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
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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。
问题二:
1-2 简述嵌入式系统的构成
答:
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。
1-4
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。
(4)指令预取中止异常中断:如果处理器预取的指令地址不存在,或者该地址不允许当前指令访问,产生该类型的中断。
(5)数据访问中止异常中断:如果数据访问的目标地址不存在,或者该地址不允许当前指令访问,则产生该中断。
(6)外部中断:当处理器的外部中断请求引脚有效,而且CPSR的I控制位被清除时,产生该类型的中断
(7)快速外部中断:当处理器的快速中断请求引脚有效,而且CPSR的F控制位
被清除时,产生该中断。
1-5
答:(1)ADR R0, TABLE
(2) ADR R1, DATA
LDR R0, [R1]
(3) LDR R0, =DATA
(4) TABLE EQU 800
MOV R0, #TABLE
(5) TABLE SPACE 20
1-6
答:
R0=DATA1这组数据在存储器中所存放的起始地址,由编译器分配;
R1=0x0C0D0E0F; R2=0xF; R3=0x8020; [0x8020]=R1
1-7
答:
AREA SWITCH, CODE, READONLY
ENTRY
AND R2, R0, 0x3 ;R2 R0的低两位
MOV R2, R2, LSL #30 ;将低两位移动到高两位
BIC R0, R0, 0x3 ;将R0的低两位清0
AND R3, R1, 0xC0000000 ;R3R1的高两位
MOV R3, R3, LSR #30 ;将高两位移动到低两位
BIC R1, R1, 0xC0000000 ;将R1的高两位清0
ORR R0, R0,R3 ;R1的高两位写入到R0的低两位
ORR R1, R1, R2 ;R0的低两位写入到R1的高两位
END
1-8
答:
// main.c
Include “stdio.h”
extern int sum (int num[], int n);
main(){
int array[10]={20, 30, 23, 5,15,64,6,15,72,73 };
int HE=sum(array, 10);
printf(“The sum of array is %d”, HE);
}
//huibian.s
AREA ASM, CODE, READONLY
EXPORT sum
sum MOV R2, #0
LOOP LDR R3, [R0], #4
ADD R2, R2, R3
SUB R1, R1, 1
CMP R1, 0
BNE LOOP
MOV R0, R2
MOV PC, LR
END
1-9
答:(1)要求很强的实时性,支持快速而明确的上下文切换
(2)具有高度的可裁剪性,支持动态链接,能够通过装卸某些模块来达到系统所需要的功能
(3)具有快速有效的中断和异常处理能力
(4)具有优化的浮点支持
(5)能够进行动态的内存管理
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
int main()
{
int a,i=0;
a=0;
while(i<20)
{
a=a+3;
printf("the value of a=%d \n",a);
sleep(1);
i=i+1;
return 0;
}
}
vi test.c
(4)保存退出test.c。
(5)按照下面的要求编译test.c。
使用gcc -o test.o test.c编译,生成test.o。
使用gcc -g -o gtest.o test.c编译,生成gtest.o。
比较gtest.o 与test.o的大小,哪个大?为什么?
gtest.o 比test.o 大,因为前者加入了一些调试信息。
(6)执行gtest.o与test.o。
2-5 使用GDB调试上面的程序gtest.o。
(1)进入GDB调试环境,读入调试程序。
gdb gtest.o
(2)列出源文件内容。
list
(3)在程序a=0;处设置一个断点。
breakpoint
(4)在程序printf("the value of a=%d \n",a);处设置一个断点。
(5)执行该程序。
run
(6)查看变量a的值。
print a
(7)查看变量a的类型。
(8)执行下一个源程序行,从而执行其整体中的一个函数。
(9)从断点开始继续执行到下一个断点。
(10)查看变量a的值,看看a是否有变化?
(11)不停地执行continue,直到程序结束。
(12)退出GDB。
2-6 根据要求编写Makefile文件。
五个文件分别是main.c、display1.h、display1.c、display2.h、