一．简答题：
1.在PXA270和Exynos 4412实验系统中，都采用了核心板及母板（主板）结构，请简述这种结构设计的优点和缺点。
答：核心板是一个六层的小板，主板是一个两层的大板。两种板子的特征以及要求不同：核心板的特征是集成性高，结构复杂，成本相对较高，要求要可以高速运行。主板的特征是扩展性强，可搭载外围设备，成本低廉，相对低速。设计成两块板子，让成本高的核心板尽量缩小，成本低廉，也便于设计以及维修更换，并且让两种板子都发挥了各自的特性，所以通常设计成两块板。如果设计成一块板子，两种板子的速度不匹配，设计过程、制作工艺复杂，成本高，出现问题也不好解决，同时主板扩展性强的特性也不好发挥。但是设计成两块电路板，可能出现的问题集中在两块板子的连接上，如电路设计，传输信息的方式，速度(传输时延)，准确性等。
2.Arm处理器有哪些工作模式和状态？
答：工作模式：用户模式、系统模式、快速中断模式、中断模式、管理模式、终止模式、未定义指令模式，
从编程的角度看，ARM处理器的工作状态一般有两种，并可以在两种状态下切换：
第一种为ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令；
第二种为Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。
3.ATPCS（ARM-Thumb Produce Call Standard）的主要内容是什么？
答：为了使单独编译的
C语言和汇编语言之间能够相互调用，必须为子程序间的调用规定一定的规则。ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序调用的基本规则。其使用规则为：
1. 子程序通过寄存器R0~R3来传递参数. 这时寄存器可以记作: A1~A4 , 被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器R0~R3的内容.
2. 在子程序中,使用R4~R11来保存局部变量.这时寄存器R4~R11可以记作: V1~V8 .如果在子程序中使用到V1~V8的某些寄存器,子程序进入时必须保存这些寄存器的值,在返回前必须恢复这些寄存器的值,对于子程序中没有用到的寄存器则不必执行这些操作.在THUMB程序
中，通常只能使用寄存器R4~R7来保存局部变量.
3.寄存器R12用作子程序间scratch寄存器,记作ip; 在子程序的连接代码段中经常会有这种使用规则.
4. 寄存器R13用作数据栈指针,记做SP,在子程序中寄存器R13不能用做其他用途. 寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等.
5. 寄存器R14用作连接寄存器,记作lr ; 它用于保存子程序的返回地址,如果在子程序中保存了返回地址,则R14可用作其它的用途.
6. 寄存器R15是程序计数器,记作PC ; 它不能用作其他用途.
7. ATPCS中的各寄存器在ARM编译器和汇编器中都是预定义的。
4.在嵌入式系统设计中，JTAG的主要作用是什么？
答：1 用于烧写FLASH，烧写FLASH的软件有很多种包括 fluted flashpgm等等，但是所有这些软件都是通过jtag接口来烧写flash的，由于pc机上是没有jtag接口的，
所以利用并口来传递信息给目标板的jtag接口。所以就需要并口转jtag接口的电路。
2 用于调试程序 ，同时应该注意到jtag接口还可以用来调试程序。而调试程序（如ARM开发组件中的AXD）为了通过jtag接口去调试目标板上的程序，同样是使用pc的并口转jtag接口来实现与目标板的通信。这样，并口转jtag接口的电路就有了两种作用。 
3 仿真器 ，根据1和2的总结，并口转jtag接口的电路是两种应用的关键，而这种电路在嵌入式开发中就叫仿真器。并口转jtag接口的电路有很多种，有简单有复杂的，常见的仿真器有Wigger，EasyJTAG，Multi-ICE等。这些所谓的仿真器的内部电路都是并口转jtag接口，区别只是电路不同或使用的技术不同而已。
二. 原理图设计部分
在PXA270实验系统中，有四个七段数码管，其中每两个数码管为一组。两组数码管的地址分别为0x10300000和0x10400000。假定系统的驱动程序和测试程序都能够正常运行，测试程序的功能是使四个数码管显示EEEE，请回答如下问题：
（1） 如果将驱动程序中数码管的地址0x10300000误写为0x10500000，驱动程序的其他
内容不变，执行测试程序会出现什么现象？
答：EEEE移了一组数码管。
（2） 如果将驱动程序中数码管的地址0x10300000误写为0x103000A0，驱动程序的其他内容不变，执行测试程序会出现什么现象？
答：程序正常运行。
（3） 由于系统的需要，与数码管对应的arm嵌入式系统期末考试两组地址0x10300000和0x10400000，需要修改为0x04300000和0x04400000，其原理图应当做如何修改？
答：将B_CS4和和CS5的连线交换。
三．Arm工作模式及汇编部分（10分）
在下面的程序注释中，qij表示问题编号，i∈（0 ?  4）, j∈（0 ? 4）。请回答如下问题：
1：q00，q01所在行的指令执行的是什么操作？如果系统在IRQ使能的情况下，有IRQ发生的话，系统能够正常运行吗？
答：所执行的是中断操作；不能。
2：q11 ? q13所在行的指令执行的是什么操作？arm是什么工作模式？
答：初始化R0，此时处于管理模式。
2：q21 ? q24所在行的指令执行后，arm处于什么工作模式？
答：处于用户模式。
3：执行完q31行的指令后，arm是什么模式？
答：向量中断模式。
4：执行完q41行的指令后，R0=？
答：R0 = 0x1F
    AREA  INIT, CODE, READONLY
    ENTRY   
    B    RESET_HANDIER
UNDEFINED_HANDIER
    B    UNDEFINED_HANDIER
    B    SWI_HANDIER
PREFETCH_HANDIER
    B    PREFETCH_HANDIER
ABORT_HANDIER   
    B    ABORT_HANDIER
    NOP   
IRQ_HANDIER                ;q00
    B    IRQ_HANDIER      ;q01
FIQ_HANDIER   
    B    FIQ_HANDIER
SWI_HANDIER   
    MOV    PC,LR
RESET_HANDIER   
    MOV    R0,#0x000001F0  ;q11
    LDR    R1,=0xF0000000  ;q12
    STR    R0,[R1]          ;q13
    mov r13,#3
    MOV    R14,#4
    MRS    R0,CPSR          ;q21
    BIC    R0,R0,#0x1f      ;q22
    ORR    R0,R0,#0x10      ;q23
    MSR    CPSR_c,R0        ;q24
    mov r13,#1
    MOV    R14,#2
    MRS    R0,CPSR
    BIC    R0,R0,#0x1f
    ORR    R0,R0,#0x12
    MSR    CPSR_c,R0        ;q31 
    ADD    R13,R13,R14
    MOV R0,R13
    ADD PC,PC,#0x8
    ADD R0,R0,#0x7
    ADD R0,R0,#0x6
    ADD R0,R0,#0x5
    ADD    R0,R0,#0x4
    ADD    R0,R0,#0x3    ;q41
    ADD    R0,R0,#0x2
    ADD    R0,R0,#0x1     
STOP
    B    STOP
      END
四．驱动程序部分（20分）
Exynos 4412嵌入式系统的Keypad结构和编号如图1所示。
第四题图1
在Keypad驱动程序中，扫描键码的程序如下：
for(i=0;i<4;i++) {
*keypad_row_addr = tmp[i];
value = *keypad_col_addr & 0x0f;
if(value > 0)      {
    for(k=0;k<4;k++) {
    if(value == tmp[k]){
        value = j+(i*4);
    if(value != 0x00) goto stop_poll;
                        }
                j++;
                }
                }
                }
stop_poll:
1. 试结合驱动程序fpga_keypad.c和测试程序fpga_keypad_test.c,说明测试程序是怎样获取按键的编号的。
答：首先，驱动程序将存储键盘输入数据的缓冲区清空。按下按钮后，测试程序将按下按钮的返回的数据存入缓冲区。驱动程序中，程序对键盘输入数据缓冲区中的数据逐个对比，当对比发现当前对比的存储空间存在数据时，通过行列值计算，得出按键的编号。
2. 请说明当有 13 号键按下时，驱动程序扫描按键并获取键号的过程。
答：按下13号键时，测试程序将按键数据存入缓冲区。测试程序将COL1开始，将每行所对应缓冲区数值与空值比较。ROW1、ROW2对应缓冲区数值为空值，ROW3非空值。则依次将9、10、11、12号键COL值对应的数值(0x01、0x02、0x04、0x08)分别与ROW3缓冲区数值比较，到扫描到9号键对应数值时，判断0x01与ROW3缓冲区数值相等，通过当前行列值的计算，得出按键号。
3. 由于系统设计的需要，如果希望Keypad 编号 顺时针旋转270°，如图2所示。请问如何设计程序，达到扫描键盘的目的？（用文字说明实现原理，并写出具体程序）
答：用数值13减去将原程序得出的Keypad编号即可。
for(i=0;i<4;i++) {
*keypad_row_addr = tmp[i];
value = *keypad_col_addr & 0x0f;
if(value > 0)      {
        for(k=0;k<4;k++) {
        if(value == tmp[k]){
            value = 13-j-(i*4);
        if(value != 0x00) goto stop_poll;
                        }
                j++;
                }
                }
                }
第四题图2

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