2011-2012(1)《嵌入式原理及系统设计》选修课试卷参考答案及评分标准

山东科技大学2011—2012学年第一学期
《嵌入式原理及系统设计》（选修课）参考答案及评分标准班级姓名学号
一、填空题（每空1分，20分）
(1) ARM9微处理器采用了 5 级流水线：指令执行过程中分为取指、译码、执行、访存和写回等步骤，ARM9处理器系统流水线结构采用分离的指令cache 和数据cache ，将每一个指令处理分配到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内可能同时有5个指令在执行，消除了指令执行的性能瓶颈，加快了指令执行速度。

(2) RISC是：精简指令集计算机系统；CISC是：复杂指令计算机系统。

(3）ARM9处理器的内部总共有 37 个32位的寄存器，其中 31 个用作通用寄存器， 6 个用作状态寄存器，每个状态寄存器只使用了其中的12位。

这些寄存器根据处理器的状态及其工作模式的不同而被安排成不同的组。

程序代码运行时涉及的工作寄存器组是由RAM9微处理器的工作模式确定的。

R0~R15 称为通用寄存器； R0~R7 是不分组的寄存器；在所有的工作模式下，它们物理上是同一个寄存器。

R15 是程序计数器，也是不分组的。

R16 （CPSR）寄存器称为当前程序状态寄存器，在所有处理器模式下，CPSR都是同一个物理寄存器，它保存了序运行的当前状态； R8~R14 是根据工作模式进行分组的寄存器；它们中的每一个寄存器根据当前工作模式的不同，所访问的寄存器实际可能不是同一个物理寄存器。

R13 寄存器的作用通常是堆栈指针，又称为SP。

R14 寄存器可用作子程序链接寄存器LR（Link Register）。

R15 寄存器的功能是程序计数器，又称为PC。

二、指令解释（每题2分，共10分）
LDR R8，[R10] ；R8←[R10]
LDR R0，localdata ；加载一个字到R0寄存器，该字存于localdata所指地
址处
STR R5，[R7]，#-8！；R5→[R7]，R7←R7-8
STRB R0，[R3，-R8 ASR #2] ；R0→[R3-R8/4]，存储R0的最低有效字节，R3和R8不变ADD R3，R7，#1020 ；immed_8r为1020，是0xFF循环右移30位
三、嵌入式系统开发惯用语解释（每题10分，共20分）
1）嵌入式系统
简答：目前流行的嵌入式系统定义是：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。

2）目标系统
简答：目标系统（target system）指应用程序所运行的嵌入式环境，可以是实际的、基于ARM的硬件系统，也可以是在台式PC主机上的ARM仿真运行环境。

四、简述题：（每题15分，共30分）
（1）嵌入式系统ARM9 系统引导程序的功能。

简答：关看门狗定时器，关中断；有时需要设置系统CPU的速度和时钟频率；设置好堆栈。

系统堆栈初始化取决于用户使用哪些异常，以及系统需要处理哪些错误类型。

一般情况下，管理模式堆栈必须设置；若使用了IRQ中断，则IRQ中断堆栈必须设置。

如果系统应用程序是运行在用户模式下，可在系统引导程序中将系统改为用户模式并初始化用户堆栈指针。

若系统使用了DRAM或其他外设，需要设置相关寄存器，以确定其刷新频率、总线宽度等信息。

初始化所需的存储器空间。

为正确运行应用程序，在初始化期间应将系统需要读写的数据和变量从ROM拷贝到RAM里；一些要求快速响应的程序，如中断处理程序，也需要在RAM中运行；如果使用Flash，对Flash的擦除和写入操作也一定要在RAM里运行。

ARM公司软件开发工具包中的链接器提供了分布装载功能，可以实现这一目的。

跳转到C程序的入口点。

(2) 源未决寄存器的作用是什么
简答：源未决寄存器（SRCPND）由32位构成，每一位与一个中断请求信号相关联。

当某个中断源请求中断服务时，SRCPND寄存器的相应位被置为1，即首先在源未决寄存器中登记。

因此，该寄存器记录了哪个中断源的请求在等待处理。

注意：SRCPND寄存器的每一位由中断源自动设置，而不管中断屏蔽寄存器（INTMASK）中对应的位是否被屏蔽。

此外，SRCPND 寄存器也不受中断控制器的优先级逻辑影响。

五、程序设计：（20分）
（1）以HY57V561620型SDRAM芯片为主，设计S3C2410芯片的64M的SDRAM主存储器接口电路，并对容量、地址范围进行说明？。

简答：绘图上图是存储容量为64MB的SDRAM接口电路图。

注意：芯片内部的4 bank 不是指该芯片需要占用S3C2410芯片的4个存储块，而是指HY57V561620芯片内部把32MB 容量分成了4块存储区，每块存储区的容量为4M×16 bit。

从图中可以看出，该存储器的nCS （既/CS）由S3C2410芯片的nSCS0引脚控制，因此，它占用了S3C2410芯片的6号存储块。

实际占用地址空间为0x30000000 ~ 0x33ffffff。