嵌入式系统原理与设计试卷及答案

2017 年秋季学期《嵌入式系统原理与设计》课程考试试卷(A卷)注意：1、本试卷共页； 2、考试时间:110分钟；3、姓名、学号、网选班级、网选序号必须写在指定地方。

一、选择题 (每小题 2 分，共 30 分)1．以下哪个不是RISC架构的ARM微处理器的一般特点：（）A. 体积小、低功耗B. 大量使用寄存器C. 指令格式统一，灵活高效D. 寻址方式复杂2. 以下哪个不是ARM的7种运行状态之一：（）A. 快中断状态B. 服务状态C.休眠状态D. 无定义状态3. 通常所说的32 位微处理器是指( )。

A. 地址总线的宽度为32 位B. 处理的数据长度只能为32 位C. CPU 字长为32 位D. 通用寄存器数目为32 个4.ADD R0,R1,[R2]属于（）。

A . 寄存器间接寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 基址变址寻址5.数据字越长则（D）A.时钟频率越快B. 运算速度越慢C. 对存储器寻址能力越大D.精度越差6.下列不是RISC指令系统特点的是（）A．大量使用寄存器 B. 采用固定长度指令格式C. 使用单周期指令D. 寻址方式少7.英国电机工程师学会的定义:“嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或甚至工厂操作的装置，具有（）A．全自动操作循环 B. 以微电脑和外围构成核心C．严格的时序和稳定性要求 D. 通常执行特定功能8.下列不属于ARM处理器异常工作模式的是（）A.快速中断模式B. 未定义模式C.数据访问终止模式D. 用户模式9.嵌入式系统调试方式中不占用系统资源的调试方式是（）A.模拟器方式B. ICE在线仿真器C. 监控器方式D. IDE在线调试器方式10.在下列ARM处理器的各种模式中，( )模式有自己独立的R8-R14寄存器。

A.系统模式(System)B.终止模式(Abort)C.中断模式(IRQ)D.快中断模式(FIQ)11. 在ARM Linux系统中，中断处理程序进入C代码以后，ARM的处于( ) 工作模式。

A.超级用户（SVC）B.快速中断（IRQ）C.中断(IRQ)D.和进入中断之前的状态有关系12. 在ARM体系结构中，要从主动用户模式（User）切换到超级用户模式（Supervisor），应采用何种方法？( )A. 直接修改CPU状态寄存器（CPSR）对应的模式B. 先修改程序状态备份寄存器（SPSR）到对应的模式，再更新CPU状态C. 使用软件中断指令（SWI）D. 让处理器执行未定义指令13.在ARM Linux体系中，用来处理外设中断的异常模式是：（）A. 软件中断（SWI）B. 未定义的指令异常C. 中断请求（IRQ）D. 快速中断请求（FIQ）14.按照ARM过程调用标准（APCS），栈指针使用( )寄存器，题号一二三四五六七八九十总分得分得分A、R0B、R13C、R14D、R1515.若R1=2000H，(2000H)=0x38，(2008H)=0x97，则执行指令LDR R0，[R1，＃8]！后R0的值为（）。

A、 0x2000B、0x38C、 0x2008D、0x97二、天空题 (每空 1 分，共 20 分)1.嵌入式系统分类按软件实时性需求分类有_____________、_______________和______________。

2.ARM处理器核可以工作在____________________和____________________状态。

3.ARM处理器总共有_________个寄存器，分为_____________和_______________两类。

4..常用硬件调试工具有_________________、_________________、_________________、_在线调试_。

5.通用寄存器R0~R15可分为以下3块：___________________________、____________________________、________________________________。

6.ARM可用两种方法存储字数据：___________、__________。

7.ARM内核有___________、___________、__________、__________四个功能模块。

三、问答题 (每题 5 分，共 20 分)1.写出下列指令的含义。

LDR R1, [R0, #0x08] :LDR R1,[R0,R2,LSL#2]! ：LDR R1, [R0],R2, LSL #1 ：SUB R1, R1, R2, LSR R3 ：2.如何实现ARM状态和Thumb状态的切换。

3.嵌入式系统常用调试方法有几种，各有什么优缺点？4.简述哈佛体系结构和冯诺依曼体系结构的不同点得分得分四、系统设计题 (每题 30 分，共 30 分)1. 如图所示，LED2～LED5 分别与 GPX2_7、GPX1_0、GPF3_4、GPF3_5 相连，通过GPX2_7、GPX1_0、GPF3_4、GPF3_5 引脚的高低电平来控制三极管的导通性，从而控制 LED 的亮灭。

通过控制 GPX1CON 、GPX2CON 、GPF3CON 和 GPX1DAT 来控制 GPX2_3 和 GPF3_4 对应的LED 。

#include "exynos_4412.h"void mydelay_ms(int ms){ (1)补全函数代码}}int main(void){/*初始化*/GPX2.CON = _________________________;//GPX2_7:output, LED2GPX1.CON =__________________________; //GPX1_0:output, LED3GPF3.CON = (GPX3.CON & ~(0xf<<16 | 0xf<<20)) | (1<<16 | 1<<20);//GPF3_4:output, LED4 //GPF3_5:output, LED5while(1){//Turn on LED2GPX2.DAT |= __________________;mydelay_ms(500);//Turn on LED3GPX1.DAT |= 0x1;//Turn off LED2GPX2.DAT &=___________________;mydelay_ms(500);//Turn on LED5GPF3.DAT |= (0x1 << 5);得分//Turn off LED3GPX1.DAT &= __________________;mydelay_ms(500);//Turn on LED4GPF3.DAT |= (0x1 << 4);//Turn off LED5GPF3.DAT &= ~(0x1 << 5);mydelay_ms(500);//Turn off LED4GPF3.DAT &= ~(0x1 << 4);}return 0;}2017 年秋季学期《嵌入式系统原理与设计》课程考试试卷( A卷)参考答案及评分标准命题教师张上审题教师一、选择题（每小题 2 分，共 30 分）DCCADDDDBDACCBD二、天空题 (每空 1 分，共 20 分)1.按软件实时性需求分类：非实时系统软实时系统硬实时系统2.ARM处理器核可以工作在以下2种状态ARM状态和Thumb状态3.ARM处理器总共有_37__个寄存器，分为____通用寄存器__和___状态寄存器____两类。

4.常用硬件调试工具有（实时在线仿真机）（逻辑分析仪）（ROM仿真机）（在线调试）。

5.通用寄存器R0~R15可分为以下3块：___未分组寄存器R0-R7___、__分组寄存器R8-R14____、__程序计数器R15___。

6.ARM可用两种方法存储字数据：（大端模式）（小端模式）。

7.ARM内核有（T）（D）（M）（I）四个功能模块。

三、问答题 (每题 5 分，共 20 分)5.LDR R1, [R0, #0x08] : R0加0x08加载到R1里。

即：R1←[R0+0x]（1分）SUB R1, R1, R2, LSR R3 ：R1←[R1-（R2右移R3位）]（1分）LDR R1,[R0,R2,LSL#2]! ：R1←[（R2左移2位）+R0]（1分）LDR R1, [R0],R2, LSL #1 ：R1←[R0] ,R0←R0+（R2左移1位）（2分）6.如何实现ARM状态和Thumb状态的切换。

进入 Thumb 状态：当操作数寄存器的状态位（位 0）为 1 时，可以采用执行 BX 指令的方法，使微处理器从 ARM 状态切换到 Thumb 状态。

此外，当处理器处于 Thumb 状态时发生异常（如 IRQ、FIQ、Undef、Abort、SWI 等），则异常处理返回时，自动切换到 Thumb 状态。

（2分）进入 ARM 状态：当操作数寄存器的状态位为 0 时，执行 BX 指令时可以使微处理器从 Thumb 状态切换到 ARM 状态。

此外，在处理器进行异常处理时，把 PC 指针放入异常模式链接寄存器中，并从异常向量地址开始执行程序，也可以使处理器切换到 ARM 状态。

（3分）7.嵌入式系统常用调试方法有几种，各有什么优缺点？1．模拟器方式调试工具和待调试的嵌入式软件都在主机上运行，通过软件手段模拟执行为某种嵌入式处理器编写的源程序。

简单的模拟器可以通过指令解释方式逐条执行源程序，分配虚拟存储空间和外设，进行语法和逻辑上的调试。

2．在线仿真器方式在线仿真器ICE是一种完全仿造调试目标CPU设计的仪器，目标系统对用户来说是完全透明的、可控的。

由于仿真器自成体系，调试时可以连接目标板，也可以不接目标板。

但是ICE价格昂贵，而且每种CPU都需要一种与之对应的ICE，使得开发成本非常高。

3.监控器方式主机和目标板通过某种接口（通常是串口）连接，主机上提供调试界面，被调试程序下载到目标板上运行，通过与监控运行于目标机上的监控程序通信，获得调试信息。

4.简述哈佛体系结构和冯诺依曼体系结构的不同点哈佛体系结构的要点是：（1）使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存，以便实现并行处理；（2）具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线，利用公用地址总线访问两个存储模块（程序存储模块和数据存储模块），公用数据总线则被用来完成程序存储模块或数据存储模块与CPU之间的数据传输；（3）两条总线由程序存储器和数据存储器分时共用。