《ARM嵌入式系统结构与编程》习题答案
ARM嵌入式系统结构与编程习题答案(全).
《ARM嵌入式系统结构与编程》习题答案第一章绪论1.国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？答：国内嵌入式行业一个普遍认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗严格要求的专业计算机系统。
从这个定义可以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的剪裁利用。
因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专业计算机系统。
2．嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。
答：从20世纪70年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了30多年的发展历史。
嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。
Intel公司1971年开发出第一片具有4位总线结构的微处理器4004，可以说是嵌入式系统的萌芽阶段。
80年代初的8051是单片机历史上值得纪念的一页。
20世纪80年代早期，出现了商业级的“实时操作系统内核”，在实时内核下编写应用软件可以使新产品的沿着更快，更节省资金。
20世纪90年代实时内核发展为实时多任务操作系统。
步入21世纪以来，嵌入式系统得到了极大的发展。
在硬件上，MCU的性能得到了极大的提升，特别是ARM技术的出现与完善，为嵌入式操作系统提供了功能强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个崭新的阶段。
3．当前最常用的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。
答：主要有嵌入式Linux和嵌入式实时操作内核uC/OS-II嵌入式Linux操作系统是针对嵌入式微控制器的特点而量身定做的一种Linux操作系统，包括常用的嵌入式通信协议和常用驱动，支持多种文件系统。
主要有以下特点：源码开放，易于移植，内核小，功能强大，运行稳定，效率高等。
uC/OS是源码工卡的实时嵌入式系统内核，主要有以下特点：源码公开，可移植性强，可固化，可剪裁，占先式，多任务，可确定性，提供系统服务等。
ARM嵌入式系统结构与编程习题答案邱铁著
ARM嵌入式系统结构与编程习题答案邱铁著第8章ARM汇编语言与嵌入式C混合编程1.严格按照嵌入式C语言的编程规范，写一个C语言程序，实现将一个二维数组内的数据行和列进行排序。
答：略2.嵌入式C程序设计中常用的移位操作有哪几种，请说明每种运算所对应的ARM指令实现。
答：移位操作分为左移操作与右移操作左移运算符―<右移运算符―>>‖实现将―>>‖左边的操作数的各个二进制位向右移动―<对于空位的补齐方式，无符号数与有符号数是有区别的。
对无符号数进行右移时，低位丢弃，高位用0补齐，其值相当于除以：2―右移位数‖次方对有符号数进行右移时，根据处理器的不同选择逻辑右移或算术右移3.volatile限制符在程序中起到什么作用。
请举例说明。
答：volatile的本意为―暂态的‖或.―易变的‖，该说明符起到抑制编译器优化的作用。
如果在声明时用―volatile‖关键进行修饰，遇到这个关键字声明的变量，编译器对访问该变量的代码就不再进行优化，从而可以提供特殊地址的稳定访问。
例:硬件端口寄存器读取Char某=0,y=0,z=0;某=ReadChar(0某54000000);//读端口y=某;某=ReadChar(0某54000000);//再读端口z=某;以上代码可能被编译器优化为Char某=0,y=0,z=0;某=ReadChar(0某54000000);//读端口y=某;z=某;为了确保某的值从真实端口获取，声明时应该为Volatilechar某;Chary,z;4.请分析下列程序代码的执行结果。
#includemain(){intvalue=0某FF1;int某p1,某某p2,某某某p3,某某某某p4;p1=&value;p2=&p1;p3=&p2;p4=&p3;printf(\}答：程序输出结果为：某某某某p4=40815.分析宏定义#definePOWER(某)某某某是否合理，举例说明。
arm嵌入式系统课后习题部分答案
a r m嵌入式系统课后习题部分答案The pony was revised in January 2021一填空题嵌入式系统从大的方面分为（嵌入式系统硬件平台）和（嵌入式软件）两大部分。
驱动层程序一般包括（硬件抽象层HAL）、（板级支持包BSP）和（设备驱动程序）。
嵌入式系统核心是嵌入式处理器，可分为（嵌入式微处理器）、（嵌入式微控制器）、嵌入式DSP处理器和（嵌入式片上系统SoC）4大类。
处理器分为（ARM）和（Thumb）两种操作状态。
状态下，SP寄存器指的是（R13）、LR寄存器指的是（R14）、PC寄存器指的是（R15）.处理器支持的数据类型中，字节为（8）位、半字为（16）位、字为（32）位。
(-S)指令集包括（ARM）指令集和（Thumb）指令集。
指令用于从（存储器）中将一个32位的字数据传送到（目的寄存器）中。
指出下面各条指令的寻址方式。
SUB R0，R1，R2 ；寻址方式：（寄存器寻址）。
SUBS R0，R0，#1 ；寻址方式：（立即寻址）。
MOV R0，R2，LSL#3 ；寻址方式：（寄存器移位寻址）。
SWP R1，R1，[R2] ；寻址方式：（寄存器间接寻址）。
LDR R2，[R3，#0x0C] ；寻址方式：（基址寻址）。
汇编语言源程序中语句一般有（指令）、（伪指令）、（伪操作）和宏指令组成。
对Flash存储器的编程可通过（JTAG仿真/调试器）、（ ISP ）和（IAP）3重方法来实现。
异常向量表可以来自4个不同的存储器区域，分别是（片内Flash ）、（片内SRAM ）、（ Boot Block ）和片外存储器。
系列的定时器主要用于3个方面：（对内部事件进行计数的间隔定时器）、（通过捕获输入实现脉宽解调器）、（自由运行的定时器）。
二选择题可以表示微控制器的缩略词是（ B ）A. MPUB. MCUC. WDT类存储器包括（ ABD ）A. NOR FlashB. EPROMC. SRAMD. PROM不属于ARM的系列是（ D ）A. MCS-96B. 80C51C. LPC2000处理器系列采用（ A ）级流水线。
ARM嵌入式系统结构与编程(第2版)_第6-8章_习题答案
BNE
loop_2
Stop:
B
Stop
.end (2)．在 ARM 集成开发环境下编程：
AREA Fctrl, CODE, READONLY
ENTRY
CODE32
START
MOV
R0,#0xB000
MOV
R1,#0x10000001
MOV
R2,#100
loop_1
STR
R1,[R0],#4
ADD
R1,R1,#1
解答： 伪指令是 ARM 处理器支持的汇编语言程序里的特殊助记符，它不在处理器运
行期间由机器执行,只是在汇编时将被合适的机器指令代替成 ARM 或 Thumb 指令, 从而实现真正的指令操作。
伪操作(Directive)是 ARM 汇编语言程序里的一些特殊的指令助记符,其作用主要 是为完成汇编程序做各种准备工作,对源程序运行汇编程序处理,而不是在计算机运 行期间由处理器执行.也就是说,这些伪操作只是汇编过程中起作用,一旦汇编结束,伪 操作也就随之消失。
（1）分配一段字节内存单元，并用57, 0x11, 031, ‘Z’,0x76进行初始化；
《ARM 嵌入式系统结构与编程》第 2 版，邱铁 编著. 清华大学出版社. 2013 年 8 月第 2 版，2015 年 8 月第 4 次印刷
（2）分配一段半字内存单元，并用0xFFE0，0xAABB，0x12,进行初始化;
《ARM 嵌入式系统结构与编程》第 2 版，邱铁 编著. 清华大学出版社. 2013 年 8 月第 2 版，2015 年 8 月第 4 次印刷
《ARM 嵌入式系统结构与编程》第 2 版，第 6~8 章
思考与练习题答案（此答案仅供教师教学用）
ARM嵌入式系统课后习题(部分)答案
一填空题1、1嵌入式系统从大的方面分为(嵌入式系统硬件平台)与(嵌入式软件)两大部分。
1、2驱动层程序一般包括(硬件抽象层HAL)、(板级支持包BSP)与(设备驱动程序)。
1、3嵌入式系统核心就是嵌入式处理器,可分为(嵌入式微处理器)、(嵌入式微控制器)、嵌入式DSP处理器与(嵌入式片上系统SoC)4大类。
2、2ARM7TDMI处理器分为(ARM)与(Thumb)两种操作状态。
2、3ARM状态下,SP寄存器指的就是(R13)、LR寄存器指的就是(R14)、PC寄存器指的就是(R15)、2、4ARM处理器支持的数据类型中,字节为(8)位、半字为(16)位、字为(32)位。
3、1ARM7TDMI(-S)指令集包括(ARM)指令集与(Thumb)指令集。
3、2LDR指令用于从(存储器)中将一个32位的字数据传送到(目的寄存器)中。
3、3指出下面各条指令的寻址方式。
SUB R0,R1,R2 ;寻址方式:( 寄存器寻址)。
SUBS R0,R0,#1 ;寻址方式:( 立即寻址)。
MOV R0,R2,LSL#3 ;寻址方式:( 寄存器移位寻址)。
SWP R1,R1,[R2] ;寻址方式:( 寄存器间接寻址)。
LDR R2,[R3,#0x0C] ;寻址方式:( 基址寻址)。
4、3ARM汇编语言源程序中语句一般有(指令)、(伪指令)、(伪操作)与宏指令组成。
6、1对Flash存储器的编程可通过(JTAG仿真/调试器)、( ISP )与(IAP)3重方法来实现。
6、2异常向量表可以来自4个不同的存储器区域,分别就是( 片内Flash )、( 片内SRAM )、( Boot Block )与片外存储器。
6、3LPC2000系列的定时器主要用于3个方面:( 对内部事件进行计数的间隔定时器 )、( 通过捕获输入实现脉宽解调器 )、( 自由运行的定时器)。
二选择题1、1可以表示微控制器的缩略词就是( B )A、MPUB、MCUC、WDTD、SPI1、2ROM类存储器包括( ABD )A、NOR FlashB、EPROMC、SRAMD、PROM1、3不属于ARM的系列就是( D )A、MCS-96B、80C51C、LPC2000D、80X862、2ARM7处理器系列采用( A )级流水线。
arm9嵌入式课后答案
arm9 嵌入式课后答案【篇一：arm 嵌入式系统结构与编程习题答案（全）】ass=txt> 第一章绪论1. 国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？答：国内嵌入式行业一个普遍认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗严格要求的专业计算机系统。
从这个定义可以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的剪裁利用。
因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专业计算机系统。
2 ．嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。
答：从20 世纪70 年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了30 多年的发展历史。
嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。
intel 公司1971 年开发出第一片具有 4 位总线结构的微处理器4004 ，可以说是嵌入式系统的萌芽阶段。
80 年代初的8051 是单片机历史上值得纪念的一页。
20 世纪80 年代早期，出现了商业级的“实时操作系统内核”，在实时内核下编写应用软件可以使新产品的沿着更快，更节省资金。
20 世纪90 年代实时内核发展为实时多任务操作系统。
步入21 世纪以来，嵌入式系统得到了极大的发展。
在硬件上，mcu 的性能得到了极大的提升，特别是arm 技术的出现与完善，为嵌入式操作系统提供了功能强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个崭新的阶段。
3 ．当前最常用的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。
答：主要有嵌入式linux 和嵌入式实时操作内核uc/os-ii嵌入式linux 操作系统是针对嵌入式微控制器的特点而量身定做的一种linux 操作系统，包括常用的嵌入式通信协议和常用驱动，支持多种文件系统。
主要有以下特点：源码开放，易于移植，内核小，功能强大，运行稳定，效率高等。
最新《ARM嵌入式系统结构与编程》第二章课后答案
第2章ARM技术与ARM体系结构121.简述ARM处理器内核调试结构原理3答：ARM处理器一般都带有嵌入式追踪宏单元ETM（Embedded Trace Macro），4它是ARM公司自己推出的调试工具。
ARM处理器都支持基于JTAG（Joint TestAction Group 联合测试行动小组）的调试方法。
它利用芯片内部的Embedded ICE 56来控制ARM内核操作，可完成单步调试和断点调试等操作。
当CPU处理单步执7行完毕或到达断点处时，就可以在宿主机端查看处理器现场数据，但是它不能8在CPU运行过程中对实时数据进行仿真。
910ETM解决了上述问题，能够在CPU运行过程中实时扫描处理器的现场信息，并11数据送往TAP（Test Access Port）控制器。
上图中分为三条扫描链（图中的粗12实线），分别用来监视ARM核，ETM，嵌入式ICE的状态。
13141.分析ARM7TDMI-S各字母所代表的含义。
15答：ARM7 T D M I – S 中16ARM是Advanced RISC Machines的缩写177是系列号；T：支持高密度16位的Thumb指令集；1819D：支持JTAG片上调试；20M：支持用于长乘法操作（64位结果）ARM指令，包含快速乘法器；；21I：带有嵌入式追踪宏单元ETM，用来设置断点和观察点的调试硬件；22S：可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。
这种源代码形式23又可以编译成一种易于EDA工具使用的形式。
24252.ARM处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异26常模式，并指出处理器在什么情况下进入相应的模式。
27答：ARM技术的设计者将ARM处理器在应用中可能产生的状态进行了分类，并28针对同一类型的异常状态设定了一个固定的入口点，当异常产生时，程序会自29动跳转到对应异常入口处进行异常服务。
301．用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任31务在这种模式下执行。
ARM嵌入式系统结构与编程习题标准答案
《ARＭ嵌入式系统结构与编程》习题答案第一章绪论1.国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？答:国内嵌入式行业一个普遍认同的定义是:以应用为中心，以计算机技术为基础,软硬件可裁剪，适应应用系统对功能,可靠性,成本，体积，功耗严格要求的专业计算机系统。
从这个定义可以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的,它具有很强的专用性,必须结合实际系统需求进行合理的剪裁利用。
因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专业计算机系统。
2．嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。
答：从20世纪7０年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了３0多年的发展历史。
嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。
Intｅｌ公司19７１年开发出第一片具有4位总线结构的微处理器４004，可以说是嵌入式系统的萌芽阶段。
80年代初的805１是单片机历史上值得纪念的一页。
2０世纪80年代早期,出现了商业级的“实时操作系统内核”，在实时内核下编写应用软件可以使新产品的沿着更快，更节省资金。
20世纪９0年代实时内核发展为实时多任务操作系统。
步入21世纪以来,嵌入式系统得到了极大的发展。
在硬件上,MCＵ的性能得到了极大的提升,特别是ＡRM技术的出现与完善,为嵌入式操作系统提供了功能强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个崭新的阶段。
3.当前最常用的源码开放的嵌入式操作系统有哪些,请举出两例,并分析其特点。
答:主要有嵌入式Linｕx和嵌入式实时操作内核uC/OＳ-II嵌入式Ｌiｎux操作系统是针对嵌入式微控制器的特点而量身定做的一种Liｎux操作系统,包括常用的嵌入式通信协议和常用驱动，支持多种文件系统。
主要有以下特点：源码开放,易于移植,内核小，功能强大,运行稳定，效率高等。
ｕC／OS是源码工卡的实时嵌入式系统内核，主要有以下特点：源码公开,可移植性强,可固化,可剪裁,占先式,多任务，可确定性,提供系统服务等。
ARM嵌入式系统结构与编程复习题答案 邱铁著
第8章 ARM汇编语言与嵌入式C混合编程1.严格按照嵌入式C语言的编程规，写一个C语言程序，实现将一个二维数组的数据行和列进行排序。
答：略2.嵌入式C程序设计中常用的移位操作有哪几种，请说明每种运算所对应的ARM指令实现。
答：移位操作分为左移操作与右移操作左移运算符“<<”实现将“<<”左边的操作数的各个二进制位向左移动“<<”右边操作数所指定的位数，高位丢弃，低位补0。
其值相当于乘以：2“左移位数”次方。
右移运算符“>>”实现将“>>”左边的操作数的各个二进制位向右移动“<<”右边操作数所指定的位数。
•对于空位的补齐方式，无符号数与有符号数是有区别的。
•对无符号数进行右移时，低位丢弃，高位用0补齐，其值相当于除以：2“右移位数”次方•对有符号数进行右移时，根据处理器的不同选择逻辑右移或算术右移3.volatile限制符在程序中起到什么作用。
请举例说明。
答：volatile的本意为“暂态的”或.“易变的”，该说明符起到抑制编译器优化的作用。
如果在声明时用“volatile”关键进行修饰，遇到这个关键字声明的变量，编译器对访问该变量的代码就不再进行优化，从而可以提供特殊地址的稳定访问。
•例:硬件端口寄存器读取•Char x=0,y=0,z=0;•x=ReadChar(0x54000000);//读端口•y=x;•x=ReadChar(0x54000000);//再读端口•z=x;•以上代码可能被编译器优化为•Char x=0,y=0,z=0;•x=ReadChar(0x54000000);//读端口•y=x;•z=x;•为了确保x的值从真实端口获取，声明时应该为•Volatile char x;•Char y,z;4.请分析下列程序代码的执行结果。
#include<stdio.h>main(){int value=0xFF1;int *p1,**p2,***p3,****p4;p1=&value;p2=&p1;p3=&p2;p4=&p3;printf("****p4=%d\n",****p4);}答：程序输出结果为：****p4=40815.分析宏定义#define POWER(x) x*x 是否合理，举例说明。
arm嵌入式系统试题及标准答案
arm嵌入式系统试题及标准答案一、选择题1. ARM的英文全称为（）。
A. Advanced RISC MachinesB. Advanced Reduced Instruction Set ComputingC. Advanced Risk Instruction Set MachinesD. Advanced Reduced Innovative System Machines 正确答案：A2. ARM的发展平台主要有（）。
A. CortexB. Keil MDKC. MbedD. All of the above正确答案：D3. ARM架构中，RISC指的是（）。
A. Reduced Instructions for Simple ComputingB. Reduced Instruction Set ComputingC. Reduced Instructions for Speedy ComputingD. Reduced Innovative System Computing正确答案：B4. ARM的家族庞大，主要分为（）。
A. ARMv1-ARMv5B. ARMv6-ARMv7C. ARMv8-ARMv12D. ARMv12-ARMv16正确答案：B5. 在ARM处理器中，Cortex-A系列主要针对（）。
A. 浮点运算B. 实时性C. 安全性D. 性能正确答案：D二、填空题1. ARM架构的特点之一是指令集精简，采用（）指令集。
正确答案：RISC（Reduced Instruction Set Computing）2. ARM处理器的体积小、功耗低的特点使得其在（）领域得到广泛应用。
正确答案：嵌入式系统3. ARM主要设计并销售（）和相关的软件开发工具、IP核等。
正确答案：处理器4. Keil MDK是由ARM公司开发的（）。
正确答案：集成开发环境5. ARM Cortex-M系列处理器适用于对能耗和成本有严格要求的（）。
ARM嵌入式体系结构与接口技术(Cortex-A9版)-习题答案
第一章1．简述ARM可以工作的几种模式。
答：ARMv7-A架构处理器共有8种工作模式，即用户模式（User）、快速中断模式（FIQ）、外部中断模式（IRQ）、特权模式（Supervisor）、数据访问中止模式（Abort）、未定义指令中止模式（Undef）、系统模式（System）、监控模式（Monitor）2．ARM 核有多少个寄存器？答：ARM处理器有40个32位长的寄存器3．什么寄存器用于存储PC和LR寄存器？答：R15和R14寄存器4．R13通常用来存储什么？答：R13通常用来存储堆栈指针5．哪种模式使用的寄存器最少？答：用户模式（User）和系统模式（System），因为这两种模式下没有SPSR寄存器6．CPSR 的哪一位反映了处理器的状态？答：T位是处理器的状态控制位第二章1．熟悉 Eclipse 开发环境。
答：略，参照第2.3节2．新建一个工程，编写一个汇编程序实现3+13=16的操作。
答：略，参照第2.6节第三章1．用 ARM 汇编实现下面列出的操作。
R0=15R0=R1/16（有符号数）R1=R2*3R0=−R0答：R0=15-- MOV R0,#15R0=R1/16 --MOV R0,R1,ASR #4BIC R0, R0, #0x78000000R1=R2*3-- MOV R3, #3MUL R1,R2,R3R0=−R0 -- MOV R1, #-1MOV R2, R0MUL R0,R1,R22．BIC 指令的作用是什么？答：将一个寄存器中的某一位或者某几位清零3．执行 SWI 指令时会发生什么情况？答：执行SWI指令时ARM处理器会自动将CPSR拷贝到SVC模式下的SPSR，然后修改CPSR 寄存器的T位使处理器进入ARM状态，修改CPSR寄存器的低五位模式位使处理器进入SVC模式，修改CPSR寄存器的I位禁止IRQ中断，保存当前SWI指令下一条指令的地址到SVC 模式下的LR寄存器，然后PC的值改为异常向量表中偏移地址为0x08的地址。
《ARM嵌入式系统结构与编程》习题答案
1章绪论1.国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？答：见教材1.1节。
2.嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。
答：见教材1.1节。
3.当前最常见的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。
答：见教材1.2.1节的嵌入式Linux和嵌入式实时操作内核UC /OS-I 。
4.举例说明嵌入式设备在工控设备中的应用。
答：见教材1.3节的“工业控制领域”。
5.未来嵌入式技术的发展趋势有哪些？答：见教材1.4节的嵌入式技术的发展趋势。
2章ARM技术与ARM体系结构1．简述ARM处理器内核调试结构原理。
答：对教材1.2节的图2-1进行描述。
2.分析ARM7TDMI-S各字母所代表的含义。
答：参考教材2.1．2 ARM核版本命名规则说明。
3．ARM处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，并指出处理器在什么情况下进入相应的模式。
ARM处理器共有7种工作模式：用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下执行。
在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器会自动切换工作模式FIQ模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优(fast)中断产生时将会进入这种模式。
IRQ模式：也称为普通中断模式，:当一个低优先级中断产生时将会进入这种模式。
在这模式下按中断的处理器方式又分为向量中断和非向量中断两种。
通常的中断处理都在IRQ 模式下进行。
SVC模式：称之为管理模式，它是一种操作系统保护模式。
当复位或软中断指令执行时处理器将进入这种模式。
中止模式：当存取异常时将会进入这种模式，用来处理存储器故障、实现虚拟存储或存储保护。
未定义指令异常模式：当执行未定义指令时会进入这种模式，主要是用来处理未定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真，因为未定义指令多发生在对协处理器的操作上。
《ARM嵌入式系统结构与编程》习题答案 邱铁编著
《ARM嵌入式系统结构与编程》邱铁编著. 清华大学出版社.年月第版 年月第二次印刷20093120108 《ARM嵌入式系统结构与编程》第1~4章思考与练习题答案 此答案仅供教师教学用 第1章绪论思考与练习题答案 1. 国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么 如何理解答 见教材1.1节。
2. 嵌入式系统是从何时产生的 简述其发展历程。
答 见教材1.1节。
3. 当前最常见的源码开放的嵌入式操作系统有哪些 请举出两例 并分析其特点。
答 见教材1.2.1节的嵌入式Linux和嵌入式实时操作内核μC /OS-II。
4. 举例说明嵌入式设备在工控设备中的应用。
答 见教材1.3节的“工业控制领域”。
5. 未来嵌入式技术的发展趋势有哪些 答 见教材1.4节的嵌入式技术的发展趋势。
第2章 ARM技术与ARM体系结构思考与练习题答案 1 简述ARM处理器内核调试结构原理。
答 对教材1.2节的图2-1进行描述。
2 分析ARM7TDMI-S各字母所代表的含义。
答 参考教材2 1 2 ARM核版本命名规则说明。
课后答案网《ARM嵌入式系统结构与编程》邱铁编著. 清华大学出版社. 年月第版 年月第二次印刷200931201083 ARM处理器的工作模式有哪几种 其中哪些为特权模式 哪些为异常模式并指出处理器在什么情况下进入相应的模式。
答 ARM处理器共有7种工作模式用户模式 非特权模式 也就是正常程序执行的模式 大部分任务在这种模式下执行。
在用户模式下 如果没异常发生 不允许应用程序自行改变处理器的工作模式 如果有异常发生 处理器会自动切换工作模式FIQ模式 也称为快速中断模式 支持高速数据传输和通道处理 当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式。
IRQ模式 也称为普通中断模式 :当一个低优先级中断产生时将会进入这种模式。
在这模式下按中断的处理器方式又分为向量中断和非向量中断两种。
通常的中断处理都在IRQ模式下进行。
ARM嵌入式体系结构与接口技术（Cortex-A9版）-习题答案
ARM嵌入式体系结构与接口技术（Cortex-A9版）-习题答案第一章1．简述ARM可以工作的几种模式。
答：ARMv7-A架构处理器共有8种工作模式，即用户模式（User）、快速中断模式（FIQ）、外部中断模式（IRQ）、特权模式（Supervisor）、数据访问中止模式（Abort）、未定义指令中止模式（Undef）、系统模式（System）、监控模式（Monitor）2．ARM 核有多少个寄存器？答：ARM处理器有40个32位长的寄存器3．什么寄存器用于存储PC和LR寄存器？答：R15和R14寄存器4．R13通常用来存储什么？答：R13通常用来存储堆栈指针5．哪种模式使用的寄存器最少？答：用户模式（User）和系统模式（System），因为这两种模式下没有SPSR寄存器6．CPSR 的哪一位反映了处理器的状态？答：T位是处理器的状态控制位第二章1．熟悉 Eclipse 开发环境。
答：略，参照第2.3节2．新建一个工程，编写一个汇编程序实现3+13=16的操作。
答：略，参照第2.6节第三章1．用 ARM 汇编实现下面列出的操作。
R0=15R0=R1/16（有符号数）R1=R2*3R0=?R0答：R0=15-- MOV R0,#15R0=R1/16 --MOV R0,R1,ASR #4BIC R0, R0, #0x78000000R1=R2*3-- MOV R3, #3MUL R1,R2,R3R0=?R0 -- MOV R1, #-1MOV R2, R0MUL R0,R1,R22．BIC 指令的作用是什么？答：将一个寄存器中的某一位或者某几位清零3．执行 SWI 指令时会发生什么情况？答：执行SWI指令时ARM处理器会自动将CPSR拷贝到SVC模式下的SPSR，然后修改CPSR 寄存器的T位使处理器进入ARM状态，修改CPSR寄存器的低五位模式位使处理器进入SVC模式，修改CPSR寄存器的I位禁止IRQ中断，保存当前SWI指令下一条指令的地址到SVC 模式下的LR寄存器，然后PC的值改为异常向量表中偏移地址为0x08的地址。
ARM嵌入式系统结构与编程课后复习题答案
《ARM嵌入式系统结构与编程》课后思考与练习题参考答案第一章绪论思考与练习题答案：1、答：见教材P2的1.1节容。
2、答：见教材P1的1.1节容。
3、答：见教材P4的1.2.1节的嵌入式Linux和嵌入式实时操作系统核µC/OS-Ⅱ。
4、答：见教材P6的1.3节的“工业控制领域”。
5、答：见教材P8的1.4节的嵌入式技术的发展趋势。
第二章ARM技术与ARM体系结构思考与练习题答案：1、答：对教材P15的2.2节的图2-1进行描述。
2、答：参考教材P12的2.1.2节ARM核版本命名规则说明。
3、答：见教材P18的2.3节的ARM处理器共有7种工作模式。
4、答：PSR具体的格式为：P21的图2-7，描述“标志域”和“控制域”各位的功能。
C、Z、N、V进行置位和清零见P22的容。
5、答：ARM在异常时会进行以下操作：P24最上面的（1）（2）（3）（4）。
ARM在异常返回时：（1）从SPSR_<mode>恢复CPSR；（2）从LR_<mode>恢复PC。
6、答：见教材P25的“数据存储格式”中的“小端存储格式”和“大端存储格式”。
7、答：在ARM三级流水线下：见教材P27的“三级流水线运行情况分析”的（1）带有存储器访问指令的流水线。
8、答：ARM9在指令操作上采用的5级流水线：（1）取指令：从指令Cache中读取指令。
（2）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。
（3）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。
（4）存储器访问：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）；如果不是对存储器访问的指令，本级流水线为一个空的时钟周期。
（5）寄存器回写：将指令运算或操作结果写回到目标寄存器中。
9、答：见教材P29的“5级流水线互锁分析”的容。
第三章ARM指令集寻址方式思考与练习题答案：1、答：见教材P32的3.1节中“2.指令条件码”的容。
ARM嵌入式系统结构与编程,课后练习及答案
第一章思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。
答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统?嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。
嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。
其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。
再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位CPU 的多任务潜力。
第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。
识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。
提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。
执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。
结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。
2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。
需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。
《ARM嵌入式系统结构与编程》第二章课后答案复习进程
第2章ARM技术与ARM体系结构1.简述ARM处理器内核调试结构原理答：ARM处理器一般都带有嵌入式追踪宏单元ETM（Embedded Trace Macro），它是ARM 公司自己推出的调试工具。
ARM处理器都支持基于JTAG（Joint Test Action Group 联合测试行动小组）的调试方法。
它利用芯片内部的Embedded ICE来控制ARM内核操作，可完成单步调试和断点调试等操作。
当CPU处理单步执行完毕或到达断点处时，就可以在宿主机端查看处理器现场数据，但是它不能在CPU运行过程中对实时数据进行仿真。
ETM解决了上述问题，能够在CPU运行过程中实时扫描处理器的现场信息，并数据送往TAP（Test Access Port）控制器。
上图中分为三条扫描链（图中的粗实线），分别用来监视ARM核，ETM，嵌入式ICE的状态。
1.分析ARM7TDMI-S各字母所代表的含义。
答：ARM7 T D M I – S 中ARM是Advanced RISC Machines的缩写7是系列号；T：支持高密度16位的Thumb指令集；D：支持JTAG片上调试；M：支持用于长乘法操作（64位结果）ARM指令，包含快速乘法器；；I：带有嵌入式追踪宏单元ETM，用来设置断点和观察点的调试硬件；S：可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。
这种源代码形式又可以编译成一种易于EDA工具使用的形式。
2.ARM处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，并指出处理器在什么情况下进入相应的模式。
答：ARM技术的设计者将ARM处理器在应用中可能产生的状态进行了分类，并针对同一类型的异常状态设定了一个固定的入口点，当异常产生时，程序会自动跳转到对应异常入口处进行异常服务。
⏹1．用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下执行。
在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器不会自动切换工作模式⏹2．FIQ模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式。
arm嵌入式系统课后习题部分答案精修订
a r m嵌入式系统课后习题部分答案GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-一填空题1.1嵌入式系统从大的方面分为（嵌入式系统硬件平台）和（嵌入式软件）两大部分。
1.2驱动层程序一般包括（硬件抽象层HAL）、（板级支持包BSP）和（设备驱动程序）。
1.3嵌入式系统核心是嵌入式处理器，可分为（嵌入式微处理器）、（嵌入式微控制器）、嵌入式DSP处理器和（嵌入式片上系统SoC）4大类。
2.2ARM7TDMI处理器分为（ARM）和（Thumb）两种操作状态。
2.3ARM状态下，SP寄存器指的是（R13）、LR寄存器指的是（R14）、PC寄存器指的是（R15）.2.4ARM处理器支持的数据类型中，字节为（8）位、半字为（16）位、字为（32）位。
3.1ARM7TDMI(-S)指令集包括（ARM）指令集和（Thumb）指令集。
3.2LDR指令用于从（存储器）中将一个32位的字数据传送到（目的寄存器）中。
3.3指出下面各条指令的寻址方式。
SUB R0，R1，R2 ；寻址方式：（寄存器寻址）。
SUBS R0，R0，#1 ；寻址方式：（立即寻址）。
MOV R0，R2，LSL#3 ；寻址方式：（寄存器移位寻址）。
SWP R1，R1，[R2] ；寻址方式：（寄存器间接寻址）。
LDR R2，[R3，#0x0C] ；寻址方式：（基址寻址）。
4.3ARM汇编语言源程序中语句一般有（指令）、（伪指令）、（伪操作）和宏指令组成。
6.1对Flash存储器的编程可通过（JTAG仿真/调试器）、（ ISP ）和（IAP）3重方法来实现。
6.2异常向量表可以来自4个不同的存储器区域，分别是（片内Flash ）、（片内SRAM ）、（ Boot Block ）和片外存储器。
6.3LPC2000系列的定时器主要用于3个方面：（对内部事件进行计数的间隔定时器）、（通过捕获输入实现脉宽解调器）、（自由运行的定时器）。
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1章绪论1.国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？答：见教材1.1节。
2.嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。
答：见教材1.1节。
3.当前最常见的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。
答：见教材1.2.1节的嵌入式Linux和嵌入式实时操作内核UC /OS-I 。
4.举例说明嵌入式设备在工控设备中的应用。
答：见教材1.3节的“工业控制领域”。
5.未来嵌入式技术的发展趋势有哪些？答：见教材1.4节的嵌入式技术的发展趋势。
2章ARM技术与ARM体系结构1．简述ARM处理器内核调试结构原理。
答：对教材1.2节的图2-1进行描述。
2.分析ARM7TDMI-S各字母所代表的含义。
答：参考教材 2.1．2 ARM核版本命名规则说明。
3．ARM处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，并指出处理器在什么情况下进入相应的模式。
ARM处理器共有7种工作模式：用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下执行。
在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器会自动切换工作模式FIQ模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优(fast)中断产生时将会进入这种模式。
IRQ模式：也称为普通中断模式，:当一个低优先级中断产生时将会进入这种模式。
在这模式下按中断的处理器方式又分为向量中断和非向量中断两种。
通常的中断处理都在IRQ 模式下进行。
SVC模式：称之为管理模式，它是一种操作系统保护模式。
当复位或软中断指令执行时处理器将进入这种模式。
中止模式：当存取异常时将会进入这种模式，用来处理存储器故障、实现虚拟存储或存储保护。
未定义指令异常模式：当执行未定义指令时会进入这种模式，主要是用来处理未定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真，因为未定义指令多发生在对协处理器的操作上。
系统模式：使用和User模式相同寄存器组的特权模式，用来运行特权级的操作系统任务。
在这7种工作模式中，除了用户模式以外，其他6种处理器模式可以称为特权模式，在这些模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意地进行处理器模式的切换。
在这6种特权模式中，除了系统模式外的其他5种特权模式又称为异常模式4．分析程序状态寄存器（PSR）各位的功能描述，并说明C、Z、N、V在什么情况下进行置位和清零。
PSR的具体格式为V—溢出标志位对于加/减法运算指令，当操作数和运算结果为二进制补码表示的带符号数时，V＝1表示符号位溢出，其他的指令通常不影响V位。
例如：两个正数（最高位为0）相加，运算结果为一个负数（最高位为1），则符号位溢出，相应V=1。
C—进位或借位标志位对于加法指令（包括比较指令CMN），结果产生进位，则C＝1，表示无符号数运算发生上溢出，其他情况下C ＝0；在减法指令中（包括比较指令CMP），结果产生借位，则C＝0，表示无符号数运算发生下溢出，其他情况下C ＝1；对于包含移位操作的非加/减法运算指令，C中包含最后一次溢出位的数值；对于其他非加/减法运算指令，C位的值通常不受影响。
Z—结果为0标志位 Z＝1表示运算结果是0，Z＝0表示运算结果不是零；对于CMP指令，Z＝1表示进行比较的两个数大小相等。
N—T符号标志位本位设置成当前指令运算结果的bit[31]的值。
当两个补码表示有符号整数运算时，N＝1表示运算的结果为负数，N＝0 表示结果为正数或零。
5.简述ARM处理器异常处理和程序返回的过程。
答：ARM在异常产生时会进行以下操作：（1）将引起异常指令的下一条指令地址保存到新的异常模式的LR中，使异常处理程序执行完后能根据LR 中的值正确返回；（2）将CPSR的内容复制到新的异常模式下的SPSR中；（3）根据异常类型将CPSR模式控制位强制设定为发生异常所对应的模式值；（4）强制PC指向相应的异常向量地址。
ARM在异常返回时（1）从 SPSR_<mode>恢复CPSR；(2）从LR_<mode>恢复PC 。
6.ARM处理器字数据的存储格式有哪两种？并指出这两种格式的区别。
答：1）小端存储格式（Little-Endian）在小端存储格式中，对于地址为A的字单元，其中字节单元由低位到高位字节地址顺序为A,A+1,A+2，A+3；对于地址为A的半字单元，其中字节单元由低位到高位字节地址顺序为A,A+1；2）大端存储格式（Big-Endian）在大端存储格式中，对于地址为A的字单元，其中字节单元由高位到低位字节地址顺序为A,A+1,A+2，A+3；对于地址为A的半字单元，其中字节单元由高位到低位字节地址顺序为A,A+1。
7．分析带有存储器访问指令（LDR）的流水线运行情况，并用图示说明其流水线的运行机制。
答：在ARM三级流水线下：对存储器的访问指令LDR就是非单周期指令。
这类指令在“执行”阶段后，还要进行“存储器访问”和“寄存器回写”操作，每一步占用1个时钟周期。
在指令执行时空图中，处于时钟周期T5时，LDR 指令要进行数据的存储器操作（访存），在时钟周期T6 要进行寄存器的回写操作，这两步还要占用执行单元，因此其下1条指令的“执行”就被阻断了，其下数第2 条指令的译码被阻断，要等待LDR 指令操作完毕后，流水线的正常运行才能被恢复。
在图中，处理器用6个时钟周期执行了4条指令，指令平均周期数(CPI) = 1.5 时钟周期。
8．简述ARM9的5级流水线每一级所完成的功能和实现的操作。
答：在ARM9在指令操作上采用5级流水线。
1）取指：从指令Cache中读取指令。
2）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。
3）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。
4）存储器访问：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）；如果不是对存储器访问的指令，本级流水线为一个空的时钟周期。
寄存器回写：将指令运算或操作结果写回到目标寄存器中。
9．什么叫做流水线互锁？应如何来解决，举例说明。
答：在流水线运行过程中可能会出现这种情况：当前指令的执行可能需要前面指令的执行结果，但这时前面的指令没有执行完毕，从而会导致当前指令的执行无法获得合法的操作数，这时就会引起流水线的等待，这种现象在流水线机制里称为互锁。
举例：参见教材第29页：当互锁发生时，硬件会停止这个指令的执行，直到数据准备好为止。
如图所示，LDR指令进行完执行阶段，还需要两个时钟周期来完成存储器访问和寄存器写操作，但这时指令MOV中用到的R9正是LDR中需要进行寄存器加载操作后的寄存器，因此MOV要进行等待，直到LDR指令的寄存器写操作完成。
3章 ARM指令集寻址方式1．在指令编码中，条件码占有几位，最多有多少个条件,各个条件是如何形成的？答：见教材3.1节的描述。
2．指令条件码中，V标志位在什么情况下才能等于1？答：当指令的算术运算发生异常时，V标志位置1。
例如，两个正数相加，其结果为一负数；或者是两个负数相加，其结果为一正数，都会置V标志位。
3．在ARM指令中，什么是合法的立即数？判断下面各立即数是否合法，如果合法则写出在指令中的编码格式（也就是8位常数和4位的移位数）。
0x5430 0x108 0x304 0x501 0xFB10000 0x334000 0x3FC000 0x1FE0000 0x5580000 0x7F800 0x39C000 0x1FE80000答：每个立即数由一个8位的常数进行32位循环右移偶数位得到，其中循环右移的位数由一个4位二进制的两倍表示。
即：<immediate>=immed_进行32位循环右移（2*rotate_4）位符合这一条件的都为合法的立即数。
0x54300B 0101 0100 0011 0000 不合法0x1080B 0001 0000 1000 1111 01000010(30/2)0x3040B 0011 0000 0100 1111 11000001(30/2)0x5010B 0101 0000 0001 不合法0xFB100000B 1111 1011 0001 0000 0000 0000 不合法0x3340000B 0011 0011 0100 0000 0000 0000 1001 11001101(18/2)0x3FC0000B 0011 1111 0000 0000 0000 1010 00111111(18/2)0x1FE00000B 0001 1111 1110 (0000)[4] 不合法0x55800000B 0101 0101 1000 (0000)[4] 不合法0x7F800000B 0111 1000 0001 (0000)[4] 不合法0x39C0000B 0011 1001 1100 0000 0000 0000 1001 11100111(18/2)0x1FE800000B 0001 1111 1110 (0000)[4] 不合法4．分析逻辑右移、算术右移、循环右移、带扩展的循环右移它们间的差别。
答：见教材3.2节的图3-1移位操作功能描述。
5．ARM数据处理指令具体的寻址方式有哪些，如果程序计数器PC作为目标寄存器，会产生什么结果？ARM数据处理指令具体的寻址方式有5种，见教材3.2节的具体说明。
如果程序计数器PC作为目标寄存器，会产生程序发生跳转。
6．在Load/Store指令寻址中，字、无符号字节的Load/Store指令寻址和半字、有符号字节寻址，试分析它们之间的差别。
答：在Load/Store指令寻址中，字、无符号字节的Load/Store指令寻址有三种，具体见教材 3.3.2 节；Load/Store指令寻址中，半字、有符号字节寻址有两种，具体见教材3.3.3节；它们之间的差别：在半字、有符号字节寻址中，没有Addressing_mode中的偏移量通过寄存器移位得到的形式。
7．块拷贝Load/Store指令在实现寄存器组和连续的内存单元中数据传递时，地址的变化方式有哪几种类型，并分析它们的地址变化情况。
答：Load/Store指令在实现寄存器组和连续的内存单元中数据传递时，地址的变化方式（addr_mode）有以下 4 种类型：后增IA (Increment After) ：每次数据传送后地址加4；IB (Increment Before) ：每次数据传送前地址加 4 ；后减DA (Decrement After) ：每次数据传送后地址减4 ；DB (Decrement Before) ：每次数据传送前地址减4 。