嵌入式系统复习题资料

1.什么是嵌入式系统？其特征有些什么？答：嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬

件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。”特点：1）功耗低，体积小，具有专用性2）实时性强，系统内核小3）创新性和高可靠性4）高效率的设计5）需要开发环境和调试工具

2.嵌入式系统的BooTLoader的功能是什么？

答：BootLoader是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前，首先必须运行的一段程序代码。通过这段程序,为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。

3.目前嵌入式操作系统有哪些？答：1）µC/OS-II 嵌入式操作系统内核；2）VxWorks嵌入式实时操作系统；3）

WinCE操作系统；4）Linux操作系统；5）Symbian操作系统

4.构造嵌入式开发环境有哪几种形式？答：1）交叉开发环境；2）软件模拟环境；3)评估电路板

5.嵌入式系统开发的基本流程?

答：1）需求分析；2）体系结构设计；3）硬件软件设计；4）系统集成；5）系统测试。

6.什么是可编程片上系统？

答：用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,称作可编程片上系统SOPC.它是一种特殊的嵌入式系统，首先+程的功能，是可编程系统，具有可裁剪、可扩充、可升级等灵活的设计方式。

7.有时要使用Thumb技术的原因

答：（Thumb指令集是把32位的ARM指令集的一个子集重新编码后形成的一个特殊的16位指令集。）在性能和代码大小之间取得平衡，在需要较低的存储代码时采用Thumb指令系统用Thumb指令编写最小代码量的程序（能够很好的解决代码长度的问题），却取得以ARM代码执行的最好性能，可以带来低功耗,小体积,低成本。

8.ARM处理器的工作模式有哪几种？答：1）正常用户模式（usr）；2）快速中断模式（fiq）；3）普通中断模式

（irq）；4）操作系统保护模式（svc）或管理模式；5）数据访问中止模式（abt）；6）处理未定义指令的未定义模式（und）；7）运行特权级的操作系统任务的系统模式（sys）。

9.寄存器R13，R14，R15的专用功能各是什么？答：1）寄存器R13保存堆栈指针SP；2）寄存器R14用作

子程序链接寄存器，也称为LR ，用以保存返回地址；3）R15（PC）用作程序计数器。

10.寄存器CPSR，SPSR的功能各是什么？

答：1）CPSR包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其它状态和控制信息。所有处理器模式下都可以访问当前的程序状态寄存器CPSR。2）在每种异常模式下都有一个对应的物理寄存器——程序状态保存寄存器SPSR。当异常出现时，SPSR用于保存CPSR的状态，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。

11.ARM的异常有哪几种，各进入何种工作模式？他们退出各采用什么指令？

答：1）复位（Reset）异常（管理模式）；2）未定义指令（undefined instruction）异常（未定义模式）；3）软件中断（SWI）异常（管理模式）；4）指令预取中止（Prefech Abort）异常（中止模式）；5）数据访问中止（Data Abort）（中止模式）；6）快速中断请求（FIQ）（FIQ模式）；7）外部中断请求（IRQ）（IRQ模式）。

异常返回指令：1）SWI，未定义的返回：MOVS PC,R14；2）IRQ,FIQ,预取中止的返回：SUBS PC,R14,#4；3）数据中止返回并重新存取：SUBS PC,R14,#8

异常中断的优先级：复位（最高优先级）--> 数据异常中止--->FIQ --> IRQ--->预取指异常中止--->SWI---->未定义指令（包括缺协处理器）。

12.什么是小端和大端存储器组织？答：1)小端存储器组织是较高的有效字节存放在较高的存储器地址，较低的有效

字节存放在较低的存储器地址（同同小）。2) 大端存储器组织是较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址（正反大）。

13.什么是数据的边界对齐？答：默认情况下，ADS编译器使用的是数据类型的自然边界对其方式。数据的自然对

其方式是指：如果该数据类型是n个字节的，那么该数据类型就按n字节对齐。

14.ARM核现在有哪几种？答：ARM7、ARM9、ARM9E 、ARM10E,、SecurCore 、ARM11

15.ARM的寻址方式有哪些？各写一条说明。

答：1）立即寻址（1）ADD R0，R0，＃1 /*R0←R0＋1*/ （2）ADD R0，R0，＃0x3f /*R0←R0＋

0x3f*/；2）寄存器寻址（ADD R0，R1，R2 /*R0←R1＋R2*/）；

3）寄存器间接寻址（1）、LDR R0，[R1] /*R0←[R1]*/；（2）STR R0，[R1] /*[R1]←R0*/；4）基址加偏址寻址（1）、LDR R0，[R1，＃4]；R0←[R1＋4]；（2）、LDR R0，[R1，＃4]！；R0←[R1＋4]、R1←R1＋4；（3）、LDR R0，

[R1] ，＃4；R0←[R1]、R1←R1＋4

5）堆栈寻址（1）、STMFD SP! {R1-R7,LR}；（2）、LDMFD SP! {R1-R7,LR}；6）块拷贝寻址（1）、LDMIA R0!, {R2-R9}；（2）、STMIA R1,{R2,R9}；7）相对寻址

16.指令LDR R1,=0xFFF是如何将立即数0xfff读入到R1的？

答：由于需要读取的寄存器的数据超过了MOV及MVN指令可操作的范围,编译器将该常数放在数据缓冲区中，同时用一条基于PC的LDR指令读取该常数。LDR R1，[PC，offset_to_LPOOL].............LTORG ;声明数据缓冲池LPOOL DCD OxFFF；OxFFF放在数据缓冲池中。

17.在嵌入式C语言程序设计中为提高程序效率的相关设计技巧。答：1）变量定义；2）参数传递；3）循环

条件；4）以空间换时间；5）数学方法解决问题；6）使用位操作；7）嵌入汇编。

24. ARM的指令集及其特点。

Ppt2 page190 数据处理指令；跳转指令；Load/Store指令；软件中断指令。

35.ARM微处理器有7种工作模式，请列举其中的5种，并分别做简要解释。

1）用户模式（USR）：ARM处理器正常程序执行的模式。

2）快速中断模式（FIQ ）：用于高速数据传输或通道处理用于快速中断服务程序。当处理器的快速中断请求引脚有效，且CPSR（6位）中F位为0时（开中断），会产生FIQ异常。

3）外部中断模式（IRQ ）：用于通用的中断处理，当处理器的外部中断请求引脚有效，且CPSR（7位）中I位为0时（开中断），会产生IRQ异常。系统的外设可通过该异常请求中断服务。

4）特权模式或管理员模式（SVE）：操作系统使用的保护模式。当执行软件中断SWI指令和复位指令时，就进入管理模式，在对操作系统运行时工作在该模式下。

5)数据访问中止模式(ABT)：用于虚拟存储器和存储保护，当存储器数据访问无效时就进入该模式。若处理器数据访问指令的地址不存在或该地址不允许当前指令访问时，也产生数据中止异常。

6)未定义指令中止模式（UND）：用于支持硬件协处理器的软件仿真。当ARM处理器或协处理器遇到不能处理的指令时，就要产生未定义指令异常。用户可使用该异常机制进行软件仿真，即用软件来模拟硬件功能，比如浮点运算。7)系统模式（SYS）：运行具有特权的操作系统任务。与用户模式共用使用寄存器组，但是其使用权限要比在用户模式下高。

31.嵌入式系统中处理器内部一般会集成哪些接口，常用的哪些人机接口。

答案：通用IO接口，包括并口与中断接口，串口，AD转换接口，数字音频设备接口，SD存储卡接口。常用人机接口：显示器，键盘，触摸屏。

32.嵌入式Linux系统中每个设备文件都有主设备号、次设备号，请问这两个设备号的作用是什么？

答案:主设备号是标识驱动程序，标识使用同一设备驱动程序的，不同的硬件设备。

24. ARM指令集和Thumb指令集的主要差异。

答案：Thumb指令集可以看作是ARM指令集的一个子集，Thumb指令长度为16位，但Thumb指令集中的数据处理指令的操作数仍然是32位的，指令寻址地址也是32位的

25.ARM微处理器的寄存器组织及R13－15、CPSR和SPSR的作用和使用场合。

答案：CPSR（当前程序状态寄存器）在所有的模式下都是可以读写的，它主要包含：

1条件标志2中断使能标志；3当前处理器的模式：4其它的一些状态和控制标：5备份程序状态寄存器SPSR，只有在异常模式下，才能被访问。

26.存储管理单元MMU的主要功能。

答案：管理嵌入式系统的虚拟存储器，1.完成虚拟储存空间到物理空间的映射。2.控制存储器访问权限。3.设置虚拟存储空间的缓存。

22.嵌入式系统基本架构主要包括哪几部分？

答案： 1. 算术逻辑单元ALU2．桶形移位寄存器3. 高速乘法器4. 浮点部件（协处理器）.5. 控制器6. 寄存器组12.嵌入式Linux的内核组成部分。

进程调度;进程间通信;内存管理;虚拟文件系统;网络接口

14. ARM的流水线技术。

计算机中一条指令的执行可分为若干个阶段，由于每个阶段的操作相对都是独立的。因此可以采用流水线的重叠技术