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部分习题答案-嵌入式系统设计与应用(第2版)-王剑-清华大学出版社

部分习题答案-嵌入式系统设计与应用(第2版)-王剑-清华大学出版社

第二章7. 若内存按字节编址,用存储容量为8K*8比特的存储器芯片构成地址编号A0000H~DFFFFH的内存空间,则至少需要多少片。

本题考查内存容量的计算。

给定起、止地址码的内存容量=终止地址–起始地址+1。

将终止地址加1等于E0000H,再减去起始地址,即E0000H–A0000H=40000H。

十六进制的(40000)16=218。

组成内存储器的芯片数量=内存储器的容量/单个芯片的容量。

218/(8*210)=218/213=258. 下面的代码就使用了__interrupt关键字去定义了一个中断服务子程序(ISR),请评论一下这段代码。

__interrupt double xyz (double r){double xyz= PI * r * r;printf("\nArea = %f", xyz);return xyz;}ISR 不能返回一个值。

ISR 不能传递参数。

在ISR中做浮点运算是不明智的。

printf()经常有重入和性能上的问题9. 在某工程中,要求设置一绝对地址为0x987a的整型变量的值为0x3434。

编译器是一个纯粹的ANSI编译器。

写代码去完成这一任务。

•i nt *ptr;ptr = (int *)0x987a;*ptr = 0x3434;第五章1.在一个单CPU的计算机系统中,采用可剥夺式(也称抢占式)优先级的进程调度方案,且所有任务可以并行使用I/O设备。

下表列出了三个任务T1、T2、T3的优先级和独立运行时占用CPU与I/O设备的时间。

如果操作系统的开销忽略不计,这三个任务从同时启动到全部结束的总时间为多少ms,CPU的空闲时间共有多少ms。

本题考查的是操作系统进程调度方面的知识。

可以按照如下的推理步骤进行分析,如:根据题意可知,三个任务的优先级T1>T2>T3,进程调度过程如下所示,分析如下。

t0时刻:进程调度程序选任务T1投入运行,运行12ms,任务T1占用I/O。

嵌入式期末考试简答题库

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嵌入式期末考试简答题库1. 什么是嵌入式系统?嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它将硬件和软件紧密集成,用于控制、监测或执行特定功能。

这些系统通常运行在具有固定功能的设备上,例如手机、家电、汽车等。

嵌入式系统的设计注重可靠性、高效性和节能性。

2. 嵌入式系统和通用计算机的主要区别是什么?嵌入式系统和通用计算机的主要区别在于设计目标和应用场景。

通用计算机旨在满足各种不同需求的用户,而嵌入式系统则专注于特定的任务和功能。

嵌入式系统通常运行在资源受限的环境中,如内存、处理能力和功耗等方面有严格要求。

3. 请简要描述嵌入式系统的基本组成部分。

嵌入式系统的基本组成部分包括处理器(CPU)、内存、输入/输出设备(I/O)和操作系统。

处理器负责执行程序,内存用于存储数据和指令,I/O设备用于与外部环境交互,操作系统提供运行环境和资源管理。

4. 请解释嵌入式系统中的实时性是什么意思。

实时性是指嵌入式系统对任务处理的时限要求。

实时系统可以分为硬实时和软实时两种。

硬实时系统要求任务必须在给定的时间限制内完成,否则会导致系统故障。

软实时系统对任务执行的时限有一定宽容度,延迟会影响系统性能,但不至于导致系统故障。

5. 请简述嵌入式系统中的中断是什么,并说明其应用场景。

中断是一个突发事件,可以打断正在执行的程序,切换到中断服务程序进行处理。

嵌入式系统中的中断广泛应用于实时响应外部事件和设备的交互。

例如,当传感器探测到变化时,可以通过中断请求及时处理该事件,从而提高系统的实时性能和灵活性。

6. 请简要描述嵌入式系统中的控制循环是什么,并说明其应用场景。

控制循环是指嵌入式系统中用于控制和执行特定任务的主要代码段。

控制循环通常由一个主循环和若干子循环组成,用于检测外部事件、执行任务和更新系统状态。

应用场景包括自动控制系统、工业机械和无人驾驶等。

7. 请解释移植性在嵌入式系统中的含义,并说明其重要性。

移植性是指将嵌入式系统的软件和硬件在不同平台之间进行迁移和适应的能力。

ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案

ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案

第1章嵌入式系统概述(1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。

答:键盘、鼠标、扫描仪。

(2)什么叫嵌入式系统?答:嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。

(3)什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?答:嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

分为3类:1.注重尺寸、能耗和价格;2.关注性能;3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。

(4)什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?答:嵌入式操作系统是操作系统的一种类型,是在传统操作系统的基础上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来的。

原因:1.提高了系统的可靠性;2.提高了开发效率,缩短了开发周期。

3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。

第2章ARM7体系结构1.基础知识(1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么?答:T:高密度16位Thumb指令集扩展;D:支持片上调试;M:64位乘法指令;I:Embedded ICE硬件仿真功能模块。

(2)ARM7TDMI采用几级流水线?使用何种存储器编址方式?答:3级;冯·诺依曼结构。

(3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别?答:ARM处理器模式体现在不同寄存器的使用上;ARM处理器状态体现在不同指令的使用上。

(4)分别列举ARM的处理器模式和状态?答:ARM的处理器模式:用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式;ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。

(5)PC和LR分别使用哪个寄存器?答:PC:R15;LR:R14。

(6)R13寄存器的通用功能是什么?答:堆栈指针SP。

(7)CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态?答:位31~28:N、Z、C、V,条件代码标志位;27~8:保留位;7~0:I、F、T、M4~0,控制标志位。

(8)描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中断。

答:当控制位I置位时,IRQ中断被禁止,否则允许IRQ中断使能;当控制位F 置位时,FIQ中断被禁止,否则允许FIQ中断使能。

ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案

ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案

第1章嵌入式系统概述(1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。

答:键盘、鼠标、扫描仪。

(2)什么叫嵌入式系统?答:嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。

(3)什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?答:嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

分为3类:1.注重尺寸、能耗和价格;2.关注性能;3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。

(4)什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?答:嵌入式操作系统是操作系统的一种类型,是在传统操作系统的根底上参加符合嵌入式系统要求的元素开展而来的。

原因:1.提高了系统的可靠性;2.提高了开发效率,缩短了开发周期。

3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。

第2章 ARM7体系结构(1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么?答:T:高密度16位Thumb指令集扩展;D:支持片上调试;M:64位乘法指令;I:Embedded ICE硬件仿真功能模块。

(2)ARM7TDMI采用几级流水线?使用何种存储器编址方式?答:3级;冯·诺依曼结构。

(3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别?答:ARM处理器模式表达在不同存放器的使用上;ARM处理器状态表达在不同指令的使用上。

(4)分别列举ARM的处理器模式和状态?答:ARM的处理器模式:用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式;ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。

(5)PC和LR分别使用哪个存放器?答:PC:R15;LR:R14。

(6)R13存放器的通用功能是什么?答:堆栈指针SP。

(7)CPSR存放器中哪些位用来定义处理器状态?答:位31~28:N、Z、C、V,条件代码标志位;27~8:保存位;7~0:I、F、T、M4~0,控制标志位。

(8)描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中断。

答:当控制位I置位时,IRQ中断被禁止,否那么允许IRQ中断使能;当控制位F置位时,FIQ中断被禁止,否那么允许FIQ中断使能。

ARM嵌入式系统基础教程-第二版-不完整答案

ARM嵌入式系统基础教程-第二版-不完整答案

第一周作业1写出下列英文简称对应的中文含义答MMR 存取DSP的寄存器PDA 个人数字助理DSP 嵌入式数字信号处理器EMPU 嵌入式微处理器MCU 微控制器SoC 片上系统RTOS 实时操作系统ISR中断服务子程序2 什么是嵌入式系统,有什么特点?答嵌入式系统:嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统特点:嵌入性,内含计算机,专用性4 IEEE的实时UNIX分委会认为实时操作系统应具备哪些特点?答1,异步的事件响应2,切换时间和中断延时时间确定3,优先级中断和调度4,抢占式调度5,内存锁定6连续文件7同步5 前后台系统的概念答对于基于芯片开发来说应用程序一般是一个无限的循环,可称为前后台系统6 非占先式内核和占先式内核工作时有何不同答1非占先式内核要求每个任务自我放弃CPU的所有权,非占先式调度法耶称作合作型多任务,每个任务彼此合作共享一个CPU,异步事件还是由中断服务来处理,中断服务也可以使一个高优先级的任务由挂起状态变为就绪状态.但中断服务以后,控制权还是回到原来被中断了的那个任务,直到该任务主动放弃CPU的使用权时,高优先级的任务才能获得CPU的使用权。

2对于占先式内核,最高优先级的任务一旦就绪,总能得到CPU的控制权。

当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪状态,当前任务的CPU使用权就被剥夺了,那个高优先级的任务立刻得到了CPU的控制权。

7名词解释资源:程序运行时可使用的软,硬件环境。

共享资源:可以被一个以上任务使用的资源代码临界区:指处理时不可分割的代码,运行这些代码不允许被打断任务:一个任务也称为一个线程,是一个简单的程序内核:多任务系统中,内核负责管理各个任务,或者说每个任务分配CPU时间,并且负责任务之间的通信调度:调度是内核的主要职责之一,调度就是决定该轮到哪个任务运行了。

第二章作业1 ARM内核采用什么体系结构?ARM体系结构有什么特性?答ARM内核采用精简指令集计算机(RISC)体系结构。

嵌入式系统课后习题-部分答案(PDF)

嵌入式系统课后习题-部分答案(PDF)

第一章1-1.简述嵌入式系统的定义。

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。

1-2.简述嵌入式系统的组成。

从体系结构上看,嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入式软件组成。

其中嵌入式处理器通常是单片机或微控制器,支撑硬件主要包括存储介质、通信部件和显示部件等,嵌入式软件则包括支撑硬件的驱动程序、操作系统、支撑软件及应用中间件等。

嵌入式系统的组成部分是嵌入式系统硬件平台、嵌入式操作系统和嵌入式系统应用。

嵌入式系统硬件平台为各种嵌入式器件、设备(如ARM 、PowerPC、Xscale、MIPS等);嵌入式操作系统是指在嵌入式Linux、uCLinux、WinCE等。

1-3.ARM7处理器使用的是(ARMv4)指令集。

ARM7内核采用冯·诺依曼体系结构,数据和指令使用同一条总线。

内核有一条3级流水线,执行ARMv4指令集。

1-6.ARM9采用的是(5)级流水线设计。

存储器系统根据哈佛体系结构(程序和数据空间独立的体系结构)重新设计,区分数据总线和指令总线。

第二章2-1.简述ARM可以工作在几种模式。

ARM处理器共有7种工作模式:用户模式(User)、快速终端模式(FIQ)、外部中断模式(IRQ)、特权模式(svc)、数据访问中止模式(Abort)、未定义指令中止模式(Undef)、系统模式(System)。

除用户模式外其他6种模式称为特权模式。

在特权模式下,程序可以访问所有的系统资源,也可以任意地进行处理器模式切换。

再除去系统模式,其余5种模式又称为异常模式。

2-2.ARM核有多少个寄存器?ARM处理器有如下37个32位长的寄存器:(1)30个通用寄存器;(2)6个状态寄存器:1个CPSR(Current Program Status Register,当前程序状态寄存器),5个SPSR(Saved Program Status Register,备份程序状态寄存器);(3)1个PC(Program Counter,程序计数器)。

微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第2版)第3章答案

微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第2版)第3章答案

微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第2版)第3章答案“微处理器系统原理与嵌入式系统设计”第三章习题解答3.1处理器有哪些功能?说明实现这些功能各需要哪些部件,并画出处理器的基本结构图。

处理器的基本功能包括数据的存储、数据的运算和控制等功能。

其有5个主要功能:①指令控制②操作控制③时间控制④数据加工⑤中断处理。

其中,数据加工由ALU 、移位器和寄存器等数据通路部件完成,其他功能由控制器实现。

处理器的基本结构图如下:寄存器组控制器整数单元浮点单元数据通路处理器数据传送到内存数据来自内存数据传送到内存指令来自内存3.2处理器内部有哪些基本操作?这些基本操作各包含哪些微操作?处理器基本操作有:取指令、分析指令、执行指令。

取指令:当程序已在存储器中时,首先根据程序入口地址取出一条程序,为此要发出指令地址及控制信号。

分析指令:对当前取得的指令进行分析,指出它要求什么操作,并产生相应的操作控制命令。

执行指令:根据分析指令时产生的“操作命令”形成相应的操作控制信号序列,通过运算器、存储器及输入/输出设备的执行,实现每条指令的功能,其中包括对运算结果的处理以及下条指令地址的形成。

3.3什么是冯·诺伊曼计算机结构的主要技术瓶颈?如何克服?冯·诺伊曼计算机结构的主要技术瓶颈是数据传输和指令串行执行。

可以通过以下方案克服:采用哈佛体系结构、存储器分层结构、高速缓存和虚拟存储器、指令流水线、超标量等方法。

3.5指令系统的设计会影响计算机系统的哪些性能?指令系统是指一台计算机所能执行的全部指令的集合,其决定了一台计算机硬件主要性能和基本功能。

指令系统一般都包括以下几大类指令。

:1)数据传送类指令。

(2)运算类指令包括算术运算指令和逻辑运算指令。

(3)程序控制类指令主要用于控制程序的流向。

(4)输入/输出类指令简称I/O 指令,这类指令用于主机与外设之间交换信息。

因而,其设计会影响到计算机系统如下性能: 数据传送、算术运算和逻辑运算、程序控制、输入/输出。

嵌入式系统基础教程第2版习题解答俞建新

嵌入式系统基础教程第2版习题解答俞建新

《嵌入式系统基础教程第2版》习题和思考题解答要点提示版本:1.00版编写完成日期:2014年12月5日机械工业出版社《嵌入式系统基础教程第2版》习题和思考题解答要点提示目录目录简单说明 (1)第1章1.9节习题和思考题 (1)第2章2.5节习题和思考题 (4)第3章3.9节习题与思考题 (5)第4章4.8节习题和思考题 (8)第5章5.6节习题与思考题 (8)第6章6.11节习题与思考题 (13)第7章7.9节习题和实验题 (18)第8章8.7节习题与思考题 (20)第9章9.6节习题和思考题 (26)结束正文共31页 (31)简单说明1,从2014年4月初开始搜集资料、编写、整理、润色和修改,到2014年12月5日结束。

2,本文档给出的习题和思考题都是《嵌入式系统基础教程第2版》图书中各章最后一节段落中列出的习题和思考题。

为了描述简单起见,在文档正文中大多数情况下我们用“第2版教程”一词来代表《嵌入式系统基础教程第2版》图书。

3,对第2版教程中的大部分习题和思考题给出了解答要点提示,但是并非所有习题和思考题都是这样。

如果习题和思考题难度较大,或者需要技术成熟的开发板调试,或者需要较长时间的实验程序编写,对这样的习题和思考题我们不直接提供解答要点提示。

4,在这个文档中的插图编号我们采用“插图x-y”的形式。

其中x表示章号,y表示这一章的插图序号,例如:插图1-1、插图5-1、等。

5,本文档的编写者就是第2版教程的三名编写者,俞建新、王健、宋健建。

第1章1.9节习题和思考题习题1-1 试说明嵌入式系统和PC系统的主要差异在哪些方面?解答要点提示本道题目的解答可以从以下7个方面着手。

(1)嵌入式系统属于专用计算机系统,应用领域比较广泛,用户对象与嵌入式产品关系密切。

而PC 系统属于通用计算机系统,主要以个人用户需要为主,兼顾企业和事业单位的业务需要。

(2)嵌入式处理器的型号比较多,研发嵌入式产品时选型的余地比较大。

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第一章嵌入式系统概论1.嵌入式系统的定义是什么?答:以应用为中心,以计算机技术为基础,硬件、软件可裁剪,功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2.简述嵌入式系统的主要特点。

答:(1)功耗低、体积小、具有专用性(2)实时性强、系统内核小(3)创新性和高可靠性(4)高效率的设计(5)需要开发环境和调试工具3. 嵌入式系统一般可以应用到那些领域?答:嵌入式系统可以应用在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、网络及电子商务、环境监测和机器人等方面。

4. 简述嵌入式系统的发展趋势答:(1)嵌入式应用的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持(2)连网成为必然趋势(3)精简系统内核、算法,设备实现小尺寸、微功耗和低成本(4)提供精巧的多媒体人机界面(5)嵌入式软件开发走向标准化5.嵌入式系统基本架构主要包括那几部分?答:嵌入式系统的组织架构是由嵌入式处理器、存储器等硬件、嵌入式系统软件和嵌入式应用软件组成。

嵌入式系统一般由硬件系统和软件系统两大部分组成,其中,硬件系统包括嵌入式处理器、存储器、I/O系统和配置必要的外围接口部件;软件系统包括操作系统和应用软件。

6.嵌入式操作系统按实时性分为几种类型,各自特点是什么?答:(1)具有强实时特点的嵌入式操作系统。

(2)具有弱实时特点的嵌入式操作系统。

(3)没有实时特点的嵌入式操作系统。

第二章嵌入式系统的基础知识1.嵌入式系统体系结构有哪两种基本形式?各自特点是什么?答:冯诺依曼体系和哈佛体系。

冯诺依曼体系结构的特点之一是系统内部的数据与指令都存储在同一存储器中,其二是典型指令的执行周期包含取指令TF,指令译码TD,执行指令TE,存储TS四部分,目前应用的低端嵌入式处理器。

哈佛体系结构的特点是程序存储器与数据存储器分开,提供了较大的数据存储器带宽,适用于数据信号处理及高速数据处理的计算机。

2.在嵌入式系统中采用了哪些先进技术?答:(1)流水线技术(2)超标量执行(3)总线和总线桥3.简述基于ARM架构的总线形式答:ARM架构总线具有支持32位数据传输和32位寻址的能力,通过先进微控制器总线架构AMBA支持将CPU、存储器和外围都制作在同一个系统板中。

AMBA具体包含两条总线,一是高性能总线AHB是为高速传输而经过优化的,他直接连接到CPU上。

二是连接外设的外围设备总线APB,属于本地二级总线,通过桥连接器与AHB相连,它主要用于不需要高性能流水线接口或不需要高带宽接口的设备互联。

4.简述一下嵌入式存储系统的地址映像方式和组成结构。

答:嵌入式存储系统一般是由高速缓存区Cache(SRAM),内部存储器(SDRAM)和外部存储器(Flash ROM)组成。

5.简介嵌入式存储系统的地址映像方式和工作原理。

答:通常使用的方法有全相联映像:它允许内存中的每一个存储块都可以映像到Cache存储器的任何一个存储块位置上,也允许从确实已被沾满的Cache存储器中替换出任何一个旧存储块。

直接映像方式:内存中的存储块与Cache中存储块有固定的对应关系。

组相连映像方式:是直接映像和全相连映像方式的一种折中方案。

6.闪速存储器主要由哪两种技术实现?他们的主要差别是什么?答:NOR型和NAND型两种非易失闪速存储器。

差别:(1)NOR Flash带有SRAM接口,具有先行寻址特性,可以很容地存取访问其内部的每一个字节,NOR类型的速度比NAND类型稍快一些。

NAND Flash使用复用接口和控制IO 接口对此寻址存取数据,NAND类型的擦除速度和写入速度比NOR类型块。

(2)NAND Flash生产简单,成本低。

存储密度大于NOR Flash。

(3)NAND Flash每块最多擦鞋次数是100万次,而NOR类型存储器的最多擦写次数是10W 次。

7.简述在嵌入式存储系统中的数据存放的格式。

答:存放格式分为大端序格式和小端序格式。

8.嵌入式软件系统结构包含有哪几个层面,主要完成什么功能?答:四个层面:驱动层、操作系统层、中间件层、应用层。

驱动层:为上层软件提供了设备的接口操作系统层:隐藏硬件细节,而只提供给应用程序开发人员一个抽象的接口。

应用层:完成特定的工作。

9.简述嵌入式操作系统发展的四个阶段。

答:(1)无操作系统阶段(2)简单操作系统阶段(3)实时操作系统阶段(4)面向Internet阶段10.什么是嵌入式实时操作系统?简单介绍其特点。

答:在给定的时间内提供某种程度的服务,如果在规定的时间内没有得到结果,那整个的系统就是失败。

特点:(1) 多任务(2) 任务的事件驱动(3) 中断与中断优先级(4) 同步与异步(5) 资源与临界资源(6) 容错与安全性11.非占先式与占先式调度法的区别有哪些?答:非占先式内核的任务及响应时间是不确定的,不知道什么时候高优先级的任务才能拿到CPU的控制权,完全取决于应用程序什么时候释放CPU。

占先式内核最高优先级的任务一旦就绪,总能得到CPU的控制权。

12简述嵌入式微处理器的中断处理过程。

答:(1)保存CPSR到SPSR(2)设置当前状态寄存器CPSR中的相应位。

(3)将一起异常指令的下一条指令的地址保存到新的异常工作模式的程序连接寄存器R14_mode中,使异常处理程序执行完后能正确返回原地址。

(4)给程序计数器(PC)强制赋值,使程序在对应的矢量地址开始执行中断处理程序。

13嵌入式硬实时操作系统与软实时操作系统有什么不同?14常用的四种嵌入式操作系统各自都有哪些特点?答:uC/OS-II:首先是公开源代码,其次是具有可移植性、可固化、可裁剪性。

Linux:(1)开放源代码(2)内核小、功能强大、运行稳定、效率高(3)有大量的且不断增加的开发工具和开发环境。

(4)对网络方面的支持是非常完整的(5)应用广泛。

(6)包括内核和应用程序两部分。

(7)包括进程调度、内存管理、文件管理、进程间通信、网络和驱动程序。

Windows CE:(1)WinCE不能运行现有的任何Windows应用程序。

(2)有严格的内存限制。

(3)有精简的运行库和API(4)通常没有鼠标(5)硬件并不十分标准化VxWorks:可靠性、实时性和可裁剪性。

15.嵌入式系统的计算机语言主要有哪几种?分别用在什么场合?答:嵌入式系统的计算机语言主要有汇编语言,其中包括ARM/Thumb/Jazelle。

应用代码一般使用C语言。

16.什么是操作系统的移植?17.简述ARM指令集的基本寻址方式和分类形式?答:ARM处理器支持的基本寻址方式一共有9种,具体的有立即数寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、寄存器唯一寻址、基址寻址、相对寻址、多寄存器寻址、块复制寻址、堆栈寻址方式。

ARM指令集可以分为跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器(PSR)传输指令、Load/Store 指令、异常中断产生指令和协处理器指令6类。

18.简述ARM指令集同X86指令集的主要差别。

答:指令格式定长4字节、不定长1-15字节程序读/写指令计数器可以、不可以状态标志位更新由指令的附加位决定、指令隐含决定按照边界对其取指令必须在4字节边界取指操作数寻址方式三地址、二地址状态位个数4/6高密度指令有、无条件判断执行几乎每一条、专用条件判断指令栈数据传输指令没有,用LDM/STM实现、有专用指令PUSH/POPDSP处理的乘加指令有、无访存体系结构Load/Store指令、算术逻辑指令也能访问内存19.ARM指令集和Thumb指令集的主要差异有哪些?答:指令工作标志:CPSR的T位=0、CPSR的T位=1操作数寻址方式:大多数指令为3地址、大多数指令为2地址指令长度:32位、16位内核指令:58条、30条条件执行:大多数指令、只有分支指令数据处理指令:访问桶形位移器和ALU、独立的桶形位移器和ALU寄存器使用:15个通用寄存器+PC(R15)、8个通用低寄存器+7个高寄存器+PC(R15) 程序状态寄存器:特权模式下可读写、不能直接访问异常处理:能够全盘处理、不能处理第三章基于ARM架构的嵌入式微处理器1.基于ARM架构的微处理器有哪些特点?答:在处理器内部大量使用32位寄存器使内部的代码及实时内核的执行时间减少到最低的限度。

系统内部具有很强的存储区保护功能。

内部具有可扩展的处理器结构,以最短的时间和最快的速度扩展出满足应用性能的嵌入式微处理器。

系统具有小体积、低功耗、低成本、高性能的特点。

2.简述基于ARM架构的微处理器的内部结构。

答:ARM系统架构的微处理器一般是由32位算术逻辑单元ALU、近40个32位通用及专用寄存器组、32位桶形移位寄存器、指令译码及控制逻辑、指令流水线和数据/地址寄存器等部件组成。

3.ARM指令集定义了几种变种形式?答:(1)Thumb指令集(T变种)(2)长乘法指令(M变种)(3)增强型DSP指令(E变种)(4)JAVA加速器Jazelle(J变种)(5)ARM媒体功能扩展(SIMD变种)4.简述ARM微处理器的两种工作状态。

答:从编程角度看,ARM微处理器的工作状态一般有ARM状态和Thumb状态两种工作状态。

ARM工作状态时,处理器执行32位的字对齐和ARM指令系统。

对于Thumb工作状态,此时处理器执行16位的,半字对齐的Thumb指令系统。

可以通过转移指令在两种状态之间进行切换,两者之间的状态切换不影响处理器工作状态和寄存器中的内容。

5.ARM微处理器有哪几种工作模式?答:ARM微处理器支持7中工作运行模式:用户模式(USR)快速中断模式(FIQ)外部中断模式(IRQ)管理模式(SVC)中止模式(ABT)未定义(UND)系统模式(SYS)6.简述ARM微处理器的寄存器组织及R13/R14/R15/CPSR/SPSR的特殊作用及使用场合。

答:寄存器R13在ARM中常用作栈指针,在ARM指令集中只是一种习惯的用法,在Thumb 指令集中,有一些指令强制性的使用R13作为栈指针。

寄存器R14又称为连接寄存器,在ARM体系中具有下面两种特殊作用。

每一种处理器模式中,自己的物理地址R14中存放在当前子程序的返回地址。

当通过BL或BLX指令调用子程序时,R14被设置成盖子程序的返回地址。

在子程序中,当把R14的值复制到程序计数器PC 中时,子程序即返回。

程序计数器R15。

寄存器R15用作程序计算器(PC)。

当前程序状态寄存器CRSR。

包括条件标志位,中断禁止位,当前处理器标志位,以及其他一些相关的控制和状态未。

程序状态寄存器SPSR。

7.ARM微处理器系统控制程序执行流程有哪三种形式,都是如何工作的?答:在ARM体系微处理器中,通常有三种方式控制程序的执行流程方式。

他们分别是:(1) 在正常程序执行过程中,这个过程是按顺序执行的。

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