嵌入式系统课后答案

嵌入式系统2011作业 （非标准答案，仅供参考）

第1章 嵌入式系统概述 1、什么是嵌入式系统？ 答：

嵌入式系统指的是以应用为中心和以计算机技术为基础的，并且软硬件是可裁剪的，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标严格要求的专用计算机系统。

3、根据嵌入式系统的复杂程度，嵌入式系统可分为哪4类？ 答：

1：单个微处理器；

2：嵌入式处理器可扩展的系统； 3：复杂的嵌入式系统； 4：在制造或过程控制中使用的计算机系统。

5、从硬件系统来看，嵌入式系统由哪几部份组成？画出简图。 答：

P11图1-4

2.2 回答下列关于ARM 编程模式的问题

（1）在该模式下有多少通用寄存器 （2）CPSR 的作用是什么 （3）Z 位的作用是什么 （4）程序计数器保存在何处 答

（1）31个通用寄存器

（2）为状态寄存器，保存当前的状态，可以在任何模式下访问 （3）Z=1 运算结果为0 Z=0 运算结果不为0 （4）R15（PC ）

2.3 下列的arm 条件码的含义是什么 （1）EQ （2）NE （3）MI （4）VS （5）GE （6）LT 答

(1)z 置位 相等 (2)z 清零 不相等 (3)n 置位 负数 31个通用寄存pc ，6个状

～R7不分组，R8～R14按模式分组，R15为程序计数器，CPSR 为状态寄存器，SPSR 为保存程序状态寄存器。

R13为堆栈指针寄存器，R14为链接寄存器。

CPSR 在各种模式下多可以访问，而在用户模式及系统模式下SPSR 不可以被访问。

2.6若寄存器R1=0x01020304，分别按照大端模式和小端模式存储在0x30000字单元中，试分别写出两种模式下内存存储内容，并标出内存地址 答 大端模式 0x30000 01 0x30001 02 0x30002 03 0x30003 04 小端模式 0x30000 04 0x30001 03 0x30002 02 0x30003 01

2.7 ARM 存储器的存储周期有几种类型？对应于Cache 访问和存储器访问是何存储周期？ 答：

ARM 存储器有4种存储周期：空闲周期，非顺序周期，顺序周期，协处理器寄存器传送周期。

一般地，对应于Cache 访问的存储周期是：非顺序周期。

对应于存储器访问的存储周期是：顺序周期和非顺序周期。

2.8何谓Cache ？简述Cache 的工作原理。 答：

高速缓存器：弥补主存速度，在CPU 与主存之间设置的高速，小容量存储器，构成Cache-主存存储层次，速度是Cache 的，容量是主存的。

工作原理：当CPU 要访问Cache

时，CPU送来主存地址，放到主存地

址寄存器中。然后通过地址变换部件把主存地址中的块号M变成Cache的块号m，并放到Cache地址寄存器中；同时将主存地址中的块内地址N直接作为Cache的块内地址n装入到Cache 地址寄存器中。如果地址变换成功，就用得到的Cache地址去访问Cache，从Cache中取出数据送到CPU中。如果地址变换不成功，则产生Cache失效信息，接着使用主存地址直接去访问主存储器，从主存储器中读出一个字送到CPU，同时将从主存储器中读出来的数据装入到Cache中去。此时如果Cache已经满了，则需要采用某种Cache替换策略把不常用的块先调出到主存储器中相应的块中，以便腾出空间来存放新调入的块。

教材：图2-12 Cache工作原理图

2.10 ARM的MMU主要实现什么功能？

答：

ARM的MMU主要实现的功能：

（1）虚拟存储空间到物理存储空

间的映射。

（2）存储器访问权限的控制。

（3）设置虚拟存储空间的缓冲特

性。

2.12 ARM支持的物理页有几种类

型？其容量为何值？

答：

ARM支持的物理页通常有4种类

型，其容量值如下：

段：大小为1MB的存储块。

大页：大小为64KB的存储块。

小页：大小为4KB的存储块。

极小页：大小为1KB的存储块。

2.13简述基于段的地址变换过程。

答：

ARM基于段的地址变换过程如

图所示。（教材：图2-19 基于段地

址的地址变换）

第3章ARM寻址方式与指令系统

2.如何从异常中断处理程序中返回？

需要注意哪些问题？

答：(1)中断处理完成后返回指令：

LDMFD SP!,{,RPC}

(2) 从异常中断处理程序中返回

时需要将CPSR中的CPU状

态恢复，同时将R14数据传

输给PC

4.假设R0的内容为0x8000,寄存器

R1,R2的内容分别为0x01与0x10，存

储器内容为0.连续执行下述指令后，

说明每条指令执行后PC如何变化？

存储器及寄存器的内容如何变化？

STMIB R0!,{R1，R2}

LDMIA R0!,{R1，R2}

解：执行第一条指令后，存储器中地

址为0x8004保存的内容为R1的内容，

即0X01，存储器中地址为0x8008保存

的内容为R2的内容，即0X10，寄存器

R1,R2的内容不变，仍分别为0x01与

0x10。R0的内容为0x8008。PC=PC+4。

执行第二条指令后，存储器内容

不变，寄存器R1保存的是存储器地址

CP15