嵌入式系统期末考试重点

嵌入式系统期末考试重点
一、选择题（15）
1、（选择或简答）ARM技术特征：
（1）体积小、低功耗、低成本、高性能。

（2）支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好地兼容8位/16
位器件。

（3）大量使用寄存器，指令执行速度更快。

（4）大多数数据操作都在寄存器中完成。

（5）寻址方式灵活简单，执行效率高。

（6）指令长度固定。

2、ARM的基本数据类型：
（1）字节（Byte）：8位。

（2）半字（HalfWord）：16位，半字必须与2字节边界对齐。

（3）字（Word）：32位，字必须与4字节边界对齐。

（4）双字（DoubleWord）：Cortex-A支持，64位，字必须与8字节边界
对齐。

3、未分组寄存器R0-R7,分组寄存器R8-R14。

（弄清P37图，以PPT为准）
4、（选择）ARM指令的寻址方式：（给出指令会辨别）
（1）立即数寻址；（2）寄存器寻址；（3）寄存器移位寻址；（4）寄存
器间接寻址；（5）基址变址寻址；（6）多寄存器寻址/块拷贝寻址；（7）
相对寻址；（8）堆栈操作寻址。

5、GNU汇编：
（1）label：.short expr，分配2字节；
（2）label: .word/.long expr，分配4字节；
（3）a: .string“ABC”//分配了4字节（含\0）；
（4）b: .ascii“ABC”//分配了3字节；
（5）c: .asciz“ABC”//分配了4字节；
（6）adr r0,b；
（7）ldr r0,=0x12345；
6、第三章指令集与第四章伪指令集
二、填空题（5）
1、嵌入式系统的硬件组成：嵌入式处理器和外围设备（存储器、通信设备、
显示设备）。

（P5图1-1）
2、常见嵌入式操作系统：
（1）VxWorks，Windriver公司1983年开发，实时操作系统, 提供多任
务机制，采用优先级抢占和轮转调度机制；
（2）Windows CE，微软开发，是精简的Windows95，基于掌上型电脑
类的电子设备操作系统，图形用户界面很出色；
（3）嵌入式Linux，改善了内核结构，提高了实时性。

3、交叉调试：软件方式；硬件方式。

硬件方式能获得更强大的调试功能和
更优秀的调试性能。

4、ARM内核采用RISC体系结构。

5、中断控制器GPIO可以选择上升沿、下降沿、高电平、低电平4种中断
方式。

6、3级流水线：取指令、译码、执行。

7、影响流水线性能的因素：互锁、跳转指令。

8、ATPCS,即ARM体系结构过程调用标准。

（P83要求掌握这个标准）
三、简答题（5）
1、（简答）嵌入式系统的定义：嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机
技术为基础，软硬件可剪裁，适用应用系统对功能，可靠性，成本，体
积，功耗严格要求的专用计算机系统。

2、交叉编译：在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。

3、ARM微处理器支持7种运行模式，分别为：（加粗的为5种异常模式）
（1）用户模式（usr）：ARM处理器正常的程序执行状态。

（2）快速中断模式（fiq）：用于高速数据传输或通道处理。

（3）外部中断模式（irq）：用于通用的中断处理。

（4）特权模式（svc）：操作系统使用的保护模式。

（5）数据访问终止模式(abt)：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。

（6）系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务。

（7）未定义指令中止模式（und）：当未定义的指令执行时进入该模式，
可用于支持硬件协处理器的软件仿真。

4、（简答）程序状态寄存器CPSR：（P39图2-8）
（1）31-28标志位（N负数标志，Z零标志，C进位标志，V溢出标志）；
7-0控制位（I=1禁止IRQ中断，F=1禁止FIQ中断，T状态位，M[4：0]
模式位）。

（2）高8位为标志位F，次高8位为状态位，低8位为控制位C，其他
8位为扩展位（X）。

5、跳转指令B及带连接的跳转指令BL：跳转指令B使程序跳转到指定的地
址执行程序，带连接的跳转指令BL将下一条指令的地址复制到R14(即
返回地址链接寄存器LR)寄存器中，然后跳转到指定地址运行程序。

6、（简答）GPIO常用寄存器分类：
（1）端口控制寄存器：控制相应引脚功能；
（2）端口数据寄存器：反映相应的引脚状态；
（3）端口上拉寄存器：使能上拉或下拉电阻。

7、时钟域的划分：
（1）MSYS 域: 高速设备；
（2）DSYS 域: 中速设备，如显示设备；
（3）PSYS 域: 低速设备，如IO设备。

8、打开与关闭PLL（锁相环电路）的步骤：
（1）打开PLL步骤：
1）打开PLL PLL_CON[31]=1
2）wait_lock_time
3）(A, M, E, V)PLL_SEL = 1;
（2）关闭PLL步骤
1）PLL_SEL = 0; // 取消锁相环输出
2）PLL_CON[31] = 0; // 关闭PLL
9、ARM的7种异常（按优先级从高到低排序如下）：
（1）复位异常（2）数据中止（3）快速中断请求（4）外部中断请求（5）预取指令异常（6）软中断（7）未定义指令异常
10、中断响应的步骤：（1）保护断点；（2）寻找中断入口；（3）执行中
断处理程序；（4）中断返回。

11、中断发生后处理器硬件会自动完成下列工作：
（1）将PC-4的值保存到相对应异常的LR中；
（2）将CPSR保存到相对就异常的SPSR；
（3）自动设置相对就异常的CPSR模式位；
（4）跳转到相对应异常向量地址处执行指令。

12、异常返回步骤：
（1）恢复通用寄存器：通过堆栈操作；
（2）恢复CPSR；
（3）恢复PC 以跳转到中断前的程序的中断处继续执行程序。

上述（2）（3）可用一条指令完成：
MOVS PC，LR
SUBS PC，LR，#4
LDMFD SP！，{PC}^
13、异常和返回地址：
（1）复位：不用返回；
（2）数据中止：LR-8，即：SUBS PC，LR，#8；
（3）FIQ：LR-4；
（4）IRQ：LR-4；
（5）预取指令：LR-4；
（6）软件中断：LR，即：MOVS PC，LR；
（7）未定义指令：LR。

14、异步串行方式的数据格式：
（1）1位起始位，规定为低电平0；
（2）5~8位数据位，即要传送的有效信息；
（3）1位奇偶校验位；
（4）1~2位停止位，规定为高电平1。

15、PWM是如何工作的？
当时钟被使能后，定时器计数缓冲寄存器（TCNTBn）把计数初始值下载到递减计数器中。

定时器比较缓冲寄存器（TCMPBn）把其初始值下载到比较寄存器中，并将该值和递减计数器的值进行比较。

当递减计数器和比较寄存器值相同时，输出电平翻转。

递减寄存器减至0后，输出电
平再次翻转，完成一个输出周期。

这种基于TCNTBn和TCMPBn的双缓
冲特性使定时器在频率和占空比变化时能产生稳定的输出。

16、PWM启动的步骤：
（1）初始化时钟（分频器，选频器）；
（2）初始化tcntb,tcmpb；
（3）停止auto-reload，使能manual update；
（4）使能auto-reload, 清除manual update，并启动定时器。

17、看门狗中断操作的流程：
（1）设置看门狗中断操作，包括全局中断和看门狗中断的使能及看门
狗中断向量的定义，如果只是进行复位操作，这一步可以不用设置；
（2）对看门狗控制寄存器（WTCON）的设置，包括设置预分频比例因
子、分频器的分频值、中断使能和复位使能等；
（3）对看门狗数据寄存器（WTDAT）和看门狗计数寄存器（WTCNT）
的设置；
（4）启动看门狗定时器。

四、综合题与编程题
1、使能/禁止IRQ中断：
MRS R0, CPSR BIC R0, R0,#0x80 MSR CPSR_c,R0 MOV PC,LR MRS R0, CPSR ORR R0, R0,#0x80 MSR CPSR_c,R0 MOV PC,LR
2、GNU内联汇编：
int myadd ( int a , int b ) {
__asm__ __volatile__(
“mov r0,%1\n”
“mov r1,%2\n”
“add r0,r0,r1\n”
“mov %0,r0\n”
:”=r”(sum)
:”r”(a),”r”(b)
);
return sum;
} int myadd ( int , int );
void _start ( void )
{
int sum=0;
sum=myadd(10,20);
__asm__ __volatile__(
“ldr
r0,=0x20009000\n”
“str %0,[r0]\n”
:
:”r”(sum)
);
}
3、C和汇编的混合编程：
（从C程序中调用汇编语言）.text
.global myadd
myadd:
mov r0,#10
mov r1,#20
add r0,r0,r1
ldr r1,=0x20009000
str r0,[r1]
mov pc,lr
.end
void myadd ( void ); void _start ( void )
{
myadd( );
}
（从汇编语言调用C程序）int myadd(int a,int b)
{
return a+b;
} .text
.global _start
.extern myadd
_start:
mov r0,#12
mov r1,#20
stmfd sp!,{lr}
bl myadd
ldr r1,=0x20009000
str r0,[r1]
ldmfd sp!,{lr}
mov pc,lr
.end
4、开发环境搭建（见实验1）。

5、GNU的三个实验（题目改了一些数据）。

6、看门狗中断、LED实验、按键中断实验。

五、附：指令条件码表
操作码条件助记符标志含义
0000 EQ Z=1 相等
0001 NE Z=0 不相等
0010 CS/HS C=1 无符号数大于或等于0011 CC/LO C=0 无符号数小于
1000 HI C=1,Z=0 无符号数大于
1001 LS C=0,Z=1 无符号数小于或等于1010 GE N=V 有符号数大于或等于1011 LT N!=V 有符号数小于
1100 GT Z=0,N=V 有符号数大于
1101 LE Z=1,N!=V 有符号数小于或等于。