嵌入式系統(tǒng)復(fù)習(xí)1

1、按總線所傳送的信息類型，總線分為 數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。ARM 目前已經(jīng)推出的Cortex M 系列的CPU有：M0、M0+、M3和 M4。一個嵌入式系統(tǒng)由3部分組成，分別是嵌入式硬件、嵌入式軟件和開發(fā)工具/開發(fā)平臺。ARM(Advanced RISC Machine)譯為(高級精簡指令集機器)，既可以認(rèn)為是一個公司的 字，或一類未處理器的通稱，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)的統(tǒng)稱。ARM屬于 RISC 架構(gòu)。在Tiva系列ARM里，GPIO管腳可以被配置為多種工作模式，其中有3種比較常用：高 阻輸入、推挽輸出、開漏輸出。ARM 目前已經(jīng)推出了如下Cortex M 系列的CPU： M0，M0+，

2、M3和 M4。ARM Cortex系列又分成3個子系列，分別是Cortex A系列、Cortex M系列和Cortex R系列。雖然都是屬于V7版本架構(gòu)的TI的Tiva C系列芯片主要分為兩大系列，他們分別為TM4C123x系列與TM4C129x系 列TM4C123GH6PM的GPIO模塊由6個GPIO模塊組成，每個模塊對應(yīng)一個GPIO端口 (PA、 PB、PC、PD、PE、PF)，每個GPIO端口包含多個管腳，如PA端口是PA0PA7；通過 GPIO模塊，最多支持43個可編程輸入/輸出引腳。LaunchPad上TM4C123GH6PM使用了 LQFP封裝的方式；其封裝引腳之間距離很小， 管腳

3、很細(xì)；使用該技術(shù)封裝的MPU操作方便，可靠性高；ARM處理器有兩種狀態(tài)，分別是ARM狀態(tài) 和Thumb狀態(tài)。ARM 指令集是32位寬，Thumb指令集是16位寬。將2進(jìn)制轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制：(11001011) B =。GPIO的中文全稱是通用輸入輸出端口。計算機結(jié)構(gòu)分為哈佛體系結(jié)構(gòu)和馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。ARM處理器支持的數(shù)據(jù)類型中，半字節(jié)為4位，字節(jié)為8位、半字為16位、字為32 位。ARM狀態(tài)下，SP寄存器指的是R13、LR寄存器指的是R14、PC寄存器指的是 R15。ARM字?jǐn)?shù)據(jù)存儲格式有：大端格式和小端格式。ARM系列微處理器支持的邊界對齊格式有：字節(jié)對齊、半字對齊和字對齊。相對于ARM指令

4、集，Thumb指令集的特點是 。A、指令執(zhí)行速度快B、16位指令集，可以得到密度更高的代碼，對于需要嚴(yán)格控制成本的設(shè)計非常有意義C、Thumb模式有自己獨立的寄存器D、16位指令集，代碼密度高，加密性能好 在ARM寄存器結(jié)構(gòu)中，棧指針使用 寄存器。A、R0B、R13C、R14 D、R15ARM9屬于 結(jié)構(gòu)。A、馮.諾依曼B、哈佛Cortex M系列采用 級流水線設(shè)計。 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark54 o Current Document A、1B、2C、3D、5ARM中可以訪問狀態(tài)寄存器的指令，能夠訪問內(nèi)存的指令是。A、MOVB、ADD C、LDR D

5、、MRS下列條件碼中表示不相等的。 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document A、EQB、NEC、CSD、CC8,在用ARM匯編編程是，其寄存器有多個別名，通常PC是指R15, LR是指，SP 是指 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document A、R12B、R13C、R14D、R15A、STMDAB、STMIAC、STMDBD、STMIB同CISC相比，下面哪一項不屬于RISC處理器的特征。A、采用固定長度的指令格式，指令規(guī)整、簡單、基本尋址方式有23種。B、減少指令數(shù)和尋址方式，使控制部件簡化，加快執(zhí)行速度。C

6、、數(shù)據(jù)處理指令只對寄存器進(jìn)行操作，只有加載/存儲指令可以訪問存儲器，以提高指 令的執(zhí)行效率，同時簡化處理器的設(shè)計。D、RISC處理器都采用哈佛結(jié)構(gòu)以下敘述中，不符合RISC指令系統(tǒng)特點的。A、指令長度固定，指令種類少B、尋址方式種類豐富，指令功能盡量增強C、設(shè)置大量通用寄存器，訪問存儲器指令簡單D、選取使用頻率較高的一些簡單指令12.下面關(guān)于ARM處理器的體系結(jié)構(gòu)描述哪一個是錯誤的。A、三地址指令格式B、所有的指令都是多周期執(zhí)行C、指令長度固定D、Load-Store 結(jié)構(gòu)3. ARM的指令執(zhí)行靠什么驅(qū)動？A、流水線B、微代碼C、電容放電D、電磁感應(yīng)ARM采用多少位的體系結(jié)構(gòu)？ A、64 位

7、B、32 位 C、16 位D、8 位ARM使用那個寄存器存放程序的返回地址？A、R14 B、r12C、cpsrD、spsr當(dāng)前程序狀態(tài)字寄存器的名稱是什么？ A、CPSRB、SPSR C、MCRD、MSR8.Thumb指令集的長度是多少？ A、16 B、32C、64 D、72用戶模式下的可見通用寄存器個數(shù)為多少個？ BA、37 個B、16 個 C、38 個 D、39 個ARM體系結(jié)構(gòu)中共有多少個物理寄存器？ AA、37 個B、10 個 C、12 個D、72 個各種模式下通用的寄存器有那些？ AA、r0r7B、r0r12C、r0r37D、r0r4ARM中位于主存儲器和內(nèi)核之間的快速存儲器叫什么？

8、A、CacheB、MMUC、MPU D、SDRAM指令的三級流水線中，預(yù)取階段完成的任務(wù)是？A、從存儲器裝載一條指令B、識別將被執(zhí)行的指令C、ALU處理指令D、把結(jié)果寫會計算器ARM匯編指令中，用于實現(xiàn)加法運算的是哪條指令？A:ADD B、SUBC、MUL D、MOV、下列描述不屬于RISC計算機的特點的是（C）。A.流水線每周期前進(jìn)一步。B.更多通用寄存器。指令長度不固定，執(zhí)行需要多個周期。獨立的Load和Store指令完成數(shù)據(jù)在寄存器和外部存儲器之間的傳輸。3、存儲一個32位數(shù)0 x2168465到2000H2003H四個字節(jié)單元中，若以大端模式存儲，則 2000H存儲單元的內(nèi)容為（）。A

9、、 0 x21B、 0 x68 C、 0 x65D、 0 x024、 ADDR0, R1, #3屬于（A）尋址方式。A.立即尋址 B.多寄存器尋址 C,寄存器直接尋址D.相對尋址13、存儲一個32位數(shù)0 x876165到2000H2003H四個字節(jié)單元中，若以小端模式存儲，則2000H存儲單元的內(nèi)容為（）。A、0 x00B、0 x87 C、0 x65 D、0 x6115、若 R1=2000H，（2000H）=0 x86，（2008H）=0 x39，則執(zhí)行指令 LDR R0，R1，# 8 !后 R0的值為（）。A. 0 x2000 B. 0 x86 C. 0 x2008 D. 0 x3916、寄

10、存器R13除了可以做通用寄存器外，還可以做（）。A、程序計數(shù)器B、鏈接寄存器C、棧指針寄存器D、基址寄存器18、ARM指令集和Thumb指令集分別是（）位的。A, 8 位，16 位 B. 16 位，32 位 C. 16 位，16 位 D. 32 位，16 位20、若 R1=2000H，（2000H）=0 x28，（2008H）=0 x87，則執(zhí)行指令 LDR R0, R1，#8 !后 R0 的值為（D ）。A, 0 x2000 B. 0 x28 C. 0 x2008 D. 0 x8721、寄存器R15除了可以做通用寄存器外，還可以做（）A.程序計數(shù)器B.鏈接寄存器C.堆棧指針寄存器D.基址寄存

11、器22、下列CPSR寄存器標(biāo)志位的作用說法錯誤的是（）。A. N：負(fù)數(shù) B. Z:零 C. C:進(jìn)位 D. V:借位 TOC o 1-5 h z 23、LDR R2，R3,#128的尋址方式是（）。A.寄存器尋址B.寄存器移位 C,變址尋址D.間接尋址34、ARM處理器的工作模式有（）種。A. 5B.6 C. 7D.81、什么是RISC?什么是CISC?2、ARM處理器模式和ARM處理器狀態(tài)有什么區(qū)別？ARM處理器模式指用戶模式、快中斷模式、中斷模式、管理模式、中止模 式、未定義模式和系統(tǒng)模式。ARM處理器狀態(tài)指ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)ARM兩種處理器狀態(tài)下均有上述7種模式。3、Cortex

12、 M 4 ARM內(nèi)部寄存器R13、R14、R15的主要功能和作用？R13 :堆棧指針，用于保存堆棧的出入口處地址、保存待使用寄存器的內(nèi)容R14:連接寄存器，當(dāng)使用BL指令調(diào)用子程序時，返回地址將自動存入14 中；當(dāng)發(fā)生異常時，將R14對應(yīng)的異常模式版本設(shè)置為異常返回地址；其他時 候作為通用寄存器。R15 :程序寄存器，總是指向正在“取指”的指令5、請說明MOV指令與LDR加載指令的區(qū)別和用途？LDR的操作數(shù)既可以來源于寄存器也可以來源于存儲器，MOV的操作數(shù)能 來源于寄存器。LDR指令從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)放入寄存器，用于對內(nèi)存變量和數(shù)據(jù)的訪問、 查表、程序的跳轉(zhuǎn)、外圍部件的控制操作等；MOV指令將

13、8位立即數(shù)或寄存器 傳送到目標(biāo)寄存器(Rd)，可用于移位運算等操作。6、專業(yè)名詞解釋(寫出以下英文簡寫對應(yīng)的中文名稱)：RISC 精簡指令集計算機(Reduce Instruct Set Computer) IP互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(Internet Protocol) ISR中斷服務(wù)程序(Interrupt Service Routine) JTAG聯(lián)合測試行動組(Joint Test Action Group)；調(diào)試接口 IDE集成開發(fā)環(huán)境(integrated development environment) RTOS實時操作系統(tǒng)(Real Time Operating System) CISC復(fù)

14、雜指令集計算機(complex instruction set computer)4、ARM處理器有幾種工作模式？并做說明每種工作模式的含義。ARM處理器有7種工作模式：用戶模式(usr)-正常程序執(zhí)行的模式快速中斷模式(fiq)- FIQ異常響應(yīng)時進(jìn)入此模式中斷模式(irq)- IRQ異常響應(yīng)時進(jìn)入此模式管理員模式(svc)-系統(tǒng)復(fù)位和軟件中斷響應(yīng)時進(jìn)入此模式中止模式(abt)-用于虛擬存儲及存儲保護系統(tǒng)模式(sys)-與用戶類似，但有直接切換到其它模式等特權(quán)未定義模式(und)-未定義指令異常響應(yīng)時進(jìn)入此模式除了用戶模式外，其他模式均可視為特權(quán)模式5、簡述ARM9處理器的內(nèi)部寄存器結(jié)構(gòu)，并

15、分別說明R13、R14、R15寄存器的作用ARM9處理器的內(nèi)部總共有37個32位的寄存器，其中31個用作通用寄存器，6個用作 狀態(tài)寄存器，每個狀態(tài)寄存器只使用了其中的12位。這37個寄存器根據(jù)處理器的 狀態(tài)及其工作模式的不同而被安排成不同的組。程序代碼運行時涉及的工作寄存器 組是由RAM9微處理器的工作模式確定的。R13寄存器的作用通常是棧指針；R14用作子程序鏈接寄存器，用于保存子程序的返回地址；R15的功能是程序計數(shù)器，從R15讀取的值是處理器正要取指的地址。6、大端存儲模式和小端存儲模式的含義是什么？大端存儲系統(tǒng)：字的地址對應(yīng)的是該字中最高有效字節(jié)所對應(yīng)的地址。小端存儲系統(tǒng)：字的地址對應(yīng)

16、的是該字中最低有效字節(jié)所對應(yīng)的地址。1、嵌入式處理器的結(jié)構(gòu)：哈佛結(jié)構(gòu)Vs馮諾依曼結(jié)構(gòu)。哈佛笙構(gòu)：將程序指令和數(shù)據(jù)分開儲存結(jié)構(gòu)；存儲器地址獨立編址、獨立訪問； 四總線制提高吞吐率（程序、數(shù)據(jù)分別有相對獨立的數(shù)據(jù)和地址總線）；取值與 執(zhí)行能力并行。馮諾依曼結(jié)構(gòu):指令存儲器與數(shù)據(jù)存儲器一體化設(shè)計；指令地址和數(shù)據(jù)地址統(tǒng)一 編制；高速運算時，存儲傳輸通道有瓶頸。2、信息存儲中的大端模式，小端模式。ARM處理器支持哪種模式？大端儲存：低地址儲存字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)。小端儲存：低地址儲存字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)。arm處理器支持這兩種儲存模式。ARM處理器的尋址方式。1-立即尋址操作數(shù)本身就在指令中給出，只要取出指令也就取

17、到了操作數(shù)；-寄存器尋址利用寄存器中的數(shù)值作為操作數(shù)，這種尋址方式是各類微處理器經(jīng)常采用的一種 方式，也是一種執(zhí)行效率較高的尋址方式；-寄存器間接尋址以寄存器中的值作為操作數(shù)的地址，而操作數(shù)本身存放在存儲器；-基址尋址將寄存器（該寄存器一般稱作基址寄存器）的內(nèi)容與指令中給出的地址 偏移量相加；-相對尋址以程序計數(shù)器PC的當(dāng)前值為基地址，指令中的地址標(biāo)號作為偏移量；-多寄存器尋址一條指令可以完成多個寄存器值的傳送，最多傳送16個通用寄存器的值;什么是嵌入式系統(tǒng)？嵌入式系統(tǒng)的特點是什么？3級流水線的3個階段：（1）取指 從存儲器裝載一條指令（2）譯碼 識別將要被執(zhí)行的指令（前一條指令）（3）執(zhí)行

18、處理指令并將結(jié)果寫回寄存器（再之前一條指令）ARM處理器的2種操作狀態(tài)分別為：（1）ARM狀態(tài)：32位，處理器執(zhí)行字方式的ARM指令，處理器在系統(tǒng)上電時默認(rèn)為ARM 狀態(tài)。（2）Thumb狀態(tài)：16位，處理器執(zhí)行半字方式的Thumb指令A(yù)RM處理器模式和ARM處理器狀態(tài)有何區(qū)別？答：ARM處理器模式指的是處理器在執(zhí)行程序是在不同時刻所在的不同狀態(tài)，ARM處理器 狀態(tài)是指處理器當(dāng)前所執(zhí)行的指令集分別列舉ARM的處理器模式和狀態(tài)？答：ARM的處理器模式：用戶模式、系統(tǒng)模式、管理模式、中止模式、未定義模式、中斷 模式、快速模式；ARM的處理器狀態(tài):ARM狀態(tài)、Thumb狀態(tài)。PC和LR分別使用哪個寄存器？PC:： R15作用：程序計數(shù)器LR:： R1