微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第2版) 第5章答案

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《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习题及答案

《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习题及答案

《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习题及答案第一章嵌入式系统概述嵌入式系统的共性:特定的使用场合或工作环境,是某个大型系统的一部分,完成一个具体的功能,专用性强,应用于特定的平台;功耗低,且一般要求高实时性和高可靠性,系统程序一般都是固化在内存中,以提高运行速度和可靠性;功能单一,模块的设计和实现较为简单;人机交互界面简单;开发时往往有上位机和下位机或主机和目标机的概念,主机用于程序的开发,目标机作为最后的执行机,开发时需要交替结合进行。

MCU:Micro Control Unit,嵌入式微控制器(俗称单片机),把CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O、中断系统、定时器/计时器、各种功能外设等资源集成到一个芯片上的微型计算机系统。

MPU:Micro Processor Unit,嵌入式微处理器。

MPU是由通用计算机中的CPU(微处理器)演变而来,可以理解为增强版的CPU,即不带外围功能器件。

ARM:是一家公司,也是一类技术和产品的统称。

ARM公司设计的芯片主要涉及嵌入式移动设备领域,指令集更加紧凑简单,功耗和成本更低,在移动消费电子领域占据着很大的市场份额。

嵌入式系统开发流程:需求分析、系统总体设计、系统软硬件设计、系统测试第二章ARM Cortex-M3内核与STM32微控制器ARM存储模式(2种)小端模式:数据的低字节存放在内存低地址处,数据的高字节存放在内存高地址处。

大端模式:数据的高字节存放在内存低地址处,数据的低字节存放在内存高地址处。

注意书上的相关例子!ARM指令集架构系统设计有两种方式:RISC(Reduced Instruction Set Computer)精简指令集计算机CISC(Complex Instruction Set Computer)复杂指令集计算机流水线技术:每条指令分解为多步,并让各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理的技术,称为流水线技术。

ARM Cortex-M3微控制器采用的三级流水线:取指—译码—执行流水线的技术指标通常用吞吐率、加速比和效率三项指标来衡量。

微处理器系统结构与嵌入式系统设计 第五章 答案

微处理器系统结构与嵌入式系统设计 第五章 答案

5.10 用16K×1位的DRAM芯片组成64K×8位存储器,要求:(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。

(2) 设存储器读/写周期为0.5μS, CPU在1μS内至少要访问一次。

试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少?(1)组建存储器共需DRAM芯片数N=(64K*8)/(16K*1)=4*8(片)。

每8片组成16K×8位的存储区,A13~A0作为片内地址,用A15、A14经2:4译码器产生片选信号,逻辑框图如下(图有误:应该每组8片,每片数据线为1根)(2)设16K×8位存储芯片的阵列结构为128行×128列,刷新周期为2ms。

因为刷新每行需0.5μS,则两次(行)刷新的最大时间间隔应小于:为保证在每个1μS内都留出0.5μS给CPU访问内存,因此该DRAM适合采用分散式或异步式刷新方式,而不能采用集中式刷新方式。

●若采用分散刷新方式,则每个存储器读/写周期可视为1μS,前0.5μS用于读写,后0.5μS用于刷新。

相当于每1μS刷新一行,刷完一遍需要128×1μS=128μS,满足刷新周期小于2ms的要求;●若采用异步刷新方式,则应保证两次刷新的时间间隔小于15.5μS。

如每隔14个读写周期刷新一行,相当于每15μS刷新一行,刷完一遍需要128×15μS=1920μS,满足刷新周期小于2ms的要求;需要补充的知识:刷新周期:从上一次对整个存储器刷新结束到下一次对整个存储器全部刷新一遍为止的时间间隔。

刷新周期通常可以是2ms,4ms或8ms。

DRAM一般是按行刷新,常用的刷新方式包括:●集中式:正常读/写操作与刷新操作分开进行,刷新集中完成。

特点:存在一段停止读/写操作的死时间,适用于高速存储器。

(DRAM 共128行,刷新周期为2ms ,读/写/刷新时间均为0.5μS )● 分散式:一个存储系统周期分成两个时间片,分时进行正常读/写操作和刷新操作。

微处理器系统结构及嵌入式系统设计(第二版)答案全

微处理器系统结构及嵌入式系统设计(第二版)答案全

一1.2 以集成电路级别而言,计算机系统的三个主要组成部分是什么?中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片1.3 阐述摩尔定律。

每18个月,芯片的晶体管密度提高一倍,运算性能提高一倍,而价格下降一半。

1.5 什么是SoC?什么是IP核,它有哪几种实现形式?SoC:系统级芯片、片上系统、系统芯片、系统集成芯片或系统芯片集等,从应用开发角度出发,其主要含义是指单芯片上集成微电子应用产品所需的所有功能系统。

IP核:满足特定的规范和要求,并且能够在设计中反复进行复用的功能模块。

它有软核、硬核和固核三种实现形式。

1.8 什么是嵌入式系统?嵌入式系统的主要特点有哪些?概念: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、体积和功耗的严格要求的专用计算机系统,即“嵌入到应用对象体系中的专用计算机系统”。

特点:1、嵌入式系统通常是面向特定应用的。

2、嵌入式系统式将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。

3、嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。

4、嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键,对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有以下不同点。

①软件要求固体化,大多数嵌入式系统的软件固化在只读存储器中;②要求高质量、高可靠性的软件代码;③许多应用中要求系统软件具有实时处理能力。

5、嵌入式系统和具体应用有机的结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行的,因此嵌入式系统产品一旦进入市场,就具有较长的生命周期。

6、嵌入式系统本身不具备自开发能力,设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改,必须有一套开发工具和环境才能进行开发。

二2.2 完成下列逻辑运算(1)101+1.01 = 110.01(2)1010.001-10.1 = 111.101(3)-1011.0110 1-1.1001 = -1100.1111 1(4)10.1101-1.1001 = 1.01(5)110011/11 = 10001(6)(-101.01)/(-0.1) = 1010.12.3 完成下列逻辑运算(1)1011 0101∨1111 0000 = 1111 0101(2)1101 0001∧1010 1011 = 1000 0001(3)1010 1011⊕0001 1100 = 1011 01112.4 选择题(1)下列无符号数中最小的数是( A )。

微处理器系统结构与嵌入式系统设计 习题答案 李广军

微处理器系统结构与嵌入式系统设计 习题答案 李广军

第一章习题解答1.1 什么是程序存储式计算机?程序存储式计算机指采用存储程序原理工作的计算机。

存储程序原理又称“冯·诺依曼原理”,其核心思想包括:●程序由指令组成,并和数据一起存放在存储器中;●计算机启动后,能自动地按照程序指令的逻辑顺序逐条把指令从存储器中读出来,自动完成由程序所描述的处理工作。

1.2 通用计算机的几个主要部件是什么?●主机(CPU、主板、内存);●外设(硬盘/光驱、显示器/显卡、键盘/鼠标、声卡/音箱);1.3 以集成电路级别而言,计算机系统的三个主要组成部分是什么?中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片1.4 阐述摩尔定律。

每18个月,芯片的晶体管密度提高一倍,运算性能提高一倍,而价格下降一半。

1.5 讨论:摩尔定律有什么限制,可以使用哪些方式克服这些限制?摩尔定律还会持续多久?在摩尔定律之后电路将如何演化?摩尔定律不能逾越的四个鸿沟:基本大小的限制、散热、电流泄露、热噪。

具体问题如:晶体管体积继续缩小的物理极限,高主频导致的高温……解决办法:采用纳米材料、变相材料等取代硅、光学互联、3D、加速器技术、多内核……(为了降低功耗与制造成本,深度集成仍是目前半导体行业努力的方向,但这不可能永无止,因为工艺再先进也不可能将半导体做的比原子更小。

用作绝缘材料的二氧化硅,已逼近极限,如继续缩小将导致漏电、散热等物理瓶颈,数量集成趋势终有终结的一天。

一旦芯片上线条宽度达到纳米数量级时,相当于只有几个分子的大小,这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化,致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作,摩尔定律也就要走到它的尽头了。

业界专家预计,芯片性能的增长速度将在今后几年趋缓,一般认为摩尔定律能再适用10年左右,其制约的因素一是技术,二是经济。

)1.6 试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与相互影响。

计算机系统结构主要是指程序员关心的计算机概念结构与功能特性,而计算机组成原理则偏重从硬件角度关注物理机器的组织,更底层的器件技术和微组装技术则称为计算机实现。

《微处理器系统结构与嵌入式系统设计》课程教案

《微处理器系统结构与嵌入式系统设计》课程教案

《微处理器系统结构与嵌入式系统设计》课程教案第一章:微处理器概述1.1 微处理器的定义与发展历程1.2 微处理器的组成与工作原理1.3 微处理器的性能指标1.4 嵌入式系统与微处理器的关系第二章:微处理器指令系统2.1 指令系统的基本概念2.2 常见的指令类型及其功能2.3 指令的寻址方式2.4 指令执行过程第三章:微处理器存储系统3.1 存储器的分类与特点3.2 内存管理单元(MMU)3.3 存储器层次结构与缓存技术3.4 存储系统的性能优化第四章:微处理器输入/输出系统4.1 I/O 接口的基本概念与分类4.2 常见的I/O 接口技术4.3 直接内存访问(DMA)4.4 interrupt 与事件处理第五章:嵌入式系统设计概述5.1 嵌入式系统的设计流程5.2 嵌入式处理器选型与评估5.3 嵌入式系统硬件设计5.4 嵌入式系统软件设计第六章:嵌入式处理器架构与特性6.1 嵌入式处理器的基本架构6.2 嵌入式处理器的分类与特性6.3 嵌入式处理器的发展趋势6.4 嵌入式处理器选型considerations 第七章:数字逻辑设计基础7.1 数字逻辑电路的基本概念7.2 逻辑门与逻辑函数7.3 组合逻辑电路与触发器7.4 微处理器内部的数字逻辑设计第八章:微处理器系统设计与验证8.1 微处理器系统设计流程8.2 硬件描述语言(HDL)与数字逻辑设计8.3 微处理器系统仿真与验证8.4 设计实例与分析第九章:嵌入式系统软件开发9.1 嵌入式软件的基本概念9.2 嵌入式操作系统与中间件9.3 嵌入式软件开发工具与环境9.4 嵌入式软件编程实践第十章:嵌入式系统应用案例分析10.1 嵌入式系统在工业控制中的应用10.2 嵌入式系统在消费电子中的应用10.3 嵌入式系统在医疗设备中的应用10.4 嵌入式系统在其他领域的应用案例分析第十一章:嵌入式系统与物联网11.1 物联网基本概念与架构11.2 嵌入式系统在物联网中的应用11.3 物联网设备的硬件与软件设计11.4 物联网安全与隐私保护第十二章:实时操作系统(RTOS)12.1 实时操作系统的基本概念12.2 RTOS的核心组件与特性12.3 常见的实时操作系统及其比较12.4 实时操作系统在嵌入式系统中的应用第十三章:嵌入式系统功耗管理13.1 嵌入式系统功耗概述13.2 低功耗设计技术13.3 动态电压与频率调整(DVFS)13.4 嵌入式系统的电源管理方案第十四章:嵌入式系统可靠性设计14.1 嵌入式系统可靠性概述14.2 故障模型与故障分析14.3 冗余设计技术与容错策略14.4 嵌入式系统可靠性评估与测试第十五章:现代嵌入式系统设计实践15.1 现代嵌入式系统设计挑战15.2 多核处理器与并行处理15.3 系统级芯片(SoC)设计与集成15.4 嵌入式系统设计的未来趋势重点和难点解析第一章:微处理器概述重点:微处理器的定义、发展历程、组成、工作原理、性能指标。

嵌入式系统(第二版)第一至第五章课后答案

嵌入式系统(第二版)第一至第五章课后答案

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。

嵌入式系统设计教程(第2版)简答题答案.pdf

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第一章嵌入式系统概论1.嵌入式系统的定义是什么?答:以应用为中心,以计算机技术为基础,硬件、软件可裁剪,功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2.简述嵌入式系统的主要特点。

答:(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3. 嵌入式系统一般可以应用到那些领域?答:嵌入式系统可以应用在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、网络及电子商务、环境监测和机器人等方面。

4. 简述嵌入式系统的发展趋势答:(1)嵌入式应用的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持(2)连网成为必然趋势(3)精简系统内核、算法,设备实现小尺寸、微功耗和低成本(4)提供精巧的多媒体人机界面(5)嵌入式软件开发走向标准化5.嵌入式系统基本架构主要包括那几部分?答:嵌入式系统的组织架构是由嵌入式处理器、存储器等硬件、嵌入式系统软件和嵌入式应用软件组成。

嵌入式系统一般由硬件系统和软件系统两大部分组成,其中,硬件系统包括嵌入式处理器、存储器、I/O系统和配置必要的外围接口部件;软件系统包括操作系统和应用软件。

6.嵌入式操作系统按实时性分为几种类型,各自特点是什么?答:(1)具有强实时特点的嵌入式操作系统。

(2)具有弱实时特点的嵌入式操作系统。

(3)没有实时特点的嵌入式操作系统。

第二章嵌入式系统的基础知识1.嵌入式系统体系结构有哪两种基本形式?各自特点是什么?答:冯诺依曼体系和哈佛体系。

冯诺依曼体系结构的特点之一是系统内部的数据与指令都存储在同一存储器中,其二是典型指令的执行周期包含取指令TF,指令译码TD,执行指令TE,存储TS四部分,目前应用的低端嵌入式处理器。

哈佛体系结构的特点是程序存储器与数据存储器分开,提供了较大的数据存储器带宽,适用于数据信号处理及高速数据处理的计算机。

2.在嵌入式系统中采用了哪些先进技术?答:(1)流水线技术(2)超标量执行(3)总线和总线桥3.简述基于ARM架构的总线形式答:ARM架构总线具有支持32位数据传输和32位寻址的能力,通过先进微控制器总线架构AMBA支持将CPU、存储器和外围都制作在同一个系统板中。

《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习题

《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习题

《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习题1.Cortex-M处理器采用的架构是()A v4TB v5TEC v6D v72.NVIC可用来表示优先权等级的位数可配置为是()A 2B 4C 6D 83.Cortex-M3的提供的流水线是()A 2级B 3级C 5级D 8级4.Context - M3处理器的寄存器R14代表()A 通用寄存器B 链接寄存器C 程序计数器D 程序状态寄存器5.Cortex -M3使用的存储器格式是()A 小端格式B 大端格式C 小端或大端格式D 没有正确答案6.每个通用I/O端口有()个32位的配置寄存器,()个32位的数据寄存器,()个32位的置位/复位寄存器,()个16位的复位寄存器,()个32位的锁定寄存器。

()A 2,1,2,1,1B 2,2,1,1,1C 2,2,2,1,1D 2,2,1,2,17.()寄存器的目的就是用来允许对GPIO寄存器进行原子的读/修改操作。

()A GPIOX_BSRR和GPIOX_BRRB GPIOX_CRL和GPIOX_CRHCC GPIOX_BSRR和GPIOX_LCKRD GPIOX_IDR和GPIOX_ODR8.所有的GPIO引脚有一个内部微弱的上拉和下拉,当它们被配置为()时可以是激活的或者非激活的。

()A 输入B 输出C 推挽D 开漏9.每个I/O端口位可以自由的编程,尽管I/O端口寄存器必须以()的方式访问。

()A 16位字B 16位字节C 32位字节D 32位字10.固件库中的标志状态(FlagStatus)类型被赋予以下两个值。

()A ENABLE或者DISABLEB SUCCESS或者ERRORC SET或者RESTED YES或者NO11.STM32F103采用()位来编辑中断的优先级。

()A 4 B8C 16 D、3212.向量中断控制器最多可支持____个IRQ中断。

()A 127B 128C 240D 25513.系统控制寄存器NVIC和处理器内核接口紧密耦合,主要目的是()。

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(全)

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》习题答案第一章为绪论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:国内嵌入式行业普遍接受的定义是:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可定制,满足应用系统在功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面的严格要求的专业计算机系统。

从这个定义可以看出,嵌入式系统与应用紧密结合,具有很强的特殊性。

它必须根据实际系统需求进行合理定制和使用。

因此,一些人将嵌入式系统比作为特定应用“量身定制”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各种嵌入式微处理器和微控制器的大规模应用,嵌入式系统已有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.最常用的开源嵌入式操作系统是什么?请举两个例子并分析它们的特点。

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是源代码工作卡的实时嵌入式系统内核。

它主要具有以下特点:开源、可移植性强、固化、定制、抢占、多任务、确定性、提供系统服务等。

《嵌入式》课后习题答案

《嵌入式》课后习题答案

第一章1. 简述嵌入式的定义以应用为中心、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。

2. 举例说明嵌入式系统的“嵌入性” 、“专用性” 、“计算机系统”的基本特征。

按照嵌入式系统的定义,嵌入式系统有3个基本特点,即“ 嵌入性”、“ 专用性”与“ 计算机”。

“嵌入性”由早期微型机时代的嵌入式计算机应用而来,专指计算机嵌入到对象体系中,实现对象体系的智能控制。

当嵌入式系统变成一个独立应用产品时,可将嵌入性理解为内部嵌有微处理器或计算机。

“计算机”是对象系统智能化控制的根本保证。

随着单片机向MCU SoC发展,片内计算机外围电路、接口电路、控制单元日益增多,“专用计算机系统”演变成为“内含微处理器”的现代电子系统。

与传统的电子系统相比较,现代电子系统由于内含微处理器,能实现对象系统的计算机智能化控制能力。

“专用性”是指在满足对象控制要求及环境要求下的软硬件裁剪性。

嵌入式系统的软、硬件配置必须依据嵌入对象的要求,设计成专用的嵌入式应用系统。

3. 简述嵌入式系统发展各阶段的特点。

(1)无操作系统阶段:使用简便、价格低廉;(2)简单操作系统阶段:初步具有了一定的兼容性和扩展性,内核精巧且效率高,大大缩短了开发周期,提高了开发效率。

(3)实时操作系统阶段:系统能够运行在各种不同类型的微处理器上,具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面Graphic User Interface ,GUI )等功能,并提供了大量的应用程序接口Application Programming Interface ,API ),从而使应用软件的开发变得更加简单。

(4)面向Internet 阶段:进入21 世纪,Internet 技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密,嵌入式技术与Internet 技术的结合正在推动着嵌入式系统的飞速发展4. 简述嵌入式系统的发展趋势。

计算机系统结构(第2版(课后习题答案

计算机系统结构(第2版(课后习题答案

word 文档下载后可自由复制编辑你计算机系统结构清华第 2 版习题解答word 文档下载后可自由复制编辑1 目录1.1 第一章(P33)1.7-1.9 (透明性概念),1.12-1.18 (Amdahl定律),1.19、1.21 、1.24 (CPI/MIPS)1.2 第二章(P124)2.3 、2.5 、2.6 (浮点数性能),2.13 、2.15 (指令编码)1.3 第三章(P202)3.3 (存储层次性能), 3.5 (并行主存系统),3.15-3.15 加 1 题(堆栈模拟),3.19 中(3)(4)(6)(8)问(地址映象/ 替换算法-- 实存状况图)word 文档下载后可自由复制编辑1.4 第四章(P250)4.5 (中断屏蔽字表/中断过程示意图),4.8 (通道流量计算/通道时间图)1.5 第五章(P343)5.9 (流水线性能/ 时空图),5.15 (2种调度算法)1.6 第六章(P391)6.6 (向量流水时间计算),6.10 (Amdahl定律/MFLOPS)1.7 第七章(P446)7.3 、7.29(互连函数计算),7.6-7.14 (互连网性质),7.4 、7.5 、7.26(多级网寻径算法),word 文档下载后可自由复制编辑7.27 (寻径/ 选播算法)1.8 第八章(P498)8.12 ( SISD/SIMD 算法)1.9 第九章(P562)9.18 ( SISD/多功能部件/SIMD/MIMD 算法)(注:每章可选1-2 个主要知识点,每个知识点可只选 1 题。

有下划线者为推荐的主要知识点。

)word 文档 下载后可自由复制编辑2 例 , 习题2.1 第一章 (P33)例 1.1,p10假设将某系统的某一部件的处理速度加快到 10倍 ,但该部件的原处理时间仅为整个运行时间的40%,则采用加快措施后能使整个系统的性能提高多少?解:由题意可知: Fe=0.4, Se=10,根据 Amdahl 定律S n To T n1 (1Fe )S n 1 10.6 0.4100.64 Fe Se 1.56word 文档 下载后可自由复制编辑例 1.2,p10采用哪种实现技术来求浮点数平方根 FPSQR 的操作对系统的性能影响较大。

微处理器系统结构与嵌入式系统设计 习题答案 李广军

微处理器系统结构与嵌入式系统设计 习题答案 李广军

第一章习题解答1.1 什么是程序存储式计算机?程序存储式计算机指采用存储程序原理工作的计算机。

存储程序原理又称“冯·诺依曼原理”,其核心思想包括:●程序由指令组成,并和数据一起存放在存储器中;●计算机启动后,能自动地按照程序指令的逻辑顺序逐条把指令从存储器中读出来,自动完成由程序所描述的处理工作。

1.2 通用计算机的几个主要部件是什么?●主机(CPU、主板、内存);●外设(硬盘/光驱、显示器/显卡、键盘/鼠标、声卡/音箱);1.3 以集成电路级别而言,计算机系统的三个主要组成部分是什么?中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片1.4 阐述摩尔定律。

每18个月,芯片的晶体管密度提高一倍,运算性能提高一倍,而价格下降一半。

1.5 讨论:摩尔定律有什么限制,可以使用哪些方式克服这些限制?摩尔定律还会持续多久?在摩尔定律之后电路将如何演化?摩尔定律不能逾越的四个鸿沟:基本大小的限制、散热、电流泄露、热噪。

具体问题如:晶体管体积继续缩小的物理极限,高主频导致的高温……解决办法:采用纳米材料、变相材料等取代硅、光学互联、3D、加速器技术、多内核……(为了降低功耗与制造成本,深度集成仍是目前半导体行业努力的方向,但这不可能永无止,因为工艺再先进也不可能将半导体做的比原子更小。

用作绝缘材料的二氧化硅,已逼近极限,如继续缩小将导致漏电、散热等物理瓶颈,数量集成趋势终有终结的一天。

一旦芯片上线条宽度达到纳米数量级时,相当于只有几个分子的大小,这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化,致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作,摩尔定律也就要走到它的尽头了。

业界专家预计,芯片性能的增长速度将在今后几年趋缓,一般认为摩尔定律能再适用10年左右,其制约的因素一是技术,二是经济。

)1.6 试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与相互影响。

计算机系统结构主要是指程序员关心的计算机概念结构与功能特性,而计算机组成原理则偏重从硬件角度关注物理机器的组织,更底层的器件技术和微组装技术则称为计算机实现。

《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习要点

《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习要点

《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习要点程序编写利用定时器TIM2实现LED灯精确1s闪烁一次。

LED灯由PB5端口控制。

(提示:TIM2在APB1总线上,速率为72MHz。

定时时间计算公式:T=(TIM_Period +1)*(TIM_Prescaler +1)/TIMxCLK)time.cvoid TIM2_Int_Init(){TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //时钟使能TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (36000-1); //设置自动重载计数周期值TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(2000-1); //设置预分频值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分频因子:fDTS = fCK_INT TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //设置为向上计数方式TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIM2的时间基数单位TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update ,ENABLE); //使能TIM2更新中断/*****配置TIM2中断参数**/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //TIM2中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占优先级0级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //响应优先级3级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2外设}led.cvoid LED_Init(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //PB5端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //输出速度为50MHz GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化端口GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB5 输出高电平}main.cu8 i=0;int main(void){delay_init(); //延时函数初始化LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口TIM2_Int_Init();//初始化定时器2while(1);}void TIM2_IRQHandler(void) //TIM2中断服务函数{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM2中断发生与否{i=~i; //变量i取反if(i==0)GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB5 输出高电平elseGPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB5 输出低电平}TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update); //清除TIM2更新中断标志}《嵌入式系统与设计》复习题一、填空题1.ARM这个缩写包含三种含义:一是指();二是指();三是指()。

嵌入式系统基础教程第2版习题解答俞建新

嵌入式系统基础教程第2版习题解答俞建新

《嵌入式系统基础教程第2版》习题和思考题解答要点提示版本:1.00版编写完成日期:2014年12月5日机械工业出版社《嵌入式系统基础教程第2版》习题和思考题解答要点提示目录目录简单说明 (1)第1章1.9节习题和思考题 (1)第2章2.5节习题和思考题 (4)第3章3.9节习题与思考题 (5)第4章4.8节习题和思考题 (8)第5章5.6节习题与思考题 (8)第6章6.11节习题与思考题 (13)第7章7.9节习题和实验题 (18)第8章8.7节习题与思考题 (20)第9章9.6节习题和思考题 (26)结束正文共31页 (31)简单说明1,从2014年4月初开始搜集资料、编写、整理、润色和修改,到2014年12月5日结束。

2,本文档给出的习题和思考题都是《嵌入式系统基础教程第2版》图书中各章最后一节段落中列出的习题和思考题。

为了描述简单起见,在文档正文中大多数情况下我们用“第2版教程”一词来代表《嵌入式系统基础教程第2版》图书。

3,对第2版教程中的大部分习题和思考题给出了解答要点提示,但是并非所有习题和思考题都是这样。

如果习题和思考题难度较大,或者需要技术成熟的开发板调试,或者需要较长时间的实验程序编写,对这样的习题和思考题我们不直接提供解答要点提示。

4,在这个文档中的插图编号我们采用“插图x-y”的形式。

其中x表示章号,y表示这一章的插图序号,例如:插图1-1、插图5-1、等。

5,本文档的编写者就是第2版教程的三名编写者,俞建新、王健、宋健建。

第1章1.9节习题和思考题习题1-1 试说明嵌入式系统和PC系统的主要差异在哪些方面?解答要点提示本道题目的解答可以从以下7个方面着手。

(1)嵌入式系统属于专用计算机系统,应用领域比较广泛,用户对象与嵌入式产品关系密切。

而PC 系统属于通用计算机系统,主要以个人用户需要为主,兼顾企业和事业单位的业务需要。

(2)嵌入式处理器的型号比较多,研发嵌入式产品时选型的余地比较大。

微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第二版)答案

微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第二版)答案

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嵌入式系统基础教程第2版习题解答___

嵌入式系统基础教程第2版习题解答___

嵌入式系统基础教程第2版习题解答___本文档旨在介绍《嵌入式系统基础教程第2版题解答俞建新》一书的目的和内容概述。

该教程的目的是为了帮助读者更好地理解嵌入式系统的基础知识,并提供相关题的解答。

___书籍是嵌入式系统领域的专家,他在本书中结合了自己的经验和理论知识,为读者提供了一本全面而实用的题解答手册。

本书的内容涵盖了嵌入式系统的基本原理、硬件设计、软件开发、实时操作系统和嵌入式系统应用等方面。

每个章节都包含了大量的题,通过解答这些题,读者可以进一步巩固所学的知识并提升自己的实践能力。

在本文档中,将逐章介绍每个章节的主要内容和题类型。

读者可以根据自己的需求选择相应的章节进行研究和实践。

无论是学生、从业人员还是对嵌入式系统感兴趣的人,都可以从本书中获得丰富的知识和实用的经验。

希望本文档能够帮助读者更好地掌握嵌入式系统的基础知识,并在实践中取得进一步的提升和发展。

第一章:嵌入式系统概述第二章:处理器与内存第三章:外设接口与设备驱动第四章:实时操作系统第五章:嵌入式系统设计第六章:嵌入式系统应用以下章节内容继续)。

问题:什么是嵌入式系统?解答:嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它以特定的功能为目标,被嵌入到其他设备或系统中,常常包括硬件和软件的组合。

嵌入式系统通常具有实时性、可靠性和功耗低的特点,广泛应用于各个领域,如消费电子、汽车、医疗设备等。

问题:嵌入式系统的组成部分有哪些?解答:嵌入式系统主要由硬件和软件两部分组成。

硬件包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出接口等,它们负责数据的处理和交互。

软件包括操作系统、应用程序等,它们控制硬件的运行,并实现特定的功能。

问题:嵌入式系统相比通用计算机有哪些特点?解答:相比通用计算机,嵌入式系统具有以下特点:实时性要求高:嵌入式系统通常需要对任务的响应时间做出快速的反应,因此对实时性的要求较高。

可靠性要求高:嵌入式系统常用于一些关键应用领域,如交通、医疗等,因此其稳定性和可靠性要求较高。

嵌入式系统作业(第5~8章)-保证有正确答案

嵌入式系统作业(第5~8章)-保证有正确答案

您的本次作业分数为:100分单选题1.致力于IP核质量衡量,提升IP核安全性和有关标准研发的组织不包括()。

A VSIAB OCP-IPC SPIRTD VCID正确答案:D单选题2.以下哪种方式不是Verilog对设计建模的方式()。

A 行为描述方式---用过程化结构建模B 接口描述方式---用模块化结构建模C 数据流方式---使用连续赋值语句方式建模D 结构化方式---用门和模块实例语句描述建模正确答案:B单选题3.XC系列FPGA是下列哪个公司的产品?A XilinxB AlteraC IntelD AMD正确答案:A单选题4.下列哪种存储设备在掉电情况下会丢失数据?A 内存B FlashMemoryC CF卡D 硬盘单选题5.Linux是UNIX类操作系统的一种,它对UNIX有很好的兼容性,下面不是它特点的是()。

A 实时性强B 互操作性强C 多硬件平台支持,多处理器支持。

D 内存保护模式,共享库支持,TCP/IP、SLIP和PPP支持。

正确答案:A单选题6.用来描述一个任务,使得任务得以独立运行的数据结构是()。

A TLBB TCBC BSPD 以上皆不是正确答案:B单选题7.设备名”/sd0”对应的设备类型是()。

A 串口设备B 软盘驱动器C 管道设备D SCSI设备正确答案:D单选题8.当任务等待的资源变得可用时,会触发的任务状态的转换是()。

A 运行-->阻塞B 阻塞-->就绪C 延迟-->就绪D 运行-->延迟单选题9.目前Leon系列处理器包括以下哪个型号()。

A Leon2B Leon1C Leon4D Leon5正确答案:A单选题10.VxWorks操作系统是WindRiver公司推出的一种32位嵌入式实时操作系统,下面不是它优点的是()。

A VxWorks源码开源,用户的开发成本低。

B 简洁、紧凑、高效的内核。

C 支持多任务,实时性强。

D 较好的兼容性和对多种硬件环境的支持。

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5.10 用16K×1位的DRAM芯片组成64K×8位存储器,要求:(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。

(2) 设存储器读/写周期为0.5μS, CPU在1μS内至少要访问一次。

试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少?(1)组建存储器共需DRAM芯片数N=(64K*8)/(16K*1)=4*8(片)。

每8片组成16K×8位的存储区,A13~A0作为片内地址,用A15、A14经2:4译码器产生片选信号,逻辑框图如下(图有误:应该每组8片,每片数据线为1根)(2)设16K×8位存储芯片的阵列结构为128行×128列,刷新周期为2ms。

因为刷新每行需0.5μS,则两次(行)刷新的最大时间间隔应小于:为保证在每个1μS内都留出0.5μS给CPU访问内存,因此该DRAM适合采用分散式或异步式刷新方式,而不能采用集中式刷新方式。

●若采用分散刷新方式,则每个存储器读/写周期可视为1μS,前0.5μS用于读写,后0.5μS用于刷新。

相当于每1μS刷新一行,刷完一遍需要128×1μS=128μS,满足刷新周期小于2ms的要求;●若采用异步刷新方式,则应保证两次刷新的时间间隔小于15.5μS。

如每隔14个读写周期刷新一行,相当于每15μS刷新一行,刷完一遍需要128×15μS=1920μS,满足刷新周期小于2ms的要求;需要补充的知识:刷新周期:从上一次对整个存储器刷新结束到下一次对整个存储器全部刷新一遍为止的时间间隔。

刷新周期通常可以是2ms,4ms或8ms。

DRAM一般是按行刷新,常用的刷新方式包括:●集中式:正常读/写操作与刷新操作分开进行,刷新集中完成。

特点:存在一段停止读/写操作的死时间,适用于高速存储器。

(DRAM 共128行,刷新周期为2ms ,读/写/刷新时间均为0.5μS )● 分散式:一个存储系统周期分成两个时间片,分时进行正常读/写操作和刷新操作。

特点:不存在停止读/写操作的死时间,但系统运行速度降低。

(DRAM 共128行,刷新周期为128μs ,tm =0.5μS 为读/写时间,tr =0.5μS 为刷新时间,tc =1μS 为存储周期)● 异步式:前两种方式的结合,每隔一段时间刷新一次,只需保证在刷新周期内对整个存储器刷新一遍。

5.11若某系统有24条地址线,字长为8位,其最大寻址空间为多少?现用 SRAM2114(1K*4)存储芯片组成存储系统,试问采用线选译码时需要多少个2114存储芯片?该存储器的存储容量=224 *8bit=16M 字节 需要SRAM2114(1K*4)存储芯片数目:14*2=28片5.12 在有16根地址总线的机系统中画出下列情况下存储器的地址译码和连接图。

(1)采用8K*1位存储芯片,形成64KB 存储器。

(2)采用8K*1位存储芯片,形成32KB 存储器。

(3)采用4K*1位存储芯片,形成16KB 存储器。

由于地址总线长度为16,故系统寻址空间为16264K bit ⨯=⨯88(1)8K*1位存储芯片地址长度为13,构成64KB 存储器需要8组,每组8个8K*1位存储芯片,地址译码表为:共需8片8K*1位存储芯片红色为片选第一组 地址范围 0000H~1FFFH 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第二组 地址范围 2000H~ 3FFFH 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第三组 地址范围 4000H~ 5FFFH0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第四组 地址范围 6000H~ 7FFFH0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第五组 地址范围 8000H~9FFFH1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第六组 地址范围 0A000H~ 0BFFFH 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第七组 地址范围 0C000H~ 0DFFFH 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第八组 地址范围 0E000H~ 0FFFFH 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 111 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1其连线图如下:74LS138CSENAB C Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q78K*1位存储芯片AB RD WRCSDAB RDWRCSDAB RD WRCSDAB RDWRCSD数据总线DA0~A128721...A15A14A13(2)8K*1位存储芯片地址长度为13,构成32KB 存储器需要4组,每组8个8K*1位存储芯片,地址译码表为:共需4片8K*1位存储芯片红色为片选 第一组 地址范围 0000H~1FFFH0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第二组 地址范围2000H~ 3FFFH 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第三组 地址范围4000H~ 5FFFH0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第四组 地址范围 6000H~ 7FFFH0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 111 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1其连线图如下:74LS138CSENAB C Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q78K*1位存储芯片AB RD WRCSDAB RDWRCSDAB RDWRCSDAB RDWRCSD数据总线DA0~A124321A15A14A13(3)4K*1位存储芯片地址长度为12,构成16KB 存储器需要4组,每组8个4K*1位存储芯片,地址译码表为:A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 共需4片4K*1位存储芯片红色为片选 第一片 地址范围 0000H~0FFFH0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第二片 地址范围1000H~ 1FFFH 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第三片 地址范围2000H~ 2FFFH0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第四片 地址范围 3000H~ 3FFFH0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 111 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1其连线图如下:方案一:74LS138CSEN AB C Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q74K*1位存储芯片AB RD WRCSDAB RDWRCSDAB RDWRCSDAB RDWRCSD数据总线DA0~A114321A15A14A13A12方案二:74LS138CSENAB C Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q78K*1位存储芯片AB RD WRCS DAB RD WRCS DAB RD WRCS DAB RD WRCS D数据总线DA0~A114321A15A14A13A12A125.13试为某8位计算机系统设计一个具有8KB ROM 和40KB RAM 的存储器。

要求ROM 用EPROM 芯片2732组成,从0000H 地址开始;RAM 用S RAM 芯片6264组成,从4000H 地址开始。

查阅资料可知,2732容量为4K ×8(字选线12根),6264容量为8K ×8(字选线13根),因此本系统中所需芯片数目及各芯片地址范围应如下表所示:A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 共需2片2732构成系统ROM 红色为片选 第一片 地址范围 0000H~ 0FFFH 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第二片 地址范围1000H~ 1FFFH0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 共需5片6264构成系统RAM 红色为片选 第一片 地址范围 4000H~ 5FFFH 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第二片 地址范围 6000H~ 7FFFH0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第三片 地址范围 8000H~ 9FFFH 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第四片 地址范围 0A000H~0BFFFH1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第五片 地址范围 0C000H~ 0DFFFH 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 011 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1硬件连线方式之一如下图所示:说明:①8位微机系统地址线一般为16位。

采用全译码方式时,系统的A 0~A 12直接与6264的13根地址线相连,系统的A 0~A 11直接与2732的12根地址线相连。

片选信号由74LS138译码器产生,系统的A 15~A 13作为译码器的输入。

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