嵌入式系统开发与应用教程(田泽)复习题

一、选择题1、ADD R0，R1，#3属于（）寻址方式。

A. 立即寻址B. 多寄存器寻址C. 寄存器直接寻址D. 相对寻址2、GET伪指令的含义是（）A. 包含一个外部文件B. 定义程序的入口C. 定义一个宏D. 声明一个变量3、存储一个32位数0x876165到2000H～2003H四个字节单元中，若以小端模式存储，则2000H存储单元的内容为（）。

A、0x00B、0x87C、0x65D、0x614、若R1=2000H，(2000H)=0x86，(2008H)=0x39，则执行指令LDR R0，[R1，＃8]！后R0的值为（）。

A. 0x2000B. 0x86C. 0x2008D. 0x395、寄存器R13除了可以做通用寄存器外，还可以做（）。

A、程序计数器B、链接寄存器C、栈指针寄存器D、基址寄存器6、FIQ中断的入口地址是（）。

A、0x0000001CB、0x00000008C、0x00000018D、0x000000147、ARM指令集和Thumb指令集分别是（）位的。

A. 8位，16位B. 16位，32位C. 16位，16位D. 32位，16位8、ARM寄存器组有（）个寄存器。

A、7B、32C、6D、379、若R1=2000H，(2000H)=0x28，(2008H)=0x87，则执行指令LDR R0，[R1，＃8]！后R0的值为（）。

A. 0x2000B. 0x28C. 0x200810、和PC机系统相比，下列哪个不是嵌入式系统独具的特点（）A、系统内核小B、专用性强C、可执行多任务D、系统精简11.ARM公司是专门从事（）A、基于RISC技术芯片设计开发B、ARM芯片生产C、软件设计D、ARM芯片销售12.ARM9系列微处理器是（）A、三级流水线结构B、四级流水线结构C、五级流水线结构D、六级流水线结构13.所有工作模式下，（）都指向同一个物理寄存器，即各模式共享A、R0-R7B、R0-R12C、R8-R12D、R13，R1414..当异常发生时，寄存器（）用于保存CPSR的当前值，从异常退出时则可由它来恢复CPSR.A、SPSRB、R13C、R14D、R1515.能实现把立即数0X3FF5000保存在R0中的指令是（）A、LDR R0, = 0X3FF5000B、LDR R0, 0X3FF5000C、MOV R0, 0X3FF5000D、MOV R0, =0X3FF500016.ARM指令LDMIA RO,{R1, R2, R3,R4 } 实现的功能是（）A、R1←[R0]，R2←[R0+4]，R3←[R0+8]，R4←[R0+12]B、R1←[R0]，R2←[R0-1]，R3←[R0-2]，R4←[R0-3]C、R1←[R0]，R2←[R0+1]，R3←[R0+2]，R4←[R0+3]D、R1←[R0]，R2←[R0-4]，R3←[R0-8]，R4←[R0-12]17.（）伪指令用于定义一个代码段或数据段A、RLISTB、DCBC、MAPD、AREA18.在ARM体系结构中，要从主动用户模式（User）切换到超级用户模式（Supervisor），应采用（）方法。

A、直接修改CPU状态寄存器（CPSR）对应的模式B、先修改程序状态备份寄存器（SPSR）到对应的模式，再更新CPU状态C、使用软件中断指令（SWI）D、让处理器执行未定义指令三、简答第一章：1、什么是嵌入式系统？与通用计算机系统相比，它有哪些特点？答：定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

特点：“专用”的计算机系统；运行环境差异很大；比通用PC系统资源少得多；低功耗、体积小、集成度高、成本低；具有完整的系统测试和可靠性评估体系；具有较长的生命周期；需要专用开发工具和方法进行设计；包含专用调试路；多科学知识集成系统2、嵌入式系统组成结构包括哪几部分？嵌入式系统组成结构的理解。

答：嵌入式系统由硬件和软件组成。

嵌入式系统的硬件是以嵌入式微处理器为中心，配置存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口。

嵌入式系统软件包括板级支持包层、实时操作系统层、应用程序接口层和应用程序层四层。

3、简述嵌入式系统的硬件组成答：嵌入式系统的硬件是以嵌入式微处理器为中心，配置存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口。

4、试分析通用操作系统与嵌入式操作系统的异同点，并解释什么是嵌入式实时操作系统。

嵌入式操作系统和嵌入式实时操作系统的概念有哪些不同？答：通用操作系统和嵌入式操作系统都对软、硬件资源进行分配和调度以及控制协调等，嵌入式操作系统与通用操作系统的不同之处在于它具有实时性高、可靠性好、可裁剪、体积小等特性。

嵌入式实时操作系统(Real Time Embedded Operating System)是一种实时的、支持嵌入式系统应用的操作系统，是嵌入式系统的重要组成部分。

嵌入式操作系统只注重平均性能，对整个系统来说，所有任务的平均响应时间是关键，对单个任务的响应时间不关心。

嵌入式实时操作系统最主要的特性是性能上的“实时性”，也就是说系统的正确性不仅依赖于计算的逻辑结果，也依赖于结果产生的时间。

是一个能够在指定的或者确定的时间内，完成系统功能以及对外部或内部、同步或异步事件作出响应的系统。

5、嵌入式操作系统具有哪些基本管理功能?多任务管理，存储管理，外围资源管理和中断管理。

第二章：6、试比较CISC体系结构和RISC体系结构的特点。

ARM为何采用RISC结构？答：比较：CISC指令集设计的主要趋势是增加指令集的复杂度。

而复杂指令集的高性能是以宝贵、有限的芯片面积为代价的。

RISC的中心思想是精简指令集的复杂度、简化指令实现的硬件设计，硬件只执行很有限的最常用的那部分指令，大部分复杂的操作则由简单指令合成。

RISC思想大幅度提高了计算机性能价格比。

采用RISC原因：（1）Load/store体系结构（2）固定的32位指令（3）地址指令格式7、分别以ARM7TDMI和ARM9TDMI为例，介绍3级流水线和5级流水线的执行过程，并进行相应的比较。

3级流水线分为：取指，译码和执行。

5级流水线分为：取指、译码、执行、缓冲\数据、回写。

它们的区别在于3级流水执行级中的寄存器读在5级流水的译码级中处理。

3级流水执行级中的寄存器写在5级流水的回写级中处理。

5级流水中的第4级缓冲\数据表示如果需要则访问数据存储器，否则只是简单地缓冲一个时钟周期。

3级流水采用冯诺依曼结构，不能同时访问指令存储器和数据存储器；5级流水采用哈佛结构，指令存储器与数据存储器分开，可以同时访问。

8、ARM微处理器支持哪几种工作模式？各个工作模式有什么特点？答：共支持7中工作模式：用户模式，系统模式，快速中断（FIQ）模式，普通中断(IRQ)模式，管理(SVC)模式，中止模式和未定义模式。

用户模式：ARM 处理器正常的程序执行状态。

快速中断模式(FIQ)：用于高速数据传输或通道处理。

普通中断模式(IRQ)：用于通用的中断处理。

管理模式(SVC)：操作系统使用的保护模式。

中止模式：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。

系统模式：运行具有特权的操作系统任务。

未定义模式：处理未定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真。

9 ARM处理器共有多少个寄存器？这些寄存器在用户编程中的功能是如何划分的？ARM状态下的通用寄存器可分为哪几类？ARM处理器共有37个寄存器，其中31个为通用寄存器，其余6个为状态寄存器。

通用寄存器可分为未分组寄存器R0-R7,分组寄存器R8-R14和程序计数器R15。

10 简述ARM状态下分组寄存器R13，R14,R15的特殊功能及R15的使用注意事项。

寄存器R13通常用做堆栈指针SP；寄存器R14用作子程序链接寄存器LR；寄存器R15被用作程序计数器PC。

R15值的改变将引起程序执行顺序的变化，这有可能引起程序执行中出现一些不可预料的结果，因此，对R15的使用一定要慎重。

ARM处理器采用多级流水线技术，因此保存在R15的地址并不是当前指令的地址。

11、简述ARM处理对异常中断的相应过程。

（1）将CPSR的内容保存到将要执行的异常中断对应的SPSR中，实现对处理器当前状态、中断屏蔽位、各条件标志位的保存。

（2）设置当前状态寄存器CPSR中的相应位设置工作模式控制位，使处理器进入相应的执行模式设置中断标志位，禁止IRQ中断当进入RESET或FIQ 模式时，还要禁止FIQ中断（3）将引起异常指令的下一条指令的地址保存到新的异常工作模式的R14 ，使异常处理程序执行完后能正确返回原程序。

（4）给程序计数器（PC）强制赋值，根据中断向量地址跳转去执行中断处理程序。

12.如果FIQ、IRQ和第3个异常（不是复位）同时发生，ARM应如何处理？答：如果第3个异常是数据中止，处理器将在进入数据中止处理程序后立即进入FIQ处理程序。

数据中止将“记”在返回路径中，当FIQ处理程序返回时进行处理。

如果第3个异常不是数据中止，将立即进入FIQ处理程序。

当FIQ和IRQ两者都完成时，程序返回到产生第3个异常的指令并进行相应处理。

14 什么是ARM异常中断向量表？它有何作用？存储在什么地方？中断向量表中指定了各异常中断与其处理程序的对应关系。

在ARM体系中，异常中断向量表大小为32字节，每个异常中断占据4个字节。

ARM异常向量表通常以存储器的低端0x0为起始地址，大多数ARM处理器核也支持将异常向量表存放在以0xFFFF0000为起始地址的32字节空间中。

每个异常中断对应的中断向量表的4个字节的空间中存放一个跳转指令或者一个向PC寄存器中赋值的数据访问指令LDR。

通过这两种指令，程序将跳转到相应的异常中断处理程序处执行。

15. 简述ARM的存储器层次。

1）寄存器组——存储器层次的顶层，访问时间几个ns2）片上RAM——具有和片上寄存器组同级的读/写速度3）片上Cache——访问时间10ns，2级片外Cache访问时间几十ns4）主存储器——访问时间50ns5）硬盘——访问时间几十ms16.大端存储法与小端存储法有什么不同？对存储数据有什么要求与影响？小端：较高的有效字节存放在较高的的存储器地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址。

大端：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。

第三章：17、 ARM处理器如何进入和退出Thumb指令模式？用汇编语言实现ARM状态和Thumb状态互相的切换。

答：进入Thumb模式：有2种方法。

一种是执行一条交换转移指令BX，将指令中的目标地址寄存器的最低位置1，并将其他位的值放入程序计数器PC，则可以进入Thumb指令。