西安郵電大學(xué)嵌入式資料整理

簡述馮諾依曼思想①計(jì)算機(jī)應(yīng)包括運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件。②計(jì)算機(jī)內(nèi)部應(yīng)采用二進(jìn)制來表示指令和數(shù)據(jù)。③將編好的程序送人內(nèi)存儲(chǔ)器中能自動(dòng)逐條取出指令和執(zhí)行指令。請簡述ARM7體系結(jié)構(gòu)的5個(gè)主要特征馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，RISIC技術(shù)精簡指令集計(jì)算機(jī)，三級流水技術(shù)，AMBA總線技術(shù)，處理器跟蹤調(diào)試。ARM7處理器有哪幾種模式用戶模式，系統(tǒng)模式，未定義模式，快中斷模式，外部中斷模式，數(shù)據(jù)訪問中止模式，管理模式。簡述I/O設(shè)備與CPU交換數(shù)據(jù)有哪幾種方式程序傳送方式，中斷傳送方式，直接存儲(chǔ)器存取傳送方式（DMA）5.什么是嵌入式系統(tǒng)，有什么特點(diǎn)？嵌入式系統(tǒng)就是嵌入在對象體中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，或者簡述為具有嵌入性的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn)：=1\*GB2⑴嵌入式系統(tǒng)與各個(gè)行業(yè)結(jié)合，它是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散，不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)=2\*GB2⑵系統(tǒng)內(nèi)核小。=3\*GB2⑶專用性。=4\*GB2⑷系統(tǒng)精簡。=5\*GB2⑸系統(tǒng)軟件。（OS）要求具有高實(shí)時(shí)性。=6\*GB2⑹要走向標(biāo)準(zhǔn)化，需要使用多任務(wù)操作系統(tǒng)。=7\*GB2⑺本身不具備在其上進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)的能力。簡述ARM7三級流水的工作過程。將一種指令分解為多步，并重疊不同指令的各工作步驟，實(shí)現(xiàn)多條指令并行處理，加速運(yùn)行過程。取碼：從存儲(chǔ)器中裝載一條指令到CPU中，解碼：識(shí)別解釋將要執(zhí)行的指令，執(zhí)行：將解碼識(shí)別的指令進(jìn)行計(jì)算處理并將結(jié)果寫回寄存器。哈佛結(jié)構(gòu)？與普林斯頓結(jié)構(gòu)有何區(qū)別？答：哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，它的主要特點(diǎn)是將程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)空間中，即程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器，每個(gè)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址、獨(dú)立訪問，目的是為了減輕程序運(yùn)行時(shí)的訪存瓶頸。馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，又稱為普林斯頓體系結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。取指令和取操作數(shù)都在同一總線上，通過分時(shí)復(fù)用的方式進(jìn)行；缺點(diǎn)是在高速運(yùn)行時(shí)，不能達(dá)到同時(shí)取指令和取操作數(shù)，從而形成了傳輸過程的瓶頸。9.MOV指令、LDRLDR偽指令三者的區(qū)別。MOV指令是在寄存器間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，影響標(biāo)志位。LDR指令是將存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)按給定地址加載到寄存器中，不影響標(biāo)志位。LDR偽指令是可以在一個(gè)立即數(shù)前面加等號，把一個(gè)地址寫入某寄存器。10.大端存儲(chǔ)模式和小端存儲(chǔ)模式的含義是什么？大端存儲(chǔ)模式：對于地址為A的字單元，其中字節(jié)的低位字節(jié)到高位字節(jié)地址順序?yàn)锳+3，A+2，A+1，A；對于地址為A的半字單元，其中字節(jié)的低位字節(jié)到高位字節(jié)地址順序?yàn)锳+1，A。即數(shù)據(jù)的低字節(jié)存放在高地址中的順序進(jìn)行存儲(chǔ)小端存儲(chǔ)模式：對于地址為A的字單元，其中字節(jié)的低位字節(jié)到高位字節(jié)地址順序?yàn)锳，A+1，A+2，A+3；對于地址為A的半字單元，其中字節(jié)的低位字節(jié)到高位字節(jié)地址順序?yàn)锳，A+1。即數(shù)據(jù)的高字節(jié)存放在高地址中的順序進(jìn)行存儲(chǔ)11.什么是中斷？敘述中斷處理過程。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行正常程序過程中，當(dāng)出現(xiàn)某種異常事件或某種外部請求時(shí)，處理器就暫停執(zhí)行當(dāng)前的程序，而轉(zhuǎn)去執(zhí)行對異常事件或某種外部請求的處理操作。當(dāng)處理完畢后，CPU再返回到被暫停執(zhí)行的程序，繼續(xù)執(zhí)行，這個(gè)過程稱為中斷。中斷處理過程一般包括五個(gè)步驟：中斷請求，中斷響應(yīng)，斷點(diǎn)保護(hù)，中斷處理，中斷返回。12.ARM處理器的工作狀態(tài)分為哪二種？ARM處理器又是怎么定義和標(biāo)志的？答：ARM處理器的工作狀態(tài)分為ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)，這兩種狀態(tài)有程序狀態(tài)字CPSR中T標(biāo)志位確定，為0時(shí)處理器工作在ARM狀態(tài)，為1時(shí)處理器工作在Thumb狀態(tài)。請列舉5種ARM7支持的尋址方式立即數(shù)尋址，寄存器尋址，寄存器移位尋址，寄存器間接尋址，基址變址尋址，相對尋址，多寄存器，堆棧尋址14.ARM7的指令集有幾種？各自的特點(diǎn)是什么？兩種，ARM指令集和Thumb指令集

ARM指令集效率高，功能全，每條指令可以根據(jù)條件執(zhí)行，但是代碼密度低；Thumb指令集在功能上是ARM指令集的子集，但仍然是32位的處理器，運(yùn)算能力沒有降低。15.嵌入式處理器的性能指標(biāo)？對嵌入式的影響？答：性能指標(biāo)主要有主頻，處理器字長，數(shù)據(jù)通路速度，運(yùn)算速度，高速緩存和處理器的系統(tǒng)架構(gòu)。主頻，執(zhí)行每條指令的時(shí)鐘周期數(shù)一定，主頻越高單位時(shí)間內(nèi)執(zhí)行的指令越多。處理器字長，處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)運(yùn)算的基本位數(shù)，反映的是計(jì)算精度，以及單次處理數(shù)據(jù)的總長度；數(shù)據(jù)通路速度，讀取指令數(shù)據(jù)傳輸計(jì)算數(shù)據(jù)的速度越高，處理器性能越好。運(yùn)算速度，用MIPS（每秒執(zhí)行多少百萬條指令）表示，MIPS越大，說明運(yùn)算速度越快；高速緩存，突破主存訪問速度的瓶頸，提高處理器的綜合性能。嵌入式處理器的組成處理器內(nèi)核，DSP/協(xié)處理器，RAM/ROM,處理器內(nèi)部控制電路，芯片內(nèi)部接口電路簡述IRQ異常處理過程。

答：IRQ異常處理過程為：

鏈接寄存器R14_irq保存：被執(zhí)行指令地址+4；

（2）狀態(tài)寄存器SPSR_irq保存：CPSR寄存器的內(nèi)容；

（3）狀態(tài)寄存器CPSR的位[4:0]=0b10010；

（4）CPSR位[5]清0，[6]位不變；

（5）CPSR位[7]置1；

（6）如采用大端配置，則PC=0xffff0018，否則PC=0x00000018。18.當(dāng)異常產(chǎn)生，處理器進(jìn)入一個(gè)異常程序、退出異常時(shí)需進(jìn)行哪些操作？答：當(dāng)一個(gè)異常出現(xiàn)以后，處理器在處理進(jìn)入異常和退出異常時(shí)會(huì)分別執(zhí)行以下幾步操作：

1）

進(jìn)入異常

把斷點(diǎn)處的下一條指令的地址保存到相應(yīng)的R14寄存器中。

（2）把狀態(tài)寄存器CPSR的值復(fù)制到相應(yīng)的SPSR寄存器中，以保存斷點(diǎn)處的狀態(tài)。

（3）根據(jù)異常模式，把CPSR寄存器的模式位M[4:0]設(shè)置成對應(yīng)的值。

（4）自動(dòng)使PC指向相關(guān)的異常向量，從該向量地址處取一條指令進(jìn)行執(zhí)行。

2）

退出異常

（1）將

保存在R14寄存器的值再回送到PC中。

（2）再將SPSR寄存器的值送回到CPSR寄存器中。

（3）對中斷禁止位標(biāo)志進(jìn)行清除。實(shí)驗(yàn)代碼：流水燈實(shí)驗(yàn)#include"config.h"constuint32LEDS8=0xFF<<18;//P1[25:18]控制LED1~LED8，低電平點(diǎn)亮constuint32KEY=1<<16;//P0.16連接KEY1constuint32DISP_TAB[10]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0xff,0xff};constuint32DISP_TAB2[10]={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01,0xff,0xff};voidDelayNS(uint32dly){uint32i;for(;dly>0;dly--){for(i=0;i<5000;i++);}}intmain(void){uint8i;PINSEL0=0x00;//P0[15:0]用作GPIOPINSEL1=0x00;//P0[31:16]用作GPIOPINSEL2=PINSEL2&(~0x08);//P1[25:16]連接GPIOIO1DIR=LEDS8;//設(shè)置P1[25:18]為輸出口，控制LED[7:0]while(1){if((IO0PIN&KEY)!=0)//測試KEY按鍵for(i=0;i<8;i++){IO1CLR=DISP_TAB[i]<<18;DelayNS(50);IO1SET=0xffffffff;}DelayNS(10);if((IO0PIN&KEY)==0)//測試KEY按鍵for(i=0;i<8;i++){IO1CLR=DISP_TAB2[i]<<18;DelayNS(50);IO1SET=0xffffffff;}DelayNS(10);}return(0);}按鍵控制蜂鳴器#include"config.h"#defineBEEPCON1<<7//P0.7引腳控制B1，低電平蜂鳴#defineKEY11<<16//定義按鍵intmain(void){uint32i;PINSEL0=0x00000000;//設(shè)置管腳P0[15:0]連接GPIOPINSEL1=0x00000000;//設(shè)置管腳P[31:16]連接GPIOIO0DIR=BEEPCON;//設(shè)置Beep控制口為輸出，其它I/O為輸入while(1){if((IO0PIN&KEY1)!=0)IO0SET=BEEPCON;elseIO0CLR=BEEPCON;for(i=0;i<1000;i++);//軟件延時(shí)}return(0);}加減法運(yùn)算加法AREAExample1,CODE,READONLY;聲明代碼段Example1ENTRY;標(biāo)識(shí)程序入口CODE32;聲明32位ARM指令STARTLDRR11,=Data1;R11<=address(Data1)LDRR0,[R11];R0<=Data1LDRR11,=Data2;R11<=address(Data2)LDRR1,[R11];R0<=Data2ADDR2,R1,R0減法是SUBR2,R1,R0LDRR11,=Data3;R11<=address(Data3)STRR2,[R11];[R1]<=R2，即設(shè)置COUNT為0HALTBHALTData1DCD0x12345678Data2DCD0x87654321Data3DCD0x00END定時(shí)器中斷使用定時(shí)器0實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)，控制蜂鳴器蜂鳴。采用中斷方式實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制。void__irqIRQ_Timer0(void){if((IO0SET&BEEP)==0)IO0SET=BEEP;/*關(guān)閉BEEP*/elseIO0CLR=BEEP;T0IR=0x01;/*清除中斷標(biāo)志*/VICVectAddr=0x00;/*通知VIC中斷處理結(jié)束*/}intmain(void){PINSEL1=0x00000000;/*設(shè)置管腳連接GPIO*/IO0DIR=BEEP;/*設(shè)置BEEP控制口輸出*/IRQEnable();/*IRQ中斷使能*//*定時(shí)器0初始化*/T0TC=0;/*定時(shí)器設(shè)置為0*/T0PR=0;/*時(shí)鐘不分頻*/T0MCR=0x03;/*設(shè)置T0MR0匹配后復(fù)位T0TC，并產(chǎn)生中斷標(biāo)志*/T0MR0=Fpclk;/*1秒鐘定時(shí)；系統(tǒng)中已定義Fpclk=11059200*/T0TCR=0x01;/*啟動(dòng)定時(shí)器*//*設(shè)置定時(shí)器0中斷IRQ*/VICIntSelect=0x00;/*所有中斷通道設(shè)置為IRQ中斷*/VICVectCntl0=0x20|0x04;/*設(shè)置定時(shí)器0中斷通道分配最高優(yōu)先級*/VICVectAddr0=(uint32)IRQ_Timer0;/*設(shè)置中斷服務(wù)程序地址*/VICIntEnable=1<<0x04;/*使能定時(shí)器0中斷*/while(1);return0;}外部中斷#include"config.h"#defineBEEPCON1<<7//P0.7引腳控制Beep，低電平蜂鳴#defineLED11<<18//P1.18引腳控制LED1，低電燈亮voidDela