ARM体系结构及其嵌入式处理器期末复习
嵌入式处理ARM期末复习常见问答及答案
目录Q：嵌入式系统SoPC特点p6 (2)Q:Namd-Flash和Nor-Flash 的区别？Namd-Flash和Nor-Flash 启动过程中的区别？ (2)Q:iic总线的结构，两根线是什么样，他的网络结构，区分两条线，icc总线的作用，作用在哪里9p (3)Q:建立一个基于Linux的嵌入式产品他开发的基本工作。
9p-p30 ，p273 (3)Q:ARM工作模式，切换条件 (5)Q:BL对存储器系统进行初始化涉及什么方面内容10bp-p44 (6)Q: Bootloader中对存储器进行内存映射的目的 (6)Q:BL要做些什么工作，几种工作模式，讲出来就ok啦10bp-39 (7)Q:寄存器的寻址指令，多寄存器的寻址指令。
（给出指令，需明白其中文意思，考选择题） (7)Q:在各种工作模式下，他们的堆栈空间是否是共享的？ (8)Q:Nand-flash和nor-flash的读写素的分别谁高谁低？擦除速度呢 (9)Q:在中断模式下，哪些寄存器是其独自享有的？ (9)Q:各种模式下，R13，R14，R15是用来干什么的？ (10)Q:每种异常产生的条件是什么？ (10)Q:Bootloader的程序是放在哪里的？ (11)Q:立即数的寻址方式是什么？有的没办法进行寻址的那些是怎么样子的？合法的立即数是什么样子的？采用那些操作指令？格式是怎样的？（会判断即可） (11)Q:关于汇编、C、C++混合编程问题：他们的函数能否互相调用？汇编与C的变量能共享吗？ (11)Q:BootLoader的第一阶段的？系统是用汇编语言还是用C语言编写的还是其他语言编的？ (11)Q:ARM系统外部总线宽度的确定的（有16位和32位），即确定了16或32位后如何告诉CPU的？有三个选项：（1）芯片引脚（2）内部寄存器软件设定（3）仅仅有些区域是又芯片来决定的，其他事可以用软件来设定的？ (11)Q:R15寄存器的作用？ (12)Q:嵌入式系统的芯片的时钟源来自何处？可以是怎样产生的？电源管理模式中，哪一种模式的功耗最低。
嵌入式ARM期末考试试卷及复习题
一、填空题(请将答案填入题后括号中):共10小题,每小题2分，满分20分.1、一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：分别是（处理器）、存储器、输入/输出和软件,一般软件亦分为操作系统相关和（应用软件）两个主要部分.2、根据嵌入式系统使用的微处理器，可以将嵌入式系统分为嵌入式微控制器，( 嵌入式微处理器），（嵌入式DSP 处理器）以及片上系统。
3、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序，其基本功能有（进程管理）、进程间通信、（内存管理）、I/O 资源管理。
4、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为（实时操作系统 )和分时操作系统，其中实时系统亦可分为（硬实时操作系统 )和软实时系统。
5、内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配CPU时间,并且负责任务之间的(通信)，内核的基本服务是( 任务切换）.6、嵌入式开发一般采用（宿主机/目标机）方式，其中宿主机一般是指(PC机/台式机)。
7、哈佛体系结构数据空间和地址空间( 分开），ARM7TDMI采用( 冯诺依曼体系 )的内核架构,ARM920T采用（哈佛)的内核架构.8。
ARM7TDMI采用（3）级流水线结构,ARM920TDMI采用（5)级流水线。
9 。
按操作系统的分类可知，Dos操作系统属于顺序执行操作系统，Unix操作系统属于(分时）操作系统，VxWorks 属于（实时嵌入式 )操作系统。
10、ARM7TDMI中，T表示支持16位Thumb指令集，D表示（在片可调试)，M表示内嵌乘法器Multiplier，I表示（嵌入式ICE），支持在线断点和调试.二、选择题（请将答案填入题后括号中)：共10小题，每小题2分,满分20分。
1、要使CPU能够正常工作，下列哪个条件不是处理器必须满足的。
（ D ）(A) 处理器的编译器能够产生可重入代码(B) 在程序中可以找开或者关闭中断(C) 处理器支持中断，并且能产生定时中断（D）有大量的存储空间2、下面哪种操作系统最方便移植到嵌入式设备中. （D）(A） DOS （B）unix (C) Windows xp (D）linux3、下面哪个选项不是SUB设备的特点。
ARM嵌入式期末复习
一、名词解释1、嵌入式微控制器MCU，又名单片机，将整个计算机系统集成到一块芯片中。
与微处理器相比，最大特点是单片化，体积减小，功耗和成本下降、可靠性提高，是目前嵌入式系统工业的主流。
2、RTOS实时操作系统，针对不同处理器优化设计的高效、实时、多任务内核。
3、嵌入式系统以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统4、JTAGJTAG（Joint Test Action Group，联合测试行动小组）是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试。
1、IP核IP核是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序，该程序与集成电路工艺无关，可以移植到不同的半导体工艺中去生产集成电路芯片。
2、流水线技术是将一个重复的时序分解成若干个子过程，而每一个子过程都可有效地在其专用功能段上与其他子过程同时执行。
3、MMU内存管理单元包含指令cache，指令MMU，数据cache，数据MMU4、DMA这是指一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和存储器之间直接读写数据，既不通过CPU，也不需要CPU干预。
5、交叉编译环境交叉编译是指，在某个主机平台上用交叉编译器编译出可在其他平台上运行的代码的过程。
二、简答题1、ARM处理器的工作状态与切换方法ARM处理器有32位ARM和16位Thumb两种工作状态。
在32位ARM状态下执行字对齐的ARM指令，在16位Thumb状态下执行半字对齐的Thumb指令。
ARM处理器在两种工作状态之间可以切换，切换不影响处理器的模式或寄存器的内容。
（1）当操作数寄存器的状态位（位[0]）为1时，执行BX指令进入Thumb状态。
如果处理器在Thumb状态进入异常，则当异常处理返回时，自动转换到Thumb状态。
（2）当操作数寄存器的状态位（位［0］）为0时，执行BX指令进入ARM状态，处理器进行异常处理。
嵌入式系统arm复习题
嵌入式系统arm复习题嵌入式系统是一种专用的计算机系统，它通常用于控制或监视某些设备或应用程序。
ARM（Advanced RISC Machine）是一种微处理器架构，广泛应用于嵌入式系统设计中。
以下是一些关于嵌入式系统和ARM的复习题，供学习者参考。
1. 嵌入式系统的定义：嵌入式系统是一种为控制或监视特定设备或应用程序而设计的计算机系统，通常具有实时性、可靠性和资源限制。
2. ARM架构的特点：ARM架构是一种RISC（Reduced Instruction Set Computer）架构，它具有指令集简单、执行速度快、功耗低等特点。
3. ARM处理器的分类：ARM处理器主要分为三类：应用处理器、微控制器和系统芯片（SoC）。
应用处理器通常用于智能手机和平板电脑，微控制器用于简单的嵌入式系统，系统芯片则集成了处理器、内存和外设接口。
4. ARM指令集：ARM指令集包括数据处理指令、分支指令、加载/存储指令和协处理器指令等。
5. 中断和异常处理：在嵌入式系统中，中断和异常处理是实现实时性的关键。
ARM处理器提供了多种中断和异常处理机制，包括IRQ（中断请求）和FIQ（快速中断请求）。
6. 内存管理：ARM处理器支持多种内存管理技术，如内存映射、虚拟内存和缓存。
理解这些技术对于优化嵌入式系统的性能至关重要。
7. 电源管理：在嵌入式系统中，电源管理是一个重要的考虑因素。
ARM处理器提供了多种电源管理技术，如睡眠模式和功耗模式，以降低系统功耗。
8. 外设接口：ARM处理器通常集成了多种外设接口，如UART（通用异步接收/传输）、SPI（串行外围设备接口）和I2C（互连集成电路）。
了解这些接口的原理和使用方法对于嵌入式系统设计至关重要。
9. 操作系统：嵌入式系统可能运行各种类型的操作系统，包括实时操作系统（RTOS）和非实时操作系统。
了解不同操作系统的特点和适用场景对于选择合适的操作系统至关重要。
10. 安全性：随着嵌入式系统在关键领域的应用，安全性变得越来越重要。
ARM嵌入式期末考试题库精心整理版
ARM嵌入式期末考试题库精心整理版本文是对ARM嵌入式期末考试题库进行精心整理，旨在帮助学生更好地备考和复习。
以下是各个知识点的题目和解析，供大家参考。
一、ARM处理器架构1. ARM处理器的特点及应用领域。
2. ARM处理器的工作模式及切换方法。
3. ARM处理器的寄存器架构及常用寄存器的功能介绍。
4. ARM指令集及其分类。
解析：ARM处理器具有低功耗、高性能和较小体积等特点，在智能手机、平板电脑、物联网设备等领域得到广泛应用。
ARM处理器的工作模式包括用户模式、系统模式、中断模式等，切换方法包括软件切换和硬件切换。
ARM处理器的寄存器架构包括通用寄存器、程序状态寄存器等，常用寄存器具有保存数据和控制程序运行的功能。
ARM指令集包括ARM指令集和Thumb指令集，用于实现不同的应用要求。
二、ARM汇编语言1. 简述ARM汇编语言的特点。
2. ARM汇编语言中的指令格式及分类。
3. ARM汇编语言中的数据处理指令和逻辑指令。
4. ARM汇编语言中的分支指令和访存指令。
解析：ARM汇编语言具有可移植性强、效率高、灵活性好等特点。
ARM汇编语言中的指令格式包括数据处理指令、分支指令、访存指令和其他指令等，每种指令都有其特定的操作码和操作数。
数据处理指令和逻辑指令用于处理数据和实现逻辑运算，分支指令用于实现程序控制转移，访存指令用于读写内存和外设等操作。
三、ARM体系结构1. ARM体系结构的层次结构及各层的功能。
2. 简述ARM微处理器的构成和工作原理。
3. ARM微处理器的中断和异常处理机制。
4. ARM微处理器的乘法和除法指令实现。
解析：ARM体系结构包括指令集体系结构、系统架构和微体系结构等几个层次，各层的功能分别是定义指令集和寻址方式、定义内存和总线系统、定义处理器的内部功能和互连方式。
ARM微处理器由处理器核、寄存器文件、存储单元、总线和外设等构成，工作原理是根据指令执行流程逐条执行指令。
ARM嵌入式期末复习
3个基本要素。
P20围电路的选择2什么是交叉编译？P244交叉编译就是某机器中执行的代码不是在本机器生成而是由另一台机器编译生成，前者称为目标机，后者称为主机。
3采用交叉编译的原因：P244多数嵌入式目标系统不能提供足够的资源供编译过程使用，因而只好将编译过程转移到高性能的主机中进行，这就需要在强大的PC上建立一个用于目标机的交叉编译环境。
4内核移植的涉及工作：P285编写针对特定处理器的代码，编写针对特定硬件平台的引导和初始化代码，编写针对特定外设的设备驱动程序代码。
5P320 Linux内核中包含的同步机制有：原子操作、信号量、读写信号量、（1）NORMAL MODE：耗电最大，可以通过关闭具体2）SLOW MODE(慢速模式)：在此模式下可以没有内部PLL，耗电情况依赖于外部失踪频率。
CLK SLOW 的SLOW_BIT置1进入。
（3）IDLE_MODE（空闲模式）FCLK被关断，主要由于CPU core节电。
可以通过任何外部中断唤醒。
CLKCON【2】被置1进入。
（4）Power_oFF MODE(掉电模式)除了处理器被唤醒逻辑单元外，处理器不损耗任何电量，可以通过EINT[15:0]或RTC alarm interrupt唤醒系统。
假设ARM处理器工作在管理模式下，编程将ARM工作模式切换为用户模式？AREA name，CODE，READONLYENTRYMOV R0，CPSRMOV R0，R0，#0xffffffE0ORR R0，R0，#0x10MOV CPSR，R0END回答Thumb指令集与ARM指令集的区别：1跳转指令2数据处理指令3单寄存器加载和存储指令4批量寄存器加载和存储指令5Thumb指令集没有包含进行异常处理时需要的一些指令，因此在异常中断时需要ARM指令。
LDR指令和LDR伪指令在用途上有什么区别？LDR指令是用于将32位字数据从存储器加载到目的寄存器的字加载指令。
《ARM体系结构》期末考试试卷--含答案
东华理工大学长江学院2011—2012 学年第2学期补考试卷B 课程：嵌入式微处理器体系结构与编程考试形式：闭卷年级及专业：计算机科学与技术10304101-3班1.系统调用2.哈弗结构3.MMU4.FIQ5.SPSR二、单项选择题(20×2分=40分)1.ARM系统复位后，第一条执行的指令在( ).A 00000000HB 00000004HC 00000008HD 由编程者确定2.针对没有MMU的ARM芯片，其操作系统可以使用( ).A Windows CE ,LinuxB VxWorkC uClinux, Uc/OS-IID 以上都可以3.ATPCS定义了寄存器组中的( )作为参数传递和结果返回寄存器。
A R0,R1,R2,R3B R4,R5,R6,R7C R8,R9,R10,R11D A B C 都可以4.用汇编指令对R15赋值，可以实现（）。
A 程序的跳转B 实现B指令功能C 子程序的返回D A B C都可以5.ARM汇编语言中，一常量8_5642也代表（）。
A 整数5642B 整数5642HC 整数Ox5642D 整数29786.要使CPU能够正常工作，下列哪个条件不是处理器必须满足的。
（）(A) 处理器的编译器能够产生可重入代码（B）在程序中可以找开或者关闭中断(C) 处理器支持中断，并且能产生定时中断（D）有大量的存储空间7.下面哪种操作系统最方便移植到嵌入式设备中。
（）(A) DOS （B）unix (C) Windows xp （D）linux8.下列描述不属于RISC计算机的特点的是（）。
A．流水线每周期前进一步。
B．更多通用寄存器。
C．指令长度不固定，执行需要多个周期。
D．独立的Load和Store指令完成数据在寄存器和外部存储器之间的传输。
9.存储一个32位数0x2168465到2000H～2003H四个字节单元中，若以大端模式存储，则2000H存储单元的内容为（）。
南邮ARM嵌入式期末复习
1.嵌入式系统定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式系统的组成结构，层次关系、硬件：[书]硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和 I/O接口。
[课件]硬件层由嵌入式微处理器、存储系统、通信模块、人机接口、其它I/O 接口（A/D、D/A、通用I/O 等）以及电源等组成。
3.嵌入式处理器的分类，有哪些典型的嵌入式处理器：嵌入式处理器的分类：嵌入式微处理器，嵌入式微控制器，嵌入式 DSP处理器，SoC片上系统。
典型的嵌入式处理器有：Am186/88，386EX，SC-400，Power PC，68000，MIPS，ARM/StrongARM 4. ARM处理器模式、内核版本（TDMI）、工作状态、寄存器组织、CPSR、SPSR1）ARM微处理器支持 7种运行模式。
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管理模式（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。
2）T—支持 16位的 Thumb指令集。
D—支持 JTAG片上调试。
M—支持用于长乘法操作（64位结果）的 ARM指令，包含快速乘法器。
I—带有嵌入式追踪宏单元ETM（Embedded Trace Macro），用来设置断点和观察点的调试硬件。
3）工作状态：①ARM状态（32位，执行字对齐的 32位 ARM指令）：当操作数寄存器的状态位【0】为 0时，执行 BX指令进入此状态，当 ARM处理器进行异常处理时，如果把 PC指针放入异常模式链接寄存器中，则程序从异常向量地址开始执行，也可以使处理器进入 ARM状态。
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微型计算机基础知识
①、指令，就是向系统发出的、指示系统做某种操作的指令。
指令译码器，负责对指令进行解释和翻译，并由与译码器相连接的控制器发出相应的控制信息，指挥运算器和存储器协同完成指令所要求的操作。
计算机系统的指令译码器所能够解释的指令集合为指令集。
②、存放程序首地址的存储装置叫做程序计数器。
③、执行指令的三个阶段：取指令、指令译码、执行指令
④、冯诺依曼计算机特点：计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五部分组成；指令与数据以同等地位存放在存储器中，并可按地址对他们进行访问；指令在存储器中顺序存放；机器以运算器为中心，数据的传输必须通过运算器。
⑤、数据总线DB用来在计算机各个部件之间传输数据及指令代码。
地址总线AB用于传输CPU要访问的存储单元或接口的地址信号。
控制总线CB是在计算机各个部件之间传输“读”、“写”之类的控制信号的。
⑥、实现RISC的主要方法：减少指令种类；Load/Store结构；采用指令流水线技术；在处理器中配置更多的通用寄存器
⑦、嵌入式计算机系统与通用型计算机系统相比，特点：专用性强、可裁剪性好、实时性与可靠性好、功耗低
总线、存储器和接口
①、并行总线是由多条传输线组成，其数目与被传输数据的位数相同，每条线负责传输一位二进制代码，可以一次同时传送一个多位二进制代码。
串行总线使用一根线来传送多位二进制信息，多位二进制代码在这根线上一位接着一位地逐一
传输。
②、系统总线分为：数据总线、地址总线、控制总线
③、ISA标准：工业标准体系结构PCI总线：主板插槽USB通用串行总线接口
④、外部设备的特点：信号种类繁多（数字量、模拟量、开关量、脉冲量）、没有地址、工作速度与处理器的工作速度不匹配
⑤、接口中每一个具有地址的寄存器叫做端口。
⑥、I/O端口的编址方式：存储器映像方式和隔离I/O方式
⑦、计算机与外部设备主要有三种联络和数据传输方式：查询方式（处理器主动进行）、中断方式（外部设备主动进行）、DMA方式（数据不经处理器而直接在内存和接口之间进行交换）
⑧、串行通信根据时钟的控制方式可分为同步通信方式和异步通信方式。
如果发送设备和接收设备各自使用自己的时钟来控制通信，那么这种通信方式叫做异步通信方式，这种通信方式允许双方的时钟在准确度和稳定度上有一定的差异；如果发送和接收双方使用同一个时钟来控制通信，那么这种通信方式叫做同步通信方式，要求双方的时钟必须严格一致。
⑨、波特率是衡量传输速率的指标。
表示每秒传输的二进制位数。
ARM体系结构
①、算术逻辑运算单元ALU：ALU是一个可以进行算术和逻辑运算的电路，是处理器进行运算的核心部件；桶式移位寄存器：加快数据的移位运算；高速乘法器：为了提高嵌入式处理器的工作速度以保证实时性的要求；寄存器：为了提高嵌入式处理器的工作速度以保证实时性的要求；指令流水线：ARM体系结构采
用了流行的指令流水线技术
②、哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。
③、ARM的7种运行模式：用户模式（USER）：用户程序运行的模式；快速中断模式（FIQ）：当需要与外设进行高速数据传输时使用的模式；中断模式（IRQ）：用于普通中断处理的模式；管理模式（SVC）：操作系统使用的保护模式；中止模式（ABT）：当数据或指令预取出错时进入的模式；系统模式（SYS）：具有特权的操作系统任务运行的模式；未定义指令中止模式（UND）：当处理器试图执行未定义指令时进入的模式
④、系统默认小端方式：字的低位字节在地址的底端
⑤、堆栈的工作方式：满递增堆栈（堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生成）、满递减堆栈（堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生成）、空递增堆栈（堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由低地址向高地址生成）、空递减堆栈（堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置。
且由高地址向低地址生成）
ARM指令系统
ARM指令集与Thumb指令集区别：Thumb指令集中的指令不能使用“S”后缀来影响程序状态寄存器PSR中的标志；Thumb指令集只有一条分支指令可以是条件指令，而其余的Thumb指令都是无条件指令；大多数指令为2操作数指令，只有极少数的指令为3操作数指令；由于指令字长比较短，所以立即数的取值范围要小得多；具有逻辑移位操作指令，堆栈操作更加灵活
中断和异常
①、中断嵌套：处理器正在处理一个较低级中断的过程中又接收到了另外一个较
高级中断请求的情况。
因较高级中断所请求的事件比正在处理的中断时间紧急，所以现代计算机系统都允许级别较低的中断服务被另一个具有更高级别的中断源所中断。
当处理器接收到中断源的中断请求时，会立即按某种方法找到这个中断源的中断服务程序并执行它，这个处理中断事件的程序叫做中断服务程序。
②、处理器响应中断的条件：处理器程序状态寄存器的中断屏蔽标志处于非屏蔽状态；没有更高级的中断请求正在响应或正发出、正挂起；处理器在现行指令执行结束后
③、计算机响应中断请求，并自动将被中断程序的下一条指令地址保存到堆栈和关闭中断；接下来便将自中断向量表查得的与该中断源对应的中断向量送入PC，并转去执行中断服务程序；当执行到中断服务程序末尾时，执行中断返回指令或跳转指令，把保存的断点地址送回PC，以在断点处继续执行被中断的程序。
③、ARM为快速中断采取了两个措施：为快中断FIQ设置了一个FIQ模式，并为这个模式配置了较多的私有寄存器，从而可使中断服务程序有足够的寄存器来使用，而不必与被中断程序使用同一组寄存器，这样也就免去了因寄存器冲突而必须的保护及回复现场工作，从而大大地减少了中断的延迟时间，提高了实时性。
ARM把FIQ的中断向量放在了中断向量表末尾0C0000001C处，因在它后面没有其他中断向量，允许用户把FIQ的中断服务程序直接存放在从0X0000001C开始处，从而使处理器在响应了FIQ中断之后只需一次跳转就可以执行中断服务程序，从而减少延时。
④、当处理器响应中断请求后，系统的硬件电路一般需要进行四项工作：把程序计数器PC中的当前地址值保存到连接寄存器LR中；把当前程序状态寄存器CPSR中的内容保护到模式私有寄存器SPSR中；将寄存器CPSR中的MODE域
设置为中断应进入的运行模式；对CPSR的I位和F位进行相应的设置，以防止再次响应同一个中断请求。