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嵌入式系统及应用习题集（计科 2092） 第 1 页 共 19 页 一、一、填空填空 1嵌入式系统在硬件设计、操作系统的选择、以及软件的设计上都要遵循“ 面向应用、面向应用、 量体裁衣、够用为度量体裁衣、够用为度 ”的原则。 2 嵌入式处理器嵌入式处理器 是嵌入式系统的核心部件，是控制、辅助系统运行的硬件单元。 3试列举三种以上主流的通用处理器： ARMStrongARM、MIPS、PowerPC、X86、 68KColdfire 。 4ARM 处理器共有 37 个寄存器个寄存器 ，其中包括 31 个通用寄存器个通用寄存器 和 6 个状态寄存器个状态寄存器 。 5ARM 处理器有 7 种种 不同的处理器模式，在每一种处理器模式下均有一组相应的寄存器 与之对应。 即在任意一种处理器模式下， 可访问的寄存器包括 15 个通用寄存器 （个通用寄存器 （R0R14） 、 一一 至二个状态寄存器和程序计数器至二个状态寄存器和程序计数器 。 6寄存器 R13 在 ARM 指令中常用作 堆栈指针堆栈指针 。R14 也称作子程序连接寄存器或 连接连接 寄存器寄存器 LR ，当发生中断或异常时，对应的分组寄存器 R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt 和 R14_und 用来保存 R15 的返回值的返回值 。 7ARM 微处理器的在较新的体系结构中支持两种指令集：ARM 指令集指令集 （指令长度为 32 位）和 Thumb 指令集指令集 （指令长度为 16 位）。 8寄存器 R15 用作 程序计数器程序计数器(PC) 。该寄存器在 ARM 状态下，位1:0为 0，位31:2 用于保存 PC；在 Thumb 状态下，位0为 0，位31:1用于保存 PC。 9寄存器 R16 用作 CPSR(当前程序状态寄存器当前程序状态寄存器) ，CPSR 可在任何运行模式下被访问。 每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器，称为 SPSR（备份的程序状态寄存器）（备份的程序状态寄存器） 。 10Thumb 状态下的寄存器集是 ARM 状态下寄存器集的一个子集，程序可以直接访问 8 个通用寄存器（个通用寄存器（R7R0）、程序计数器（）、程序计数器（PC）、堆）、堆栈指针（栈指针（SP）、连接寄存器（）、连接寄存器（LR）和）和 CPSR 。 11每一条 ARM 指令包含的条件码位于指令的 最高最高 4（31:28）位）位 ，每种条件码可用两 个字符表示，可以添加在指令助记符的后面和指令同时使用。 12函数的参数传递方法有两种： R0R3 寄存器和堆栈寄存器和堆栈 。 13处理器有五种地址空间： 寄存器地址空间、程序存储器地址空间、内部数据存储器地寄存器地址空间、程序存储器地址空间、内部数据存储器地 址空间、外部数据存储器地址空间、址空间、外部数据存储器地址空间、IO 地址空间地址空间 。每种处理器有其中的一种或几种地址空间。 14 试列举三种以上常见的嵌入式操作系统： Xinu、 uC/OS-II、 eCOS、 LynxOS、 pSOS+、 QNX、VRTX、Linux、VxWorks、Nucleus、WinCE 。 18RS422 标准是平衡式的，传输一个信号用两条线，逻辑信号用两条线的电平差表示， 双线传输的主要优点是 抗干扰能力增强抗干扰能力增强 。 19一般而言，嵌入式系统的构架可以分为 4 个部分：处理器、 存储器存储器 、输入/输出和软 件，一般软件亦分为 操作系统操作系统 和应用软件两个主要部分。 20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控制器 ，嵌入式 DSP， 嵌入式微处理器嵌入式微处理器 以及片上系统。 21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、 进程间通信进程间通信 、 内存管理内存管理 、I/O 资源管理。 22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 分时操作系统分时操作系统 ， 其中实时系统亦可分为 硬实时操作系统硬实时操作系统 和软实时系统。 23 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 通信通信 ， 内核的基本服务是 任务调度任务调度 。 嵌入式系统及应用习题集（计科 2092） 第 2 页 共 19 页 24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 机或者台式机机或者台式机 。 25哈佛体系结构数据空间和地址空间 分开分开 ，ARM920T 采用 哈佛体系哈佛体系 的内核架构。 26ARM7TDMI 采用 3 级流水线结构，ARM920TDMI 采用 5 级流水线。 27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 分分 时时 操作系统，VxWorks 属于 实时嵌入式实时嵌入式 操作系统。 28ARM7TDMI 中，T 表示支持 16 位 Thumb 指令集，D 表示 在片可调试在片可调试 ，M 表示内嵌 乘法器 Multiplier，I 表示 嵌入式嵌入式 ICE ，支持在线断点和调试。 30ARM7TDMI 与 ARM720T 的一个重要区别在于后者有 存储空间管理单元（存储空间管理单元（MMU） 、 8K Cache 片内缓存（提高片内缓存（提高 CPU 性能）性能） 。 33ARM 体系结构可用两种方法存储字数据，具体为 大端格式大端格式 、 小端格式小端格式 。 35ARM 微处理器在较新的体系结构中支持两种指令集： ARM 指令集指令集 、 Thumb 指令指令 集集 。 36ARM 处理器有 9 种基本寻址方式，分别是： 寄存器寻址寄存器寻址 、 立即寻址立即寻址 、 寄存器偏寄存器偏 移寻址移寻址 、 寄存器间接寻址寄存器间接寻址 、 基址寻址基址寻址 、 多寄存器寻址多寄存器寻址 、 堆栈寻址堆栈寻址 、 块拷贝寻址块拷贝寻址 、 相相 对寻址对寻址 。 41在线仿真包括 3 个过程： 装载映像文件装载映像文件 、 程序程序执行执行 、 查看寄存器和内存空间查看寄存器和内存空间 。 46ARM 嵌入式系统主要由 嵌入式处理器嵌入式处理器 、 相关支撑硬件相关支撑硬件 和 嵌入式软件系统嵌入式软件系统 构成。 47常用的嵌入式外围设备有 存储设备存储设备 、 通信设备通信设备 和 显示设备显示设备 三类。 48总线通常包括 数据总线数据总线 、 地址总线地址总线 、 控制总线控制总线 。 50嵌入式操作系统的调试一般包括：_操作系统操作系统_调试和_应用程序应用程序_调试。 51电子设备电源系统包括：_交流交流_电源和_直流直流_电源。 52ARM 处理器工作状态主要有 运行运行 、 睡眠睡眠 和 空闲空闲 模式。 53IC 芯片工作一般供电电压有： 5V 、 3.3V 、 2.5V 、 1.8V 。 54布线时，电源线、信号线、地线线宽大小一般为：_地线地线_电源线电源线_信号线信号线_。 55作为高速缓存的存储器主要有 SRAM 、 DRAM 和 Flash ROM 。 56动态 RAM 有_SDRAM_和 DDR 。 57ARM 有从外部_SDRAM 启动的外启动和从片上_ROM 启动的内启动两种启动方式。 59MTD 核心层分为：_用户模块接口用户模块接口_层、_MTD 抽象抽象_层和_MTD 设备驱动模块设备驱动模块_层。 60Nor-Flash 常用于存放_系统代码系统代码_，而 Nand-Flash 存放_用户信息用户信息_。 61Linux 设备可分为 字符设备字符设备 、 块设备块设备 和_网络设备网络设备_三种。 62GPIO 支持_中断中断 、 查询查询_和 DMA 三种数据传输方式。 63GPIO 驱动可以以两种方式编译：一种是_静态编译进内核静态编译进内核_，另一种是 编译成模块动编译成模块动 态加载态加载_。 64ARM 内核支持 7 种中断，分别是： 复位复位 、 未定义指令未定义指令 、 软件中断软件中断 、 指令预取指令预取 中止中止 、 数据中止数据中止 、 外部中断请求外部中断请求 和 快速中断请求快速中断请求 。 66ARM 硬件中断主要有： 定时器中断定时器中断 、 串口输入串口输入/输出中断输出中断 、 接口中断接口中断 、 链路中链路中 断断等 4 种。 68按复位信号是否与时钟信号同步，可分为：_同步同步_复位和_异步异步_复位。 78从广义的角度来说，数据通信方式可以分为_并行通信并行通信_和_串行通信串行通信_两大类，相应的 通信线路分别称为_并行总线并行总线_和_串行总线串行总线_。 79串行通信的两种基本工作方式为：_异步串行通信异步串行通信_和_同步串行通信同步串行通信_。标准异步串行 通信（UART）接口有：_ RS-232C 、 RS-422_和_ RS-485_。 80UART 串行通信接口标准是_RS-232C ，它采用_负负_逻辑来进行电平传输。 81I2C 采用两根 I/O 线是：_SCL 串行时钟线串行时钟线 、 SDA 串行数据线串行数据线_。 83串行存储器一般具有两种写入方式：_字节写入方式字节写入方式 和 页写入方式页写入方式_。 84以太网接口电路主要由 MAC 控制器控制器 和 物理层接口物理层接口 两大部分构成。 92每个以太网口上都有一个唯一的_48_位 MAC 地址与之对应。 嵌入式系统及应用习题集（计科 2092） 第 3 页 共 19 页 95Boot-loadere 两种不同的操作模式是_启动加载启动加载_模式和_下载下载_模式。 96Boot-loader 通过串口与 PC 进行传输，传输协议通常是_xmodem 、 ymodem 和 zmodem _协议之一。 97Boot-loader 目标代码是* bin 格式的文件。 98ARM Linux 移植主要工作是把编译生成的_Boot-loader 、 Kernel Image 和 Root File ，并烧写到 Flash 中。 99在 PC 上编译 ARM 运行的程序，需要_交叉交叉_编译器。 100Linux 移植类型包括基于_处理器处理器_的移值和基于_平台平台_的移值。 101建立 ARM 编译环境的主要开发工具有_binutils 、 gcc 和 glibc 。 102Linux 支持多种文件系统，包括：_Romfs 、 Cramfs 、 JFFS 和 JFFS2_。 103JFFS2 在 Linux 中一种是作为_根文件系统根文件系统_，另一种是作为_普通文件系统普通文件系统_在系统 启动后被挂载。 106常用的 GUI 图形开发界面主要有_X Window 、 MicroWindows 、 OpenGUI 、 Qt/Embedded 、 MiniGUI 和 PicoGUI _。 113TFTP 简单文件传输协议基于_UDP 传输层协议。 119传输语音的格式一般有：_IIS 总线格式总线格式 和 MSB-Justified 格式格式_。 120IIS 总线传输方式一般有：_正常传输模式正常传输模式 、 DMA 传输模式传输模式 和 发送发送/接收模式接收模式_。 121标准 VGA 显示器接口是_5_针 D 型接口，由_R 、 G 、 B 三色模拟信号线和_行行 _同步、_场场_同步两个数字信号构成。 128ARM 处理器中断有两种处理模式，分别为 快速中断模式快速中断模式 和 外部中断模式外部中断模式 。 129嵌入式系统中按照总线的传送的信息类型，可以分为 数据总线数据总线 、 地址总线地址总线 和 控控 制总线制总线 。 131ARM 微处理器有 7 种工作模式，它们分为两类 非特权模式非特权模式 、 特权模式特权模式 。其中 用户模式属于 非特权非特权模式模式 。 132ARM 支持两个指令集， ARM 核因运行的指令集不同，分别有两个状态 ARM 、 Thumb ，状态寄存器 CPSR 的 T 位反映了处理器运行不同指令的当前状态。 133 ARM 核有多个寄存器， 其中大部分用于通用寄存器， 有小部分作为专用寄存器， R15 寄存器用于存储 PC，R13 通常用来存储 SP 。 134ARM 微处理器复位后，PC 的地址通常是 0x0 ，初始的工作模式是 Supervisor 。 139ARM 处理器有两种总线架构，数据和指令使用同一接口的是 冯诺依曼冯诺依曼 ，数据和指 令分开使用不同接口的是 哈佛结构哈佛结构 。 140目前，嵌入式处理器种类繁多。按照类型大致可以分为嵌入式微处理器 EMPU 、嵌 入式微控制器 MCU 、嵌入式数字信号处理器 EDSP 和片上可编程系统 SOPC 。 141BootLoader 就是在 操作系统内核操作系统内核 运行前执行的一小段程序，用于 引导加载程序引导加载程序 以及 系统内核系统内核 。 142BootLoader 是依赖于硬件平台的，不同的 嵌入式处理器嵌入式处理器 和 嵌入式系统嵌入式系统 需要不同 的 BootLoader 来引导。 145按照系统对相应时间的敏感程度，嵌入式操作系统可以分为三类， 硬实时硬实时 系统、 软软 实时实时 系统和 非实时非实时 系统。 146VxWorks 操作系统是美国 WindRiver 公司于 1983 年设计开发的一种嵌入式实时操 作系统（RTOS） ，是嵌入式开发环境的关键组成部分。 147Windows CE 是微软旗下的一个 32 位嵌入式操作系统。在 Windows CE 中，C 代表 袖珍（袖珍（Compact） 、消费（） 、消费（Consumer） 、通信能力（） 、通信能力（Connectivity)和伴侣（和伴侣（Companion） ，E 代表 电子产品（电子产品（Electronics） 。目前最新的 Windows CE 为 Windows CE 6.0 。 148C/OS-II 是一种 开源但不免费开源但不免费 的实时操作系统，具有 可剥夺实时可剥夺实时 内核。 150 RISC 以 CISC 为基础， 重点优化 计算机结构计算机结构 ， 使其更加简单合理地提高运算速度。 152ARM7 内核为低功耗的 32 位位 RISC 处理器，其采用 冯冯 诺依曼诺依曼 体系结构，数据和 指令使用同一条总线。ARM7 内核有一条 3 级级 流水线，执行 ARMv4 指令集，最适合用于对价 嵌入式系统及应用习题集（计科 2092） 第 4 页 共 19 页 位和功耗要求较高的消费类应用。 155 ARM RealView MDK 是 ARM 公司和深圳英倍特公司合作开了本土化的 ARM 开发 平台。 156嵌入式系统是以 应用应用 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 专用计算机专用计算机 系统。 157嵌入式系统软件的要求与台式机有所不同，其特点主要包括： 软件要求固化存储软件要求固化存储 ； 软件代码要求高效率、高可靠性；系统软件有较高的实时性要求。 158ARM9 的工作模式有 7 种，包括： 用户模式用户模式 、系统模式、 管理模式管理模式 、中止模式、 未定义模式、 IRQ 模式模式 、FIQ 模式。其中除 用户模式用户模式 外的其他 6 种模式称为特权模式。 159ARM 处理器中 CPSR 和 SPSR 的中文名称分别为： 当前程序状态当前程序状态 寄存器和 保存保存 程序状态程序状态 寄存器。 160S3C2410 芯片外部寻址空间是 1G，被分成_8_个存储块，每块_128_MB。SDRAM 存储器应连接到第 6 或或 7_个存储块。 161S3C2410 涉及 DMA 的操作模式有三类：DMA 请求模式、 DMA 传输传输 模式和_DMA 服务服务 模式。 162S3C2410 芯片共有_8_个 I/O 端口，每个端口都有相应的控制寄存器和数据寄存器， 其中控制寄存器的主要功能是设置_I/O 引脚的功能引脚的功能_，数据寄存器的功能是_从寄存器读取数据或从寄存器读取数据或 者向寄存器写入数据者向寄存器写入数据_。 166嵌入式系统中，微处理器控制 I/O 端口或部件的数据传送方式有 2 种：_中断方式中断方式 和 _程序查询方式程序查询方式 。 170S3C2410 芯片共有 117 个个 输入输出引脚，分属于 8 个个 I/O 端口。 172 在嵌入式系统设计过程中， 需求分析包括： 功能性需求分析功能性需求分析 和 非功能性需求分析非功能性需求分析 。 173ARM 字数据存储格式有： 大端格式大端格式 和 小端格式小端格式 。 176I/O 接口电路数据传送方式有： 查询查询 、 中断中断 、DMA、I/O 通道和 I/O 处理机方式。 178Boot loader 主要功能是： 系统初始化系统初始化 、 加载和运行内核程序加载和运行内核程序 。 182RAM 存储器有两种，分别是： SRAM 和 DRAM 。 183嵌入式操作系统的内核构成包括： 系统初始化系统初始化 、 多任务管理多任务管理 和内存管理。 184在宿主机上使用编译器软件将嵌入式应用。嵌入式操作系统编译成为可以在 目标机目标机 上运行代码的过程，称为 交叉编译交叉编译 ，而采用的编译器称为交叉编译器。 186ARM 体系结构所支持的最大寻址空间为 4GB 。 二、二、选择选择 1、下面哪种操作系统不属于商用操作系统。( B ) A. windows xp B. Linux C. VxWorks D. WinCE 2、下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。 ( C ) A. 内核精简 B. 专用性强 C. 功能强大 D. 高实时性 4、在嵌入式 ARM 处理器中，下面哪种中断方式优先级最高。( A ) A. Reset B. 数据中止 C. FIQ D. IRQ 5、NAND FLASH 和 NOR FLASH 的区别正确的是。 ( D ) A. NOR 的读速度比 NAND 稍慢一些 B. NAND 的写入速度比 NOR 慢很多 C. NAND 的擦除速度远比 NOR 的慢 D.大多数写入操作需要先进行擦除操作 8、以下哪种方式不属于文件系统的格式。( B ) (A) FAT （B）DOS (C) NTFS （D）EXT 10、下面哪个特点不属于 USB 设备的特点。( B ) (A) 串行通信方式 （B）不可热拨插 (C) 分 HOST、DEVICE 和 HUB （D）通信速率比 RS232 快 嵌入式系统及应用习题集（计科 2092） 第 5 页 共 19 页 11、下面不符合嵌入式操作系统特点的是（B） A、实时性 B、不可定制 C、微型化 D、可移植性 12、嵌入式处理器指令的执行周期包括（D） A启动 运行 退出 B取指令 指令译码 执行指令 存储 C启动 运行 挂起 退出 D取指令 指令译码 执行指令 13.Embedded Visual Studio 是（B） A嵌入式硬件开发工具 B嵌入式软件开发工具 C嵌入式调试工具 D嵌入式编译工具 14.JTAG 的引脚 TCK 的主要功能是（C） A嵌入式硬件开发工具 B嵌入式软件开发工具 C嵌入式调试工具 D嵌入式编译工具 15、以下叙述中，不符合 RICS 特征的是（B ） A 指令长度固定，种类少 B 寻址方式丰富，指令功能尽量增强 C设置大量通用寄存器，访问存储器指令简单 D 选取使用频率较高的指令 16、在下列 ARM 处理器模式中， （D）模式有自己独立的 R8-R14 寄存器。 A系统模式 B终止模式 C中断模式 D快速中断模式 17、按照 ARM 过程调用标准（APCS） ，栈指针使用（B）寄存器 AR0 BR13 CR14 DR15 18、嵌入式系统应用软件一般在宿主机上开发，在目标机上运行，因此需要一个（B）环境。 A交互操作系统 B交叉编译 C交互平台 D分布式计算 选择题：下列哪个不是合法的立即数：0xFF， 0x104，0x39C00，0x1FE800 23、ARM 分支指令 选择题：下列哪条指令是带状态切换的跳转指令 B BL BX BLX 选择题：下面关于嵌入式 C 的描述，正确的是（c） A、总在第一个定义的函数执行 B、要调用的函数，必须在 main( )中定义 C、总是从 main( )处开始执行 D、main( )必须放在程序的开始处 25、以下说法不正确的是（B ） 。 A、任务可以有类型说明 B、任务可以返回一个数值 C、任务可以有形参变量 D、任务是一个无限循环 26、下列描述不属于 RISC 计算机的特点的是（C） 。 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。 27 存储一个 32 位数 0x2168465 到 2000H2003H 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（ D） 。 A、0x21 B、0x68 C、0x65 D、0x02 29、 RS232-C 串口通信中，表示逻辑 1 的电平是（D ） 。 A、0v B、3.3v C、5v15v D、5v15v 30、ARM 汇编语句“ADD R0, R2, R3, LSL#1”的作用是（A） 。 A. R0 = R2 + (R3 数据异常中止-FIQ IRQ- 预取指异常中止-SWI-未定义指令（包括缺协处理器） 。 26什么是小端和大端存储器组织？什么是小端和大端存储器组织？ 答：1)小端存储器组织是较高的有效字节存放在较高的存储器地址，较低的有效字节存放 在较低的存储器地址（同同小） 。 2) 大端存储器组织是较高的有效字节存放在较低的存储器 地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址（正反大） 。 28ARM 核现在有哪几种？核现在有哪几种？ 嵌入式系统及应用习题集（计科 2092） 第 14 页 共 19 页 答：ARM7、 ARM9、ARM9E 、ARM10E,、SecurCore 、ARM11 47表示递增和递减的满堆栈和空堆栈有哪几种组合，请比较它们的特点。表示递增和递减的满堆栈和空堆栈有哪几种组合，请比较它们的特点。 答：有 4 种类型的堆栈，表示递增和递减的满堆栈和空堆栈的各种组合。 满递增：堆栈通过增大存储器的地址向上增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。 指令如 LDMFA，STMFA 等。 空递增：堆栈通过增大存储器的地址向上增长，堆栈指针指向堆栈上的第一个空地址。指令 如 LDMEA，STMEA 等。 满递减：堆栈通过减小存储器的地址向下增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。 指令如 LDMFD，STMFD 等。 空递增：堆栈通过减小存储器的地址向下增长，堆栈指针指向堆栈下的第一个空地址。指令 如 LDMED，STMED 等。 57嵌入式嵌入式 Linux 与其他嵌入式操作系统相比，有哪些优点和缺点？与其他嵌入式操作系统相比，有哪些优点和缺点？ 答：嵌入式 Linux 作为嵌入式操作系统，与其他嵌入式操作系统相比，优点有：开放源代码、 免费、开发周期短等；缺点是实时性较差。 60软启动状态对软启动状态对 ARM 处理器有什么作用？处理器有什么作用？ 答： 软启动时，处理器被复位，但是 SDRAM 里面的内容仍旧保持。 62数字接地与模拟接地一般如何区分开数字接地与模拟接地一般如何区分开和相连？和相连？ 答：系统中的模拟电源一般由数字电源产生，可以通过： （1） 数字电源与模拟电源， 以及数字地与模拟地之间加铁氧体磁珠或电感构成无源滤波电路； （2）采用多路稳压器的方法将模拟地和数字地连接。 63简述简述 SDRAM 在在 ARM 系统中的主要作用。系统中的主要作用。 答： SDRAM 具有高速、 大容量等优点， 是一种具有同步接口的高速动态随机存储器， 在 ARM 系统中主要用作程序的运行空间、数据及堆栈区。 64区别区别 ARM 外启动方式和内启动方式的不同。外启动方式和内启动方式的不同。 答：外启动方式下，ARM 从外部程序存储器取指令执行；内启动时，ARM 运行片上 ROM 中 固化的启动程序。 65简述嵌入式设备中程序运行方式。简述嵌入式设备中程序运行方式。 答：嵌入式设备中程序运行方式有两种：一种是将程序加载到 SDRAM 中运行，另一种是程 序直接在其所在的 ROM/Flash 存储器中运行。 67、在读写数据速度上，在读写数据速度上，Nor-Flash 与与 Nand-Flash 有什么区别？有什么区别？ 答： Nor-Flash的读取速度比Nand-Flash快； Nand-Flash的写入速度和擦除速度比Nor-Flash 快。 74如何确保复位电路的可靠复位？如何确保复位电路的可靠复位？ 答：一方面复位低电平时间足够长（20ms 以上） ，保证 ARM 可靠复位；另一方面保证复位电 路稳定性良好，防止 ARM 误复位。 93简述简述 ARM Linux 内核启动三个阶段的功能。内核启动三个阶段的功能。 答：第一阶段主要是进行 CPU 和体系结构的检查、CPU 本身的初始化，以及页表的建立等。 初始化是从内核入口 Entry 开始到 start_kernel 前结束。 第二阶段主要是对系统中的一些基础设施进行初始化。 最后是更高层次的初始化，如根设备和外部设备的初始化。 97简述简述 ARM Linux 三种主要编译开发工具的作用。三种主要编译开发工具的作用。 答： 二进制文件处理工具 binutils 主要应用于移植调试操作系统初期的辅助开发； 编译工具 gcc 用于编译内核代码；glibc 用于链接和运行库文件。 102在嵌入式系统中对在嵌入式系统中对 GUI 的基本要求是什么？的基本要求是什么？ 答： （1）占用的存储空间以及运行时占用资源少。 （2）运行速度以及响应速度快。 （3）可靠性高。 （4）便于移植和定制。 嵌入式系统及应用习题集（计科 2092） 第 15 页 共 19 页 116ARM 处理器的工作模式处理器的工作模式 答：用户模式、FIQ 模式、IRQ 模式、SVC 模式、中止模式、未定义指令异常模式、系统模 式。 118ARM 有有 15 个通用寄存器、一个或两个状态寄存器和个通用寄存器、一个或两个状态寄存器和 PC，有些模式共用同一个寄存，有些模式共用同一个寄存 器，一共具有器，一共具有 37 个寄存器。个寄存器。 119R12 一般在子程序连接代码中使用一般在子程序连接代码中使用，作为子程序间的中间结果寄存器；，作为子程序间的中间结果寄存器；R13 通常被用通常被用 做栈指针，也称做做栈指针，也称做 SP；R14 又被称为连接寄存器又被称为连接寄存器 LR。 120寄存器寄存器 R14 的两种特殊用途的两种特殊用途 存放当前子程序的返回地址；当发生异常中断的时候，该模式下的特定物理 R14 被设置成该 异常模式将要返回的地址。 124ARM7 采用的是三级流水技术，指令分为三个阶段执行：取指、译码、执行；采用的是三级流水技术，指令分为三个阶段执行：取指、译码、执行；ARM9 采用的是五级流水技术，指令分为三个阶段执行：取指、译码、执行、存储器访问、寄存器写操采用的是五级流水技术，指令分为三个阶段执行：取指、译码、执行、存储器访问、寄存器写操 作作。 126Thumb 指令与指令与 ARM 指令性能比较，分别有什么优缺点。指令性能比较，分别有什么优缺点。 答：Thumb 代码所需的存储空间约为 ARM 代码的 60%70% Thumb 代码使用的指令数比 ARM 代码多 30%40% 若使用 32 位的存储器，ARM 代码比 Thumb 代码快约 40% 若使用 16 位的存储器，Thumb 代码比 ARM 代码快约 40%50% 在 ARM 代码相比较，使用 Thumb 代码，存储器的功耗会降低约 30% 127什么是交叉编译，为什么要采用交叉编译（什么是交叉编译，为什么要采用交叉编译（5 分）分） 答：所谓交叉编译，是指在一个平台上编译生成在另一个平台上运行的可执行程序。 （3 分） 之所以采用交叉编译，是因为目标平台上不具备直接运行开发环境的条件（2 分） 。 128在在 ARM 系统中，函数调用的时候，参数是通过哪种方式传递的？系统中，函数调用的时候，参数是通过哪种方式传递的？ 参考答案：应用程序中使用中间寄存器和数据栈来传递参数。在 ARM 汇编中，如果第 1-4 个 参数通过 R0-R4 来传递，超过 4 个的使用数据栈进行传递，输出函数 R0 传递。 129中断（中断（interrupt，如键盘中断）与异常（，如键盘中断）与异常（exception,如除如除 0 异常）有什么区别？异常）有什么区别？ 参考答案：所谓的中断应该是指外部硬件产生的一个电信号，从 cpu 的中断引脚进入，打断 cpu 当前的运行。 所谓异常，是指软件运行中发生了一些必须作出处理的事件，cpu 自动产生一个陷入来打断当 前运行，转入异常处理流程。 137嵌入式系统与通用计算机之间的区别。嵌入式系统与通用计算机之间的区别。 答：通用计算机系统采用标准化、模块化的设计，其技术要求是高速、海量的信息处理，技术 发展方向是处理速度、总线宽度、存储容量的无限提升。而嵌入式系统怎采用针对性较强的专业化 设计，技术要求是满足具体应用，技术发展方向是在保证应用系统的技术要求和可靠性的前提下， 尽可能减小成本、体积和功耗。 138嵌入式处理器的分类嵌入式处理器的分类 答：嵌入式微处理器 MPU； 嵌入式微控制器 MCU；嵌入式 DSP 处理器； 嵌入式片上系统 SOC；嵌入式可编程片上系统 SOPC。 139. 嵌入式操作系统的作用是什么？请举出嵌入式操作系统的作用是什么？请举出 3 种常见的操作系统。种常见的操作系统。 答： 用于管理存储器分配、 中断处理、 任务间通信和定时器响应， 以及提供多任务处理等功能。 嵌入式操作系统，大大地提高了嵌入式系统硬件工作效率，并为应用软件开发提供了极大的便利。 3 种常见的操作系统：WinCE、Vxworks、uClinux 140嵌入式系统开发流程嵌入式系统开发流程 答:嵌入式系统开发流程一般可分为 4 个阶段：需求分析阶段、硬件开发阶段、软件开发阶段 和程序固化阶段。 142在在 ARM 系列中，系列中，ARM7，ARM9 分别是什么分别是什么体系结构。体系结构。 ARM7 是冯诺依曼体系结构，ARM9 是哈佛体系结构。 145ARM 处理器数据存储格式有哪几种处理器数据存储格式有哪几种?各自的特点？能否举例进行说明。各自的特点？能否举例进行说明。 嵌入式系统及应用习题集（计科 2092） 第 16 页 共 19 页 答：ARM 存储器有大端格式和小端。大端格式中，字数据的高字节存储在低地址中，而字 数据的低字节则存放在高地址中；小端格式则相反。 148ARM 处理器共有多少个处理器共有多少个 32 位寄存器，多少个为通用寄存器，多少个状态寄存器。位寄存器，多少个为通用寄存器，多少个状态寄存器。 答：共有 37 个 32 位寄存器，其中 31 个为通用寄存器，可用于累加操作，6 个为状态寄存 器。 149在在 ARM 指令中，指令中，R13 寄存器常用？寄存器常用？R14 寄存器被称为？，寄存器被称为？，R15 寄存器？寄存器？ 答：R13 常用做堆栈指针，R14 被称为子程序连接寄存器或连接寄存器。 R15 寄存器用于保存程序计数器(PC)。R15 一般不作为通用寄存器使用 151ARM 指令的寻址方式。指令的寻址方式。 (1)寄存器寻址； (2)立即寻址； (3)寄存器偏移寻址； (4)寄存器间接寻址； (5)基址变址寻址； (6)多寄存器寻址； (7)堆栈寻址； (8)块拷贝（复制）寻址； (9)相对寻址。 154最小系统的组成最小系统的组成 S3C4510B 最小系统包含处理器电路、电源电路、晶体振荡器电路、复位电路和存储器电路。 156开发环境的建立开发环境的建立 建立主机 Linux 平台 建立交叉开发环境的第一步，是建立一个 Linux 平台来对应用程序和内核进行编译，通常 使用虚拟软件 VMware 和 Red Hat Linux 来搭建一个在 Windows 环境下运行的 Linux 平台。步骤 如下： 1）在 PC 机上安装并运行 VMware 2）安装 Red Hat Linux 操作系统 158什么是交叉编译工具。什么是交叉编译工具。 答： 交叉编译是一个平台上生成另外一个平台上的可执行代码。 使用交叉编译工具有很多种原 因，有时是因为目标平台上不允许或不能够安装所需的编译器；有时是因为目标平台资源贫乏，无 法运行所需编译器；有时是因为目标平台还没有建立，连操作系统都没有，根本无法运行编译器。 164简述嵌入式操作系统与通用操作系统的区别。简述嵌入式操作系统与通用操作系统的区别。 答：通用操作系统是一种通用的操作系统，可运行在不同的硬件平台。而嵌入式操作系统与一 般的 Windows 操作系统不同，其是一种专用、可定制的特点。 175简述简述 S3C2410 的存储空间是如何分配的？的存储空间是如何分配的？ 答：S3C2410 芯片采用的是 ARM920T 核，地址空间总共为 4G。其中，1GB 地址空间 用于支持外部存储器的链接，此部分被分成 8 个存储块，每块 128MB。另外的空间有一小部分用 于 I/O 端口或部件的寻址，其他的地址空间没有用到。 179简述看门狗定时器的作用及必要性。简述看门狗定时器的作用及必要性。 答： 当系统程序出现功能错乱， 引起系统程序死循环时， 能中断该系统程序的不正常运行， 恢复系统程序的正常运行。嵌入式系统由于运行环境的复杂，及所处环境有较强的干扰信号，或系 统程序本身的不完善，不能排除系统程序不会出现死循环现象。在系统中加入看门狗部件，当系统 程序出现死循环时，看门狗定时器产生一个具有一定时间宽度的复位信号，迫使系统复位，恢复系 统正常运行。 181简述简述 Boot loader 的作用的作用。 系统初始化、加载和运行内核程序 Boot Loader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初 始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最 终调用操作系统内核准备好正确的环境。 大多数 Boot Loader 都包含两种不同的操作模式：“启动加载”模式和“下载”模式 ： 启动加载（Boot loading）模式：Boot Loader 从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统 加载到 RAM 中运行，整个过程并没有用户的介入。 嵌入式系统及应用习题集（计科 2092） 第 17 页 共 19 页 下载 （Downloading） 模式： Boot Loader 将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机 （Host） 下载文件，比如：下载内核映像和根文件系统映像等。 BOOT 的一般步骤为： 设置中断向量表 初始化存储设备 初始化堆栈 初始化用户执行环境 呼叫主应用程序 182ARM 常见的寻址方式有哪些？常见的寻址方式有哪些？ 寻址方式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实操作数地址的方式。 ARM 处理器具有 9 种基本寻址方式。 1.立即寻址； 4.寄存器间接寻址； 7.堆栈寻址 2.寄存器寻址； 5.变址寻址； 8.块拷贝寻址 3.寄存器移位寻址； 6.多寄存器寻址； 9.相对寻址 五五、应用应用 4写出完成下列操作的指令写出完成下列操作的指令 （1）R0=16 MOV R0,#16; （2）R1=R0*4 MUL R1,R0,#4; （3）R0=R1/16 MOV R0,R1,LSL#4; （4）R1=R2*7 MUL R1,R2，#7; 5下列指令完成什么操作下列指令完成什么操作 （1）ADDS R0，R1，R1，LSL #2 R0=R1+(R14); （2）RSB R2，R1，#0 R2=R1-0 （3）ADD R0，R1，R1，LSL #1 R0=R1+(R12) （4）SUB R0，R0，R1，LSL #4 R0=R0-(R116) （5）ADD R0，R0，R1，LSL #7 R0=R0+(R1128) （6）MLA R0，R1，R2 R0=R1R2 （7）SMULL R0，R1，R2，R3 R0=(R2R3)的低 32 位 R1=(R2R3)的高 32 位 （8） BL LABEL 当程序无条件跳转到标号 LABEL 处执行时， 同时将当前的 PC 值保存到 R14 中 7先对内存地址先对内存地址 0x3000 开始的开始的 100 个内存个内存单元填入单元填入 0x100000010x10000064 字数据，字数据， 然后将每个字单元进行然后将每个字单元进行 64 位累加结果保存于位累加结果保存于R9：R8（R9 中存放高中存放高 32 位）位） AREA Fctrl, CODE, READONLY ENTRY CODE32 STARY MOV R0, #3000 MOV R1, #0x10000001 MOV R2, #0x100 LOOP_1 STR R1,R0,#4 ADD R1, R1, #1 SUBS R2,R2, #1 BNE LOOP_1 MOV R0, #0x3000 嵌入式系统及应用习题集（计科 2092） 第 18 页 共 19 页 MOV R2, #0x100 MOV R9, #0 MOV R8, #0 LOOP_2 LDR R1, R0, #4 ADDS R8, R1, R8 ADC R9, R9,#0 SUBS R2, R2 ,#1 BNE LOOP_2 STOP B STOP END 12说明指令说明指令 STMIA r12!, r0-r11的操作功能。 （的操作功能。 （4 分）分） 将 R0-R