嵌入式系统原理与应用习题答案

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----WangYiwei

由于我正在学习“嵌入式系统原理与应用——基于ARM微处理器和Linux操作系统”这门课程，网络上找不到课后习题答案。因此本人通过认真地做习题，不懂百度，查阅相关书籍等途径，整理了一份答案，可供各位参考。

注意：答案并不一定完全正确，有异议的答案欢迎提出来大家一起探讨。

练习题P14

1.选择题

（1）A

说明：嵌入式系统的发展趋势表现在以下几方面：

1.产品种类不断丰富，应用范围不断普及

2.产品性能不断提高

3.产品功耗不断降低，体积不断缩小

4.网络化、智能化程度不断提高

5.软件成为影响价格的主要因素

（2）D

说明：常见的嵌入式操作系统: VxWorks，Windows CE、uC/OS-II和嵌入式Linux。

（3）A

说明：VxWorks是美国WindRiver公司于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。

2.填空题

(1)嵌入式计算机

(2)微处理器外围电路外部设备

(3)板级支持包实时操作系统应用编程接口应用程序

(4)嵌入式处理器微控制器数字信号处理器

3.简答题

（1）简述嵌入式系统的定义和特点

答：定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

特点：专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。

（2）简述计算机系统的发展历程

第一阶段大致在20世纪70年代前后，可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段；

第二阶段是以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统；

第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，也是嵌入式应用开始普及的阶段；

第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。

（3）简述MCU和DSP的区别

MCU是微控制器，DSP是数字信号处理器。

MCU相当于小型的电脑，内部集成的CPU、ROM、RAM、I/O总线，所以集成度高是它的特点。

DSP是专用的信息处理器，内部的程序是对不同的机器和环境进行特别优化，所以处理速度是最快的。

练习题

1. 填空题

(1) ARM7 ARM9 ARM9E ARM10E ARM11

(2) 精简指令集计算机

(3) Samsung ARM920T IIC总线

(4) BGA 显卡布线

(5)

(6) 8 128 1

(7) S3C2410 64MB 64MB

2. 选择题

(1) D (2)C (3)A (4)B (5)B

(6)C (7)D (8)C (9)C (10)B

3. 简答题

(1)ARM和S3C2410X有什么关系?

S3C2410是韩国三星公司生产的嵌入式处理器,它采用了ARM公司的ARM920T(即ARM9)内核

(2)ARM7是32位RISC处理器，使用3级流水线，采用冯

•诺依曼体系结构,不支持MMU。

(3)ARM8是32位RISC处理器，使用5级流水线，采用哈佛体系结构，支持MMU。

(4)S3C2410X芯片有27根地址线，8根片选线(nGCS)，32根数据线。

(5)S3C2410X芯片内部集成了一个LCD控制器，SDRAM控制器，3个通道UART，4个通道DMA，4个具有PWM 功能的计时器和一个内部时钟，8通道的10位ADC。

(6)ARM体系结构有哪几种工作状态？又有哪几种运行模式？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模式？

工作状态：

第1种：ARM状态。处理器执行32位的字对齐的ARM指令。

第2种：Thumb状态。处理器执行16位的半字对齐的Thumb指令。

运行模式：

用户模式(usr) 快速中断模式(fiq) 外部中断模式(irq)

管理模式(svc) 数据访问中止模式(abt) 系统模式(sys)

未定义指令中止模式(und)

在这7种运行模式，除了用户模式外，其他6种处理器模式都为特权模式。

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。

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切换果没异常发生，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。

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。

外部中断模式：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。

管理模式：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。

数据访问中止模式：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。

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。

未定义指令中止模式：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。

(7)ARM体系结构支持的数据类型？有多少寄存器？如何组织？

支持的数据类型：

1.字节(byte)，各种处理器体系结构中，字节的长度均为8位。

2.半字(half-word)，在ARM体系结构中，半字的长度为16位。

3.字(word)，在ARM体系结构中，字的长度为32位。

ARM处理器共有37个寄存器，其中31个通用寄存器，6个状态寄存器。

(8)S3C2410的存储控制器如何对内存空间进行管理？

S3C2410X存储控制器为片外存储器提供控制信号。它将系统的存储空间分成8组(Bank),每组的大小为128MB,共1GB。

(9)分析程序状态寄存器各位的功能描述，并说明C、Z、N、V在什么情况下进行置1和清0

状态寄存器(PSR)的具体格式为

V—溢出标志位