嵌入式复习题含全部答案

嵌入式系统复习题

一、填空题：

1、试列举三种主流的嵌入式处理器：（ ARM ）、（ MIPS ）、（PowerPC）。

2、ARM处理器共有（37）个寄存器，其中包括（31个通用寄存器）和（6个状态寄存器）。

3、寄存器R13在ARM指令中（堆栈指针SP ）。R14也称（程序连接寄存器LR）在程序里的作用是（程序计数器PC的备份）。当发生中断或异常时，对应分组寄存器分别是（R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值）。

4、ARM微处理器支持两种指令集：（ARM）和（Thumb）。

5、寄存器R15用作（程序计数器PC）。该寄存器在ARM状态下，（位[1:0]为00），位[31:2]用于保存PC；在Thumb状态下，（位[0]为0），位[31:1]用于保存PC。

6、CPSR用作( 状态寄存器 )，CPSR可在任何运行模式下被访问。每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器，称为（程序状态保存寄存器SPSR）。

7、Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集，程序可以直接访问的通用寄存器是（R0—R7,PC,SP,LR,CPSR）。

8、ARM指令中条件执行功能是通过（指令中添加条件码）来实现的，包含的条件码位于指令的最高（四）位。

9、试列举五种以上常见的嵌入式操作系统：（μC/OS-II）、（Vxworks）、（WinCE）、（Linux/μCLinux）、（PalmOS）。

10、计算机结构中，哈佛结构和冯?诺依曼结构的主要区别是（指令与数据分开），ARM7采用（冯?诺依曼结构），ARM9采用（哈佛结构）。

11、ARM处理器采用（Thumb指令）操作来访问SFR。

12、在ARM汇编语言程序设计中，语句一般是由（指令操作码）、（指令的条件码）、（目标寄存器编码）和（包含第一个操作数的寄存器编码）组成。

二、名词解释：

1、ARM处理器：先进的RISC指令集处理器。广泛地使用在许多嵌入式系统设计。

2、交叉编译：在一种计算机环境中运行的编译程序，能编译出在另外一种环境下运行的代码，

这个编译过程就叫交叉编译。

3、异常：异是导致程序中断运

行的一种指令流。（是指CPU在

执行指令时出现的错误，即不正

常的情况。异常是与当前所执行

的程序有关的，如存取数据或指

令错误、计算结果溢出等。）

4、大端格式：字数据的高字节

存储在低地址中，而字数据的低

字节则存放在高地址中。

5、小端格式：低地址中存放的

是字数据的低字节，高地址存放

的是字数据的高字节。

6、寻址方式：处理器根据指令

中给出的（地址）信息，寻找操

作数（物理地址）的方式。

7、嵌入式系统：广义上：凡是

不用于通用目的的可编程计算

机设备，就可以算是嵌入式计算

机系统。狭义上而言，嵌入式系

统是指以应用为核心，以计算机

技术为基础，软硬件可裁剪，对

功能、可靠性、成本、体积和功

耗严格要求的专用计算机系统。

8、GNU：GNU（GNU’s Not Unix），

它的目标是建立可自由发布和

可移植的类Unix操作系统。

9、伪指令：是汇编语言程序里

的特殊指令助记符，在汇编时被

合适的机器指令替代。

10、伪操作：为汇编程序所用，

在源程序进行汇编时由汇编程

序处理，只在汇编过程起作用，

不参与程序运行。

11、RTOS ：实时系统，能够对

外部事件做出及时响应的系统。

12、微控制器：俗称“单片机＂，

它将整个计算机系统集成到一

块芯片中。

三、简答题：

1、请从广义和狭义两个方面简

述嵌入式系统的含义。

答：嵌入式系统:Embedded

System

广义上：凡是不用于通用目

的的可编程计算机设备，就可以

算是嵌入式计算机系统。

狭义上:，嵌入式系统是指以

应用为核心，以计算机技术为基

础，软硬件可裁剪，对功能、可

靠性、成本、体积和功耗严格要

求的专用计算机系统。

2、简述采用RISC架构的ARM微

处理器的特点。

a.采用固定长度的指令格式，

指令规整，简单，基本寻址2~3

种。

b.使用单周期指令，便于流水

线操作。

c.大量使用寄存器，提高指令

的执行效率。

d.所有的指令都可以根据前

面的执行后，决定是否执行从而

提高指令的执行效率。

e.可以加载/存储指令，批量

传输数据，以提高数据的传输效

率。

3、选择嵌入式微处理器时，应

考虑那些因素？

a, 调查市场上已有的CPU供应

商。

b, CPU的处理速度

c,技术指标。

d,处理器的低功耗。

e,处理器的软件支持工具。

f,处理器是否内置调试工具。

g,处理器供应商是否提供评估

板。

h,片内存储容量。

4、简述嵌入式系统的特点。

（1）软硬件一体化，集计算机

技术、微电子技术、行业技术于

一体；

（2）需要操作系统支持，代码

少，执行速度快；

（3）系统内核小、专用性强、

系统精简。

（4）高实时性的系统软件(OS)

是嵌入式软件的基本要求。

（5）嵌入式软件开发要想走向

标准化，就必须使用多任务的操

作系统。

（6）嵌入式系统开发需要开发

工具和环境。

5、画出当前主流嵌入式系统的

硬件组成结构框图。

6、比较ARM920T和ARM720T的

主要异同。

ARM9 5级流水线独立的指令

总线哈佛结构

ARM7 3级流水线数据与指令

一起冯·诺依曼结构

7、ARM9指令是几级流水线，各

阶段执行什么操作？

答：ARM9采用5级流水线。

取指：从指令Cache中读取

指令。

译码：对指令进行译码，识

别出是对哪个寄存器进行操作

并从通用寄存器中读取操作数。

执行：进行ALU运算和移位

操作，如果是对存储器操作的指

令，则在ALU中计算出要访问

的存储器地址。

数据缓冲：如果是对存储器

访问的指令，用来实现数据缓冲

功能（通过数据Cache）

回写：将指令运算或操作结

果写回到目标寄存器中。

8、写出不少于12类嵌入式产品

中的常用接口。

UART接口、SPI接口、I2C接口、

ADC和触摸屏接口、USB接口、

以太网接口、外存接口、LCD接

口、时钟接口、PWM接口、中断

接口、JTAG接口、VGA接口、音

频接口

9、若允许FIQ、IRQ中断，CPSR

如何设置？

FIQ: CPSR[4:0]=0B10001 IRQ:

CPSR[4:0]=0B10010

CPSR[5]=0

CPSR[6]=0

CPSR[7]=0

10、举例说明ARM的各种寻址方

式。

寄存器寻址：LDR R1,R2

寄存器间接寻址：LDR R1,[R2]

寄存器偏移寻址：LDR

R1,[R2,-R4,LSL#3]

立即寻址:LDR,R3，#34

多寄存寻址：LDMIA

R0,{R1,R3,R4,R5}

11、对比说明ADR、ADRL与LDR

的区别与联系。

ADR：小范围的地址读取伪指令。

ADRL：中等范围的地址读取伪指

令。

LDR：大范围的地址读取伪指令。

ADR伪指令功能：将基于PC相对

偏移的地址值或基于寄存器相

对偏移的地址值读取到寄存器

中。

ADRL伪指令功能：将基于PC相

对偏移的地址值或基于寄存器

相对偏移的地址值读取到寄存

器中，比ADR伪指令可以读取更

大范围的地址。

LDR伪指令功能：用于加载32位

立即数或一个地址值到指定的

寄存器。