器中支持字節(jié)（8位）、半字（16位），字（32位）三種數(shù)據(jù)類型。其中，字需要4字節(jié)對齊，半字需要2字節(jié)對齊。7.敘述CPSR寄存器及其各位數(shù)據(jù)位的作用？答：CPSR是當前程序狀態(tài)寄存器，是在任何模式下都可以訪問的通用狀態(tài)寄存器，它包括條件標志位，中斷禁止位，當前處理器模式標志位，以及其他一些相關(guān)的一些相關(guān)的控制和狀態(tài)位條件碼標識；N，Z，C，V均為條件碼標識，它們的內(nèi)容可被算術(shù)或邏輯的結(jié)果所改變，并且可以決定某條指令是否被執(zhí)行?？?/p>

5、制位：CPSR的低8位稱為控制位，當發(fā)生異常時這些位可被改變，如果處理器運行特權(quán)模式，這些位也可以由程序修改。保留位：CPSR中的其余位為保留位，當改變CPSR中的條件碼標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)習題31.ARM指令有哪幾種尋址方式?試分別敘述其各自的特點，并舉例說明。答：寄存器尋址：寄存器尋址就是利用寄存器中的內(nèi)容作為操作數(shù)，寄存器本身就是操作數(shù)地址，例：MOV R2，R3 ；R2R3指R3中的內(nèi)容賦給R2 立即尋址：操作數(shù)沒有存儲在寄存器或存儲器中，而是包含在指令的操作碼中，只要取出指令也就取到了操作數(shù).例：ADD R1，R2，#1234；R1R

6、1+1234寄存器間接尋址：以寄存器中的內(nèi)容作為操作數(shù)的地址，而操作數(shù)本身存放在存儲器中。例：LDR R1，R2 ；R1R2變址尋址：將寄存器的內(nèi)容與指令中給出的地址偏移量相加，從而得到一個操作數(shù)的有效地址。例 LDR R0，R1，#8 ；R0R1+8寄存器移位尋址：操作數(shù)由寄存器的數(shù)值進行相應移位而得到 例MOV R0，R1，LSL#4多寄存器尋址：一條指令可以完成多個寄存器值的傳送 例：LDMIA R1，R2R4，R5； R2R1R3R1+4 R4R1+8 R5R1+12堆棧尋址：一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按先進后出的方式工作，使用一個稱作堆棧指針的專用寄存器指示當前的操作位置，堆棧指針總是指向棧頂。

7、相對尋址：以程序計數(shù)器PC的當前值為基地址，指令中的地址標號作為為偏移量，將兩者相加之后得到操作數(shù)的有效地址2.簡述ARM9指令集的分類答：交換指令、ARM數(shù)據(jù)處理器指令、ARM分支指令、ARM協(xié)處理器指令ARM軟件中斷指令4.請敘述處理器如何實現(xiàn)ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)的切換。答：進入Thumb狀態(tài)：當操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位（位0）為1時，可以采用執(zhí)行BX指令的方法，使微處理器從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)，此外，當處理處于Thumb狀態(tài)時發(fā)生異常,則異常返回時，自動切換到Thumb狀態(tài)。進入ARM狀態(tài)：當操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為0時，執(zhí)行BX指令時可以微處理器從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀

8、態(tài)，此外，在處理器進行異常處理時，把PC指針放入異常模式鏈接寄存器中，并從異常向量地址開始執(zhí)行程序，也可以是處理器模式切換到ARM狀態(tài)6.簡述ARM9的LDM/STM堆棧指令中空、滿，遞增、遞減的含義。答：當堆棧指針指向最后壓入堆棧的數(shù)據(jù)時，稱為滿堆棧。當堆棧指針指向下一個將要放入數(shù)據(jù)的空位置時，稱為空堆棧；當堆棧由低向低地址向高地址生成時，稱為遞增堆棧；當堆棧由高地址向低地址生成時，稱為遞減堆棧10.BX和BL指令有什么不同答：BX指令是分支和交換指令，寄存器的地址是目標地址其中的位0不是地址信息，當寄存器的位0為1時，表明目標地址處是Thumb指令，當寄存器的位0為0時，表明目標地址是AR

9、M指令，此時，要求字對準，BL指令是分支和鏈接指令，將一條指令的地址復制到R14，并引起處理器移位到目標地址，但目標地址不可以是ARM指令，BL指定不能轉(zhuǎn)移到當前指令+4MB以外的地址。習題41. ARM偽指令與Thumb偽指令有什么區(qū)別？答：與ARM指令相關(guān)的偽指令共有4條：ADR 、ADRL、 LDR 、NOP，這四條偽指令和通用的指令不同，在程序編譯過程中，編譯程序會為這四條指令產(chǎn)生代碼，但這些代碼不是它們自己的代碼，所以盡管它們可以產(chǎn)生代碼，但還是偽指令，與Thumb指令相關(guān)的偽指令共有3條，ADR、LDR、NOP ，但這些偽指令必須出現(xiàn)在Thumb程序段。3.編寫一個完整的程序，結(jié)構(gòu)

10、是什么？答：在匯編語言程序中，用AREA偽指令定義一個段，并說明所定義段的相關(guān)屬性，ENTPY偽指令標示程序的入口點，接下來為語句段，執(zhí)行主代碼后，通過返回控制終止應用程序，并返回到DEBDG通過使用軟件中斷指令實現(xiàn)返回，在程序的末尾為END偽指令，該偽指令通知編譯器停止對源文件的處理，每一個匯編程序段都必須有一條END偽指令，指示代碼段的結(jié)束。4.匯編語言中的表達式有哪些？試舉例說明答：數(shù)字表達式、邏輯表達式、字符串表達式、以寄存器和程序計數(shù)器（PC）為基址的表達式。例：BASE:A.5.匯編語言中的運算符有哪些？試說明它們的特點及使用方法.答：數(shù)字運算符：表明兩個表達式之間的關(guān)系。算術(shù)運算

11、符“+”、“-”、 “x”及“MOD”移位運算符”RDR”、“RDL“、“SHL、“SHR“邏輯運算符“AND”、“OR”、“NOT”、”EOR”邏輯運算符包括LAND,LDR,LNOT,LEOR運算符關(guān)系運算符：“=”、“>“、“>=”，“=<”，“/=”、“<”運算符單目運算符，雙目運算符7.匯編語言與C/C+的混合編程通常有幾種方式？答：有三種方式：在C/C+代碼中嵌入?yún)R編指令；在匯編程序和C/C+的程序之間進行變量的互訪；匯編程序，C/C+程序間的相互調(diào)用。習題51. S3C2440A芯片外部可尋址的存儲空間是多少？答S3C2440A芯片外部可尋址的存儲空間是1

12、GB，被分為8個存儲模塊，每塊128MB2. S3C2440A中的中斷控制器可以從多少個中斷源接收中斷請求？答：S3C2440A中的中斷控制器可以60個中段源接收中斷請求。這些中斷源由內(nèi)部的外圍I/O端口或部件如DMA控制器，UART,IIC等提供。4.S3C2440A芯片有幾個通道DMA，共有多少個寄存器？答：S3C2440A芯片有4個通道DMA，共有36個寄存器，其中6個用于控制DMA傳輸，3個用于監(jiān)視DMA的控制器的狀態(tài)。5.看門狗定時器原理是什么？答：看門狗定時器用于當噪音或系統(tǒng)錯誤引起故障時恢復控制器操作的定時，看門狗定時器是一普通的16位時間間隔定時器，定時溢出來請求中斷服務，每1

13、28個PCLK時鐘周期產(chǎn)生一個復位信號。6.觸摸屏接口模式分為幾類？答：觸摸屏接口模式可分為：正常轉(zhuǎn)換模式、分離xy坐標轉(zhuǎn)換模式、自動xy坐標轉(zhuǎn)換模式、等待中斷模式、備用模式習題61.S3C2440A芯片的總線時序中，ACK信號的作用是什么？結(jié)合相應的時序圖加以說明答：在完成一個字節(jié)的傳輸操作后，接收器應該發(fā)送一個ACK位給發(fā)送器。ACK位應該出現(xiàn)在SCL線的第9個時鐘，當接收器收到第9個時鐘周期時，發(fā)送器應該通過使SDA信號線變?yōu)楦唠娖絹磲尫臩DA信號線變?yōu)榈碗娖?，以便使SDA信號線保持在低電平，而發(fā)出ACK信號。2.S3C2440A芯片的總線有幾條信號線？分別是什么？ 答：總線有4線，即串

14、行數(shù)據(jù)輸入（IISDI），串行數(shù)據(jù)輸出（IISDD），左右通道選擇（IISLRCK）和串行位時鐘（IISCLK）3.S3C2440A中的音頻串行接口D模式是什么？答：總線格式、MSBJUSTIFIED格式 、采樣頻率和主設(shè)備時鐘4.S3C2440A芯片的AC97控制器的操作流程是什么？ 答內(nèi)部數(shù)據(jù)通路 流程圖操作 AClink數(shù)字接口協(xié)議 AC97掉電5.S3C2440A的攝像頭接口由哪幾部分組成？ 答：共由圖像多路復用器，捕捉單元，預覽計數(shù)器，多媒體數(shù)字信號編解碼器，DMA 預覽，DMA編解碼器及特殊功能寄存器7個部分組成。習題71.CodeWarrior IDE包括什么功能？答： <

15、1>建立一個工程 <2>編譯和鏈接工程 3.什么是交叉編譯?為什么要進行交叉編譯？答：交叉編譯是嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)過程中的一項重要技術(shù)。其主要特征是某機器中執(zhí)行的程序代碼不是在本機編譯生成，而是在另一臺機器編譯生成。一般前者成為目標機，后者稱為主機 采用交叉編譯的原因在于多數(shù)嵌入式目標系統(tǒng)不能提供足夠的資源供編譯過程使用，因而只好將編譯過程轉(zhuǎn)移到高性能的主機上進行。這就需要在強大的PC上建立一個用于目標機的交叉編譯環(huán)境。4.Linux下的交叉編譯環(huán)境主要包括幾部分？答：<1>針對目標系統(tǒng)的編譯器GCC。<2>針對目標系統(tǒng)的二進制工具binutils;&

16、lt;3>目標系統(tǒng)的標準C庫glibc,有時出于減小libc庫大小的考慮，也可以用別的C庫來代替glibc,例如uclibc,newlibc等；<4>目標系統(tǒng)的LInux內(nèi)核頭文件。7.簡述嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程？答： <1>驅(qū)動調(diào)試的準備 <2>調(diào)試10.簡述嵌入式系統(tǒng)的交叉調(diào)試方法？答：內(nèi)核打FP函數(shù) 獲取內(nèi)核信息 處理出錯信息 內(nèi)核源碼調(diào)試習題81.什么是Boot loader？答：Boot loader就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運行之前運行的一段程序，通過這段程序可以初始化硬件設(shè)備，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準備好環(huán)境。2.簡述Boot loader的啟動

17、過程。答：首先加載引導程序，然后進入Linux內(nèi)核，接著是文件系統(tǒng)，最后進入用戶應用程序。例：可以放在FLASH里啟動，或者用Jtag仿真器.由于使用NOR FLASH，根據(jù)2410的手冊，片內(nèi)的4K DRAM在不需要設(shè)置便可以直接使用，而其他必須先初始化，比如告訴memory controller,BANK6里有兩塊SDRAM，數(shù)據(jù)寬度是32bit,= =.否則memory control會按照復位后的默認值來處理存儲器.這樣讀寫就會產(chǎn)生錯誤.所以第一步，通過仿真器把執(zhí)行代碼放到0x4000_0000，（在編譯的時候，設(shè)定TEXT_BASE=0x)第二步，通過 AxD把linux KERNEL IMAGE放到目標地址（SDRAM）中，等待調(diào)用第三步，執(zhí)行BOOTLOADER代碼，從串口得到調(diào)試數(shù)據(jù)，引導armlinux3.vivi運行可以分為幾個階段？說明每個階段的主要工作答：vivi運行分