《微处理器系统与嵌入式系统》习题解答
《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。
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。
嵌入式系统课后习题及答案
第1章嵌入式体系基本【1 】1.什么是嵌入式体系？它由哪几部分构成？有何特点？写出你所想到的嵌入式体系.答：（1）界说：国内对嵌入式体系的一般界说是：以运用为中间,以盘算机技巧为基本,软硬件可裁剪,从而可以或许顺应现实运用中对功效.靠得住性.成本.体积.功耗等严厉请求的专用盘算机体系.（2）构成：嵌入式处理器.外围装备.嵌入式操纵体系和运用软件等几部分构成.（3）特点：a.软硬件一体化,集盘算机技巧.微电子技巧.行业技巧于一体;b.须要操纵体系支撑,代码小,履行速度快;c.专用紧凑,用处固定,成本迟钝;d.靠得住性请求高;e.多样性,运用普遍,种类繁多.（4）嵌入式体系：小我数字助理（PDA）.机顶盒（STB）.IP德律风.2.嵌入式处理器分为哪几类？答：（1）低端的微控制器（MicroController Unit,MCU）;（2）中高端的嵌入式微处理器（Embeded MicroProcessor Unit,EMPU）;（3）通讯范畴的DSP处理器（Digital Signal Processor,DSP）;（4）高度集成的片上体系（System on Chip,SoC）.3.ARM英文原意是什么？它是一个如何的公司？其处理器有何特点？答：（1）英文原意：Advanced RISC Machines.高等精简指令集机械.（2）公司简介：该公司是全球领先的16/32位RISC微处理器常识产权设计供给商,经由过程将其高机能.低成本.低功耗的RISC微处理器.外围和体系芯片设计技巧让渡给合作伙伴来临盆各具特点的芯片.ARM公司已成为移动通讯.手持装备.多媒体数字花费嵌入式解决计划的RISC尺度.（3）其处理器特点：a.小体积.低功耗.低成本而高机能;b.16/32位双指令集;c.全球的合作伙伴浩瀚.4.什么是及时体系？它有哪些特点？若何分类？答：（1）及时体系的界说：及时体系（Real Time System）是指产生体系输出的时光对体系至关重要的体系.（2）特点：及时性.并行性.多路性.自力性.可猜测性.靠得住性.（3）分类：依据响应时光的不合,及时体系可分为3种类型：强及时体系.弱及时体系.一般及时体系.依据肯定性的不合,及时体系可分为2种类型：硬及时.软及时.5.RTOS由哪几部分构成？它有哪些特点？与一般操纵体系比拟有何不合？答：（1）构成：及时内核.收集组件.文件体系.图形用户界面.（2）特点：a.支撑异步事宜的响应;b.中止和调剂义务的优先级机制;c.支撑抢占式调剂;d.肯定的义务切换时光和中止延迟时光;e.支撑同步.（3）与一般OS的不合：a.及时性：响应速度快,只有几微秒;履行时光肯定,可猜测;b.代码尺寸小：只有10~100KB,节俭内存空间,下降成本;c.运用程序开辟较难;d.须要专用开辟对象：仿真器.编译器和调试器等.6.单片机体系.嵌入式体系和SOC体系三者有何差别和接洽？答：（1）今朝嵌入式体系的主流是以32位嵌入式微处理器为焦点的硬件设计和基于及时操纵体系（RTOS）的软件设计;（2）单片机体系多为4位.8位.16位机,不合适运行操纵体系,难以进行庞杂的运算及处理功效;（3）嵌入式体系强调基于平台的设计.软硬件协同设计,单片机大多采取软硬件流水设计;（4）嵌入式体系设计的焦点是软件设计（占70%阁下的工作量）,单片机体系软硬件设计所占比例基底细同.（5）SoC是嵌入式体系的最高实现情势,它集成了很多功效模块,它的焦点技巧是IP（Intellectual Property Core,常识产权核）核.7. 无第2章嵌入式体系开辟进程1.嵌入式体系开辟进程分为哪几个阶段？每个阶段的特点是什么？答：（1）需求剖析阶段：a.对问题的辨认和剖析;b.制订例格解释文档;c.需求评审.（2）设计阶段：a.数据流剖析;b.划分义务;c.界说义务间的接口.（3）生成代码阶段：a.代码编程;b.交叉编译和链接;c.交叉调试;d.测试.（4）固化阶段2.嵌入式体系有哪几种调试方法？如今最风行的是哪种？运用什么接口？答：（1）调试方法：源程序模仿器方法.监控器方法.仿真器方法.（2）如今最风行的是仿真器方法,运用JTAG(Joint Test Action Group,结合测试行为组)接口.3.什么是板级支撑包？它一般应完成哪些工作？答：（1）界说：有些嵌入式操纵体系的内核明白分为两层,上层一般称为“内核”,而底层则称为“硬件抽象层”或“硬件适配层”,缩写为HAL,有的厂商将硬件抽象层称为BSP,即板级支撑包（BoardSupport Package）.（2）重要完成工作：a.在体系启动时,对硬件进行初始化.B.为驱动程序供给拜访硬件的手腕.（3）重要感化：清除硬件差别.第3章 ARM体系构造1.ARM的英文全名是什么？ARM处理器有什么特点？答：见第1章课后习题第3题.2.ARM7和ARM9在流水线方面有何不合？答：ARM7是3级流水线构造,ARM9是5级流水线构造.AR]M9把3级流水线中的履行阶段的操纵进行再分派,即把履行阶段中的“存放器读”插在译码阶段中完成,把“存放器写”安插在另一级（即第5级）完成,同时,在该级之前,再安插一级（存储拜访）.3.ARM处理器支撑的数据类型有哪些？答：（1）Byte 字节,8位;（2）Halfword 半字,16位;（3）Word 字,32位;4.写出ARM运用的各类工作模式和工作状况.答：（1）工作模式：详见下表：（2）工作状况：a.ARM：32位,这种状况下履行字对齐的ARM指令;b.Thumb：16位,这种状况下履行半字对齐的Thumb指令.5.ARM处理器总共有若干个存放器？个中哪个用做PC？哪个用做LR?答：（1）ARM处理器总共有37个存放器：31个通用存放器,6个状况存放器. （2）R15用做程序计数器PC,R14用做子程序链接存放器LR.6.假设R0=0x12345678,运用将R0存储到0x4000的指令存到存储器中,若存储器为大端组织,写出从存储器0x4000处加载一个字节到R2的指令履行后R2的值.答：因为0x4000是大端组织,所以R0存进后,0x4000中稀有0x56781234,从0x4000加载一个字节到R2后（由地位到高位加载）,R2的值为0x34. 7.ARM920T处理器参加了哪两个协处理器？各自的重要功效是什么？答：ARM920T处理器参加了两个协处理器:(1)CP14,许可软件拜访调试通讯通道;(2)体系控制协处理器CP15,供给了一些附加存放器用于设置装备摆设和控制Caches.MMU.呵护体系.时钟模式和其他体系选项.8.ARM920T支撑哪些时钟模式？答：快速总线模式.同步模式.异步模式.9.什么是写直达和写回Cache操纵,各有何特点？答：（1）写直达：当CPU对Cache写射中时,Cache与主存同时产生写修正.长处：一致性好;缺陷：耗时.（2）写回：当CPU对Cache写射中时,只修正Cache的内容而不立刻写入主存,只当此履行被换出时才写回主存.长处：削减拜访主存次数,进步效力.缺陷：一致性差点.10.ARM为何集成了32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集？（即它的利益）答：可供给长的转移规模.壮大的算术运算才能和大的寻址空间.11.什么是big-endian和little-endian,编写一段程序测试你所用的盘算机体系构造采取哪种存储机制？答：（1）大端存储体系（big-endian）：低地址存放高字节,高地址存放低字节.小端存储体系（little-endian）: 低地址存放低字节,高地址存放高字节.（2）int x=0x12345678;int *p=&x;if(*(char*)p=0x78)…little endianelse…big endian第4章 ARM体系硬件设计基本1．一个典范的可履行映像由哪几部分构成？答：2.汇编和C说话的互相挪用办法.答：（1）汇编程序挪用C程序的办法为：起首在汇编程序中运用IMPORT伪指令事先声明将要挪用的C说话函数;然后经由过程BL指令来挪用C函数.（2）C程序挪用汇编子程序的办法为：起首在汇编程序中运用EXPORT伪指令声明被挪用的子程序,暗示该子程序将在其他文件中被挪用;然后在C程序中运用extern症结字声明要挪用的汇编子程序为外部函数. （填补）3.基于ARM的硬件启动流程？答：（1）分派中止向量表;（2）初始化存储器体系;（3）初始化各工作模式下的客栈;（4）初始化有特别请求的硬件模块;（5）初始化用户程序的履行情况;（6）切换处理器的工作模式;（7）挪用主运用程序.第5章基于S3C2410的体系硬件设计1.温习控制：P230 I/O口编程实例.填补：2.中止的处理流程？答：（1）保管现场;（2）模式切换;（3）获取中止源;（4）中止处理;（5）中端返回,恢复现场.3.中止存放器的感化及相干的操纵？P235-237.。
嵌入式系统开发基础—基于ARM微处理器和Linux操作系统的课后答案
1-1 什么是嵌入式系统？嵌入式系统和普通计算机系统的区别是什么？举例说明。
答：问题一：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机为基础，其软硬件可裁剪配置，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的一种专用计算机系统。
比较项目嵌入式系统普通计算机系统引导代码BootLoader引导，针对不同电路进行移植主板的BIOS引导OS WindowsCE、VxWorks、Linux等，需要移植Windows、Linux，不移植驱动程序每个设备都必须针对电路板进行开发OS中含有大多数，直接下载协议栈移植OS或者第三方供应商提供开发环境借助服务器进行交叉编译在本机可开发调试仿真器需要不需要1-2 简述嵌入式系统的构成硬件微处理器嵌入式系统的控制核心外围电路嵌入式系统的内存、I/O端口、复位电路、电源等外设USB、LCD、键盘等软件设备驱动接口负责嵌入式系统与外设的信息交互实时操作系统包括与硬件相关的底层软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等可编程应用接口为编制应用程序提供各种编程接口库应用软件1-3答：R13：也记作SP，在ARM指令集中虽然没有强制，但是通常用于堆栈指针SP；在Thumb指令集中强制其作为堆栈指针。
R14：也记作程序连接寄存器LR(Link Register)，用于保存子程序调用或异常中断处理返回时程序的返回地址。
R15：也记作程序计数器PC，用于标示下一条将要执行的指令地址。
CPSR：程序状态寄存器，包含条件标识位、中断标识位、当前处理器模式等状态和控制位。
SPSR：备份的程序状态寄存器。
在异常中断处理过程中，用于保存被中断处理程序的执行现场和处理器状态。
答：（1）复位异常中断：当系统上电、复位、软件复位时产生该类型中断。
（2）未定义指令异常中断：当ARM处理器或系统中的协处理器认为当前指令未定义时，产生该中断。
通常利用该中断模拟浮点向量运算。
（3）软件中断：可用于用户模式下特权操作的调用，既可以是系统功能，也可以是用户自定义的功能。
《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（）。
嵌入式系统课后习题-部分答案(PDF)
第一章1-1.简述嵌入式系统的定义。
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
1-2.简述嵌入式系统的组成。
从体系结构上看，嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入式软件组成。
其中嵌入式处理器通常是单片机或微控制器，支撑硬件主要包括存储介质、通信部件和显示部件等，嵌入式软件则包括支撑硬件的驱动程序、操作系统、支撑软件及应用中间件等。
嵌入式系统的组成部分是嵌入式系统硬件平台、嵌入式操作系统和嵌入式系统应用。
嵌入式系统硬件平台为各种嵌入式器件、设备（如ARM 、PowerPC、Xscale、MIPS等）；嵌入式操作系统是指在嵌入式Linux、uCLinux、WinCE等。
1-3.ARM7处理器使用的是（ARMv4）指令集。
ARM7内核采用冯·诺依曼体系结构，数据和指令使用同一条总线。
内核有一条3级流水线，执行ARMv4指令集。
1-6.ARM9采用的是（5）级流水线设计。
存储器系统根据哈佛体系结构（程序和数据空间独立的体系结构）重新设计，区分数据总线和指令总线。
第二章2-1.简述ARM可以工作在几种模式。
ARM处理器共有7种工作模式：用户模式（User）、快速终端模式（FIQ）、外部中断模式（IRQ）、特权模式（svc）、数据访问中止模式（Abort）、未定义指令中止模式（Undef）、系统模式（System）。
除用户模式外其他6种模式称为特权模式。
在特权模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意地进行处理器模式切换。
再除去系统模式，其余5种模式又称为异常模式。
2-2.ARM核有多少个寄存器？ARM处理器有如下37个32位长的寄存器：（1）30个通用寄存器；（2）6个状态寄存器：1个CPSR（Current Program Status Register，当前程序状态寄存器），5个SPSR（Saved Program Status Register，备份程序状态寄存器）；（3）1个PC（Program Counter，程序计数器）。
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。
嵌入式系统课后习题及答案
嵌⼊式系统课后习题及答案第1章嵌⼊式系统基础1.什么就是嵌⼊式系统？它由哪⼏部分组成？有何特点？写出您所想到的嵌⼊式系统。
答:(1)定义:国内对嵌⼊式系统的⼀般定义就是:以应⽤为中⼼,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,从⽽能够适应实际应⽤中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专⽤计算机系统。
(2)组成:嵌⼊式处理器、外围设备、嵌⼊式操作系统与应⽤软件等⼏部分组成。
(3)特点:a、软硬件⼀体化,集计算机技术、微电⼦技术、⾏业技术于⼀体;b、需要操作系统⽀持,代码⼩,执⾏速度快;c、专⽤紧凑,⽤途固定,成本敏感;d、可靠性要求⾼;e、多样性,应⽤⼴泛,种类繁多。
(4)嵌⼊式系统:个⼈数字助理(PDA)、机顶盒(STB)、IP电话。
2.嵌⼊式处理器分为哪⼏类？答:(1)低端的微控制器(MicroController Unit,MCU);(2)中⾼端的嵌⼊式微处理器(Embeded MicroProcessor Unit,EMPU);(3)通信领域的DSP处理器(Digital Signal Processor,DSP);(4)⾼度集成的⽚上系统(System on Chip,SoC)。
3.ARM英⽂原意就是什么？它就是⼀个怎样的公司？其处理器有何特点？答:(1)英⽂原意:Advanced RISC Machines。
⾼级精简指令集机器。
(2)公司简介:该公司就是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商,通过将其⾼性能、低成本、低功耗的RISC微处理器、外围与系统芯⽚设计技术转让给合作伙伴来⽣产各具特⾊的芯⽚。
ARM公司已成为移动通信、⼿持设备、多媒体数字消费嵌⼊式解决⽅案的RISC标准。
(3)其处理器特点:a、⼩体积、低功耗、低成本⽽⾼性能;b、16/32位双指令集;c、全球的合作伙伴众多。
4.什么就是实时系统？它有哪些特征？如何分类？答:(1)实时系统的定义:实时系统(Real Time System)就是指产⽣系统输出的时间对系统⾄关重要的系统。
嵌入式系统习题解答(完全修订版)
第一章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、以计算机技术为根底、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、本钱、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.根底知识（1〕 ARM7TDMI中的 T、D、M 、 I 的含义是什么？64 位乘法指令〔带 M 后缀的〕、支持片上调试〔带 D 后缀的〕、高密度 16 位的Thumb 指令机扩展〔带 T 后缀的〕和 EmbededICE观察点硬件〔带 I 后缀的〕〔2〕ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？三级流水线〔取指译码执行〕；使用了冯· 诺依曼〔Von Neumann 〕构造，指令和数据共用一条32 位总线。
〔 3〕 ARM 处理器模式和 ARM 处理器状态有何区别？处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态，处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。
〔 4〕分别列举 ARM 的处理器模式和状态。
状态： ARM 状态32位，这种状态下执行的是字方式的ARM 指令Thumb 状态16位，这种状态下执行半字方式的Thumb 指令模式：用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。
微处理器与嵌入式系统第一章答案
“微处理器系统结构与嵌入式系统设计”第一章习题解答1.1什么是冯·诺伊曼计算机？冯.诺依曼计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备构成，采用二进制表示信息，以存储器为中心，按存储程序原理工作。
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。
1.4 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。
）1.5什么是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。
1.7 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。
《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（）。
《微处理器系统与嵌入式系统》习题解答
《微处理器系统与嵌入式系统》习题解答一、选择题1. 以下哪个不是微处理器的主要组成部分？A. 控制单元B. 运算单元C. 寄存器D. 键盘答案：D解析：微处理器主要由控制单元、运算单元和寄存器组成，而键盘属于外部输入设备，不是微处理器的一部分。
2. 嵌入式系统的核心是？A. 微处理器B. 存储器C. 输入输出接口D. 操作系统答案：A解析：嵌入式系统的核心是微处理器，它负责执行各种指令，处理数据，协调整个系统的运行。
二、填空题3. 微处理器中的算术逻辑单元（ALU）用于执行________运算和逻辑运算。
答案：算术4. 嵌入式系统的实时性要求主要表现在________和________两个方面。
答案：响应时间、可靠性三、判断题5. 微处理器系统的功耗较低，适合应用于便携式设备。
答案：正确解析：微处理器系统的功耗相对较低，这使得它非常适合应用于便携式设备，如智能手机、平板电脑等。
6. 嵌入式系统不需要操作系统支持。
答案：错误解析：嵌入式系统通常需要操作系统的支持，以便于管理和调度资源，提高系统的可靠性和稳定性。
四、简答题7. 简述微处理器系统的特点。
答案：微处理器系统的特点如下：（1）体积小、功耗低；（2）集成度高，功能强大；（3）可扩展性好，易于升级；（4）可靠性高，适应性强；（5）成本较低。
8. 简述嵌入式系统的组成。
答案：嵌入式系统主要由以下几部分组成：（1）微处理器：作为系统的核心，负责执行各种指令，处理数据；（2）存储器：用于存储程序和数据；（3）输入输出接口：用于连接外部设备，如键盘、显示器等；（4）操作系统：负责管理硬件资源，提供各种系统调用；（5）应用程序：完成特定的功能。
五、论述题9. 论述微处理器系统与嵌入式系统的联系与区别。
答案：微处理器系统与嵌入式系统的联系与区别如下：联系：（1）微处理器系统是嵌入式系统的基础，嵌入式系统中的微处理器负责执行各种指令，处理数据；（2）两者都具有体积小、功耗低、可靠性高等特点；（3）微处理器系统和嵌入式系统都需要操作系统的支持。
微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第二版)答案
�4�
。的一唯是式形示表的零�中)
D O
A (数器机在
H
) 3 4 1 ( �D ) 7 2 2 ( �B
B
) 101 010 01( �A
) 6 9( �C
�3�
t∆) n3+3 (= �1 -n � *t∆3+t∆ 6=t∆3+1 - nt =nt � 间 时 的 完 行 执 令 指 条 n 第 „ 2 *t∆3+t∆6=t∆ 3 +2t =3 t � 间 时 的 完 行 执 令 指 条 3 第 1 *t∆3+t∆6=t∆ 3 +1t =2 t � 间 时 的 完 行 执 令 指 条 2 第
5 5.1 = 2 *8 0. 0 + 2 *5 1 . 0 +2 *2 3 .0
000 51 000 23 000 54 数 计 令 指
。间时行执和值的 SPIM、IPC 效有的序程个这定确试�成组合混数计期周钟时其及令指 类各下如由�令指条 000 001 有码代标目其�行运上器理处 zHM 04 个一在序程试测某 41.2 。 张 5 8 ≈ B M 3 / B M 6 5 2 � 为 数 片 照 存 可 M6 5 2 则 B M3 =3 *4 201 *4 2 0 1 � 为 间 空 需 所 片 照 张 每 �片照 张少多放存以可机相码数台这么那�素像个 4201 列每和素像个 4201 行每括包片照张一且 而�间空储存的节字个 3 要需素像个每果如�BM652 是量容储存的机相码数台一设假 6.2 。 制 机 位 进 的 应 相 有 没 算 运 辑 逻 为 因 � 代 替 算 运 RO 或
。等容兼及以度速算运到响影会还其�外另。出输/入输、制控 序程、算运辑逻和算运术算、送传据数 :能性下如统系机算计到响影会计设其�而因 。息信换交间之设外与机主于用令指类这�令指 O/I 称简 令指类出输/入输�4� 。向流的序程制控于用要主 令指类制控序程�3� 。令指算运辑逻和令指算运术算括包 令指 类算运�2� 。令指类送传据数�1� 。令指类大几下以括包都般一统系令指。能功本基和能性 要主件硬机算计台一了定决其�合集的令指部全的行执能所机算计台一指是统系令指
嵌入式系统试题带答案
《嵌入式系统》课程研级试题一、填空题(每空1分，共30分)1、嵌入式操作系统旳内核构成涉及：任务管理、时间管理、中断服务解决。
2、嵌入式系统旳设计可以提成辨认需求、提出解决方案、执行项目和结束项目四个阶段。
3、目前使用旳嵌入式操作系统重要有WinCE 、Symbian 、Nucleus 、μCOSII 、Linux 。
4、微解决器有两种总线架构，使用数据和指令使用同一接口旳是冯诺依曼，分开旳指令和数据接口、取指和数据访问可以并行进行旳是哈佛构造。
5、ARM微解决器有7 种工作模式，它们分为非特权模式、特权模式两类。
其中顾客模式属于非特权模式。
6、冯诺依曼体系构造旳特点之一是系统内部数据和指令都存储在统一存储器中，而哈佛构造则是分开储存。
7、一般嵌入式系统开始启动时，将存有启动代码旳Nor Flash地址空间映射到0x000000。
嵌入式系统旳中断向量和异常向量表在启动时也从0号地址寄存。
由于Flash ROM旳读出速度慢，因此需要采用地址重映射把SDRAM地址空间迁移到0地址开始处，把Flash ROM旳地址空间迁移到系统存储器旳高品位地址。
8、异常向量是异常服务程序旳入口，在某些ARM旳应用中，容许异常向量旳位置由32位地址空间低端旳正常位置，既0x00000000~0x0000001C，移到地址空间高品位旳另一地址范畴0xFFFF0000~0xFFFF001C。
这些变化后旳地址位置称为高品位向量。
目旳系统可通过输入硬件配备来选择是使用正常向量还是高品位向量。
9、ARM微解决器复位后，PC（R15）旳地址一般是0X0 ，初始旳工作模式是supervisor 。
10、ARM指令集和Thumb指令集分别是32 和16 位旳。
11、总线定期方式有三种，分别为同步定期、异步和半同步定期。
二、选择题（在备选答案中有一种或多种是对旳旳，将它选出填入空格中，每题2分，共20分）1．下列描述不属于RISC计算机旳特点旳是_____C______。
嵌入式系统原理与应用-基于Cortex-A9微处理器和linux操作系统-部分复习题+答案
1. 相对寻址以程序计数器PC的当前值为基地址，指令中的地址标号作为偏移量，将两者（相加）之后得到的操作数作为有效地址。
2. ARM微处理器支持数据交换指令，这些指令用于在存储器和（寄存器）之间交换数据。
3. ARM微处理器支持的异常指令有SWI指令和（BKPT）指令。
4. 由于ARM硬件体系的一致性，因此嵌入式系统设计工作大部分都集中在（软件）设计上。
5.嵌入式操作系统具有操作系统的最基本的功能？（任务管理）、内存管理、设备管理、文件管理和操作系统接口。
6.通用寄存器（General-Purpose-Register ）可以分为三类：未分组寄存器R0-R7，分组寄存器R8-R14，程序计数器PC。
7. SMC为静态内存区，通常用于（映射）外部总线上设备，如网卡等，该区域被分为4个Bank，每个16M。
8. 在主机上编译Linux内核，通过Bootloader烧入（内核）或直接启动。
9. 通常情况下makefile文件的第一个目标为最终目标，（其他目标）和最终目标存在依赖关系。
10. Linux 内核引导时，从文件( /etc/fstab )中读取要加载的文件系统。
11. 进程是系统分配资源的最小单位，线程是系统调度的最小单位。
线程是进程中的某一个能独立运行的（基本单位）。
12.每个设备文件名由主设备号和从设备号描述。
第二块IDE 硬盘的设备名为hdb，它上面的第三个主分区对应的文件名是( hdb3 )。
13. Uboot移植是指根据目标机的处理器以及具体外部电路，选择Uboot提供的一个合适的参考源程序，然后在此基础上进行修改，最后编译出（适用于目标机的引导程序）的过程。
14. Make工具能够根据文件的( 时间戳)自动发现更新过的文件，从而减少编译工作量。
15. 驱动程序的编译有3种方式，即：编译入内核、（编译为模块）、根据变量编译。
16.struct tm *gmtime(const time_t *timep)函数功能是将( 给定的时间值)转化为格林威治标准时间，并将数据保存在tm结构中。
嵌入式系统开发基础——基于ARM微处理器和Linux操作系统课后习题答案
printf(“The sum of array is %d”, HE);
}
//huibian.s
AREAASM, CODE, READONLY
EXPORTsum
sumMOVR2, #0
LOOPLDRR3, [R0], #4
ADDR2, R2, R3
SUBR1, R1, 1
2-1略。
2-2略
2-3略
2-4按照要求完成以下操作。
（1）创建文件夹test。
mkdir test
（2）进入test目录。
cd test
（3）在test目录下用Vi编辑一个新文件test.c，其内容如下：
#include <stdio.h>
intmain()
{
int a,i=0;
a=0;
while(i<20)
}
（1）如果上述文件在同一个目录，请编写Makefile文件。
（2）如果按照下面的目录结构存放文件，请编写Makefile文件。
|---bin存放生成的可执行文件
|---obj存放.o文件
|---include存放display1.h和display2.h文件
|---src存放main.c、display1.c、display2.c和Makefile
（3）将内核映像和根文件系统映像从Flash存储器上读到RAM空间中。
（4）为内核设置启动参数。
（5）调用内核。
3-3答：
1.数据结构file_operations
2.设备注册：驱动程序模块通过函数register_chrdev来完成内核的注册。
3.设备卸载：驱动程序模块通过函数unregister_chrdev来完成内核的卸载。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.9存储器分层结构是如何提高性能的？
常用的存储设备或技术有很多，通常来说速度越快则每位价格越高。因此现代计算机系统通常把不同容量、不同速度的存储设备按一定的层次结构组织起来，形成一个统一的存储系统，以解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。
多层次存储系统要达到的目标是：整个存储系统速度接近M1（最靠近CPU的存储层）而价格和容量接近Mn（最远离CPU的存储层）。这就要求越靠近CPU的存储设备速度越快，当然每位价格也就越高，容量也就越小。由于绝大多数程序访问具有局部性原理，因此可以把近期CPU需要使用的程序和数据放在尽可能靠近CPU的存储器中。CPU访问存储器时，首先是访问M1，若M1“命中”则直接存取，若M1“失效”则将M2中包含所需数据的块或页调入M1；若在M2中也找不到，就访问M3，依此类推。这样CPU对存储器的大部分访问操作都可以针对速度较快的存储层完成，整个系统的性能也就得到了提高。
=0.45*1+0..55
lion Instructions Per Second(MIPS)
=40/1.55=25.8
3.执行时间T
=(100000*1.55)*(1/(40*106) )=15.5/4*10-3= 3.875*10-3 s= 3.875ms
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？
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。例如：确定指令集中是否有乘法指令属于计算机体系结构的内容，而乘法指令是由专门的乘法器实现还是用加法器实现则属于计算机组成原理的内容，乘法/加法器底层的物理器件类型及微组装技术则属于计算机实现的内容。
指令执行通常需要调用微程序
寄存器
有更多的通用寄存器
专用寄存器较多。
load-store结构
为避免耗时的访存操作，把访存与数据处理分开。
处理器能够直接处理内存中的数据。
RISC,CISC的一些看法误区：
RISC指令都是简单指令
LDREQ R0,[R1,R2,LSR #16]!指令的强大，一般的CISC处理器望尘莫及。RISC的“简单”是指指令集的执行时间、指令长度、指令格式整齐划一。
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通用计算机几个主要部件是什么？
1.7区分微处理器的关键特征是什么？
微处理器可通过以下两个基本特征来区分：
字长：表示CPU一次传送或处理数据的最大二进制位数。通常与CPU的数据总线宽度、寄存器宽度以及ALU宽度一致。
主频：通常以MHz表示，决定CPU内的最小时钟速率，从而决定处理器每秒可执行的指令数目。
1.8某测试程序在一个40 MHz处理器上运行，其目标代码有100 000条指令，由如下各类指令及其时钟周期计数混合组成，试确定这个程序的有效CPI、MIPS的值和执行时间。
1.10说明RISC架构与CISC架构之间的区别。
RISC
CISC
设计重点
降低指令执行的硬件复杂度，但对编译器有更高的要求
侧重指令执行的硬件功能性，控制器的硬件设计复杂
指令集
指令种类少，长度固定，且执行简单，可在单时钟周期完成
指令复杂，长度通常不固定，执行也需要多个周期
流水线
指令处理过程可被拆分成能够被流水线并行执行的规则步骤
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。）
指令类型
指令计数
时钟周期计数
整数算术
45 000
1
数据传送
32 000
2
浮点数
15 000
2
控制传送
8000
2
1.Cycles Per Instruction(CPI)
=(45000/100000)*1+(32000/100000)*2+(15000/100000)*2+(8000/100000)*2