嵌入式系统复习题
一、填空题：
1、试列举三种主流的嵌入式处理器：（ ARM ）、（ MIPS ）、（PowerPC）。
2、ARM处理器共有（37）个寄存器，其中包括（31个通用寄存器）和（6个状态寄存器）。
3、寄存器R13在ARM指令中（堆栈指针SP ）。R14也称（程序连接寄存器LR）在程序里的作用是（程序计数器PC的备份）。当发生中断或异常时，对应分组寄存器分别是（R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值）。
4、ARM微处理器支持两种指令集：（ARM）和（Thumb）。
5、寄存器R15用作（程序计数器PC）。该寄存器在ARM状态下，（位[1:0]为00），位[31:2]用于保存PC；在Thumb状态下，（位[0]为0），位[31:1]用于保存PC。
6、CPSR用作(  状态寄存器 )，CPSR可在任何运行模式下被访问。每一种运行模式下又都
有一个专用的物理状态寄存器，称为（程序状态保存寄存器SPSR）。
7、Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集，程序可以直接访问的通用寄存器是（R0—R7,PC,SP,LR,CPSR）。
8、ARM指令中条件执行功能是通过（ 指令中添加条件码）来实现的，包含的条件码位于指令的最高（四）位。
9、试列举五种以上常见的嵌入式操作系统：（μC/OS-II）、（Vxworks）、（WinCE）、（Linux/μCLinux）、（PalmOS）。
10、计算机结构中，哈佛结构和冯?诺依曼结构的主要区别是（指令与数据分开），ARM7采用（冯?诺依曼结构），ARM9采用（哈佛结构）。
11、ARM处理器采用（Thumb指令）操作来访问SFR。<SFR内部寄存器>
12、在ARM汇编语言程序设计中，语句一般是由（指令操作码）、（指令的条件码）、（目标寄存器编码）和（包含第一个操作数的寄存器编码）组成。
   
二、名词解释：
1、ARM处理器：先进的RISC指令集处理器。广泛地使用在许多嵌入式系统设计。
2、交叉编译：在一种计算机环境中运行的编译程序，能编译出在另外一种环境下运行的代码，这个编译过程就叫交叉编译。
3、异常：异是导致程序中断运行的一种指令流。（是指CPU在执行指令时出现的错误，即不正常的情况。异常是与当前所执行的程序有关的，如存取数据或指令错误、计算结果溢出等。）
4、大端格式：字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中。
5、小端格式：低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。
6、寻址方式：处理器根据指令中给出的（地址）信息，寻操作数（物理地址）的方式。
7、嵌入式系统：广义上：凡是不用于通用目的的可编程计算机设备，就可以算是嵌入式计算机系统。狭义上而言，嵌入式系统是指以应用为核心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。
8、GNU：GNU（GNU’s Not Unix），它的目标是建立可自由发布和可移植的类Unix操作系统。
9、伪指令：是汇编语言程序里的特殊指令助记符，在汇编时被合适的机器指令替代。
10、伪操作：为汇编程序所用，在源程序进行汇编时由汇编程序处理，只在汇编过程起作用，不参与程序运行。
11、RTOS ：实时系统，能够对外部事件做出及时响应的系统。
12、微控制器：俗称“单片机＂，它将整个计算机系统集成到一块芯片中。
3、 简答题：
1、 请从广义和狭义两个方面简述嵌入式系统的含义。
答：嵌入式系统:Embedded System
  广义上：凡是不用于通用目的的可编程计算机设备，就可以算是嵌入式计算机系统。
  狭义上:，嵌入式系统是指以应用为核心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，对功能、 可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。
2、简述采用RISC架构的ARM微处理器的特点。
  a.采用固定长度的指令格式，指令规整，简单，基本寻址2~3种。
  b.使用单周期指令，便于流水线操作。
  c.大量使用寄存器，提高指令的执行效率。
  d.所有的指令都可以根据前面的执行后，决定是否执行从而提高指令的执行效率。
  e.可以加载/存储指令，批量传输数据，以提高数据的传输效率。
3、 选择嵌入式微处理器时，应考虑那些因素？
a, 调查市场上已有的CPU供应商。
b, CPU的处理速度
c,技术指标。
d,处理器的低功耗。
e,处理器的软件支持工具。
f,处理器是否内置调试工具。
g,处理器供应商是否提供评估板。
h,片内存储容量。
4、简述嵌入式系统的特点。
（1）软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体；
（2）需要操作系统支持，代码少，执行速度快；
（3）系统内核小、专用性强、系统精简。
（4）高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。
（5）嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的操作系统。　
（6）嵌入式系统开发需要开发工具和环境。
5、画出当前主流嵌入式系统的硬件组成结构框图。
6、 比较ARM920T和ARM720T的主要异同。
ARM9  5级流水线 独立的指令总线哈佛结构 
ARM7  3级流水线  数据与指令一起 冯·诺依曼结构
7、ARM9指令是几级流水线，各阶段执行什么操作？
答：ARM9采用5级流水线。
  取指：从指令Cache中读取指令。
  译码：对指令进行译码，识别出是对哪个寄存器进行操作并从通用寄存器中读取操作数。
  执行：进行ALU运算和移位操作，如果是对存储器操作的指令，则在ALU中计算出要  访问的存储器地址。
  数据缓冲：如果是对存储器访问的指令，用来实现数据缓冲功能（通过数据Cache）
  回写：将指令运算或操作结果写回到目标寄存器中。
8、写出不少于12类嵌入式产品中的常用接口。
UART接口、SPI接口、I2C接口、ADC和触摸屏接口、USB接口、以太网接口、外存接口
、LCD接口、时钟接口、PWM接口、中断接口、JTAG接口、VGA接口、音频接口
9、 若允许FIQ、IRQ中断，CPSR如何设置？
FIQ: CPSR[4:0]=0B10001  IRQ: CPSR[4:0]=0B10010
CPSR[5]=0
CPSR[6]=0
CPSR[7]=0
10、举例说明ARM的各种寻址方式。
寄存器寻址：LDR R1,R2
寄存器间接寻址：LDR R1,[R2]
寄存器偏移寻址：LDR R1,[R2,-R4,LSL#3]
立即寻址:LDR,R3，#34
多寄存寻址：LDMIA R0,{R1,R3,R4,R5}
11、 对比说明ADR、ADRL与LDR的区别与联系。
ADR：小范围的地址读取伪指令。
ADRL：中等范围的地址读取伪指令。
LDR：大范围的地址读取伪指令。
ADR伪指令功能：将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中。
ADRL伪指令功能：将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中，比ADR伪指令可以读取更大范围的地址。
LDR伪指令功能：用于加载32位立即数或一个地址值到指定的寄存器。
12、（没到）
13、 简述S3C2410 Nand flash存储器的启动过程。
(1)完成复位
(2)如果自动启动模式使能，NAND Flash存储器的前4KB自动复制到Steppingstone内部缓冲器中
(3)Steppingstone映射到nGCS0
(4)CPU在Steppingstone的4KB内部缓冲器中开始执行启动代码
14、简述Bootloader启动过程。
  第一阶段
    (1)、基本的硬件设备初始化
    (2)、为阶段2代码准备RAM空间
    (3)、拷贝阶段2代码到RAM空间
    (4)、设置好堆栈
    (5)、跳转到阶段2的C程序入口点
  第二阶段
  (1)、初始化本阶段要使用到的硬件
  (2)、检测系统内存映射(memory map)
  (3)、将kernel和根文件系统映像从flash读到RAM空间
arm嵌入式系统期末考试
  (4)、为kernel设置启动参数
  (5)、调用内核
15、请简述嵌入式软件Bootloader的两种工作模式。
  （1)启动加载模式：启动加载模式称为“自举”（Autonomous）模式。即Bootloader从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到 RAM 中运行，整个过程并没有用户的介入。
启动加载模式是 Bootloader的正常工作模式，在嵌入式产品发布的时侯，Bootloader必须工作在这种模式下。
  (2)下载模式：在这种模式下，目标机上的Bootloader将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机下载文件。下载内容及存储：主要是下载内核映像和根文件系统映像等。从主机下载的文件通常首先被Bootloader保存到目标机的RAM中，然后再被 Bootloader写到目标机上的FLASH 类固态存储设备中。
16、简述ARM9处理器的7种运行模式。
(1)用户模式（usr)：非特权模式，大部分任务执行在这种模式。（正常程序执行的模式）
(2)快速中断模式（fiq）：当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式。（高速数据传输或通道处理）
(3)外部中断模式（irq）：当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式。（通常的中断处理）
(4)管理模式（svc)：当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式。(供操作系统使用的一种保护模式)
(5)中止模式（abt）：当存取异常时将会进入这种模式。(虚拟存储及存储保护)
(6)未定义模式（und）：当执行未定义指令时会进入这种模式。(软件仿真硬件协处理器)
(7)系统模式（sys）：供需要访问系统资源的操作系统任务使用。（特权级的操作系统任务）
17、ARM9处理器的寻址方式有那些？
立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、堆栈寻址 、块拷贝寻址、相对寻址
18、ARM9有哪些处理器模式？哪些是特权模式？哪些是异常模式？

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