2015嵌入式系统设计考试考题3

1、. 简答题 : 1、 在 PXA270与 Exynos 4412实验系统中,都采用了核心板及母板（主板）结构,请简述这种 结构设计的优点与缺点。 答:核心板就是一个六层的小板 ,主板就是一个两层的大板。 两种板子的特征以及要求不 同: 核心板的特征就是集成性高 , 结构复杂 , 成本相对较高 , 要求要可以高速运行。 主板的 特征就是扩展性强 , 可搭载外围设备 , 成本低廉 , 相对低速。 设计成两块板子 , 让成本高的 核心板尽量缩小 , 成本低廉 , 也便于设计以及维修更换 , 并且让两种板子都发挥了各自的 特性,所以通常设计成两块板。 如果设计成一块板子 ,两种板子的速度不匹配 ,设计

2、过程、 制作工艺复杂 , 成本高 , 出现问题也不好解决 , 同时主板扩展性强的特性也不好发挥。但 就是设计成两块电路板 , 可能出现的问题集中在两块板子的连接上 ,如电路设计 ,传输信 息的方式 , 速度 （ 传输时延 ）, 准确性等。 2、 Arm处理器有哪些工作模式与状态？ 答: 工作模式 : 用户模式、系统模式、快速中断模式、中断模式、管理模式、终止模式、 未定义指令模式 , 从编程的角度瞧，ARM处理器的工作状态一般有两种,并可以在两种状态下切换： 第一种为 ARM状态，此时处理器执行 32位的字对齐的 ARM指令； 第二种为 Thumb犬态，此时处理器执行 16位的、半字对齐的 T

3、humb指令。 3、 ATPCS（ARM-Thumb Produce Call Standard） 的主要内容就是什么？ 答： 为了使单独编译的 C 语言与汇编语言之间能够相互调用，必须为子程序间的调用规定一定的规则。 ATPC就 就是 ARM程序与 Thumkg序中子程序调用的基本规则。其使用规则为 ： 1、 子程序通过寄存器 R0R3来传递参数、 这时寄存器可以记作：A1A4,被调用的子 程序在返回前无需恢复寄存器 R0R的内容、 2、 在子程序中,使用 R4R1来保存局部变量、这时寄存器 R4R11可以记作：V1V8、 如果在子程序中使用到 V1V8的某些寄存器，子程序进入时必须保存这些

4、寄存器的值，在 返回前必须恢复这些寄存器的值 , 对于子程序中没有用到的寄存器则不必执行这些操 作、在 THUM程序中，通常只能使用寄存器 R4R7来保存局部变量、 3、 寄存器 R12用作子程序间 scratch寄存器,记作 ip;在子程序的连接代码段中经常会有 这种使用规则、 4、 寄存器 R13用作数据栈指针，记做 SP,在子程序中寄存器 R13不能用做其她用途、 寄 存器 SP在进入子程序时的值与退出子程序时的值必须相等、 5、 寄存器 R14用作连接寄存器，记作 lr ;它用于保存子程序的返回地址,如果在子程序 中保存了返回地址,则 R14可用作其它的用途、 6、 寄存器 R15就是

5、程序计数器，记作 PC ;它不能用作其她用途、 7、 ATPCS的各寄存器在 ARM编译器与汇编器中都就是预定义的。 4、在嵌入式系统设计中 JTAG 的主要作用就是什么？ 答:1用于烧写 FLASH烧写 FLASH勺软件有很多种包括 jatg、exe fluted flashpgm 等等, 但就是所有这些软件都就是通过 jtag接口来烧写 flash的,由于 pc机上就是没有 jtag接 口的,所以利用并口来传递信息给目标板的 jtag 接口。所以就需要并口转 jtag 接口的电 路。 2 用于调试程序,同时应该注意到 jtag接口还可以用来调试程序。而调试程序 （如 ARM 开发组件中的

6、AXD为了通过 jtag接口去调试目标板上的程序,同样就是使用 pc的并口转 jtag接口来实现与目标板的通信。这样 ,并口转 jtag接口的电路就有了两种作用。 3 仿真器 , 根据 1与 2的总结, 并口转 jtag 接口的电路就是两种应用的关键 , 而这种电路 在嵌入式开发中就叫仿真器。 并口转 jtag 接口的电路有很多种 , 有简单有复杂的 , 常见的 仿真器有 Wigger,EasyJTAG,Multi-ICE 等。这些所谓的仿真器的内部电路都就是并口转 jtag 接口 , 区别只就是电路不同或使用的技术不同而已。 二、 原理图设计部分 在 PXA270实验系统中，有四个七段数码管

7、，其中每两个数码管为一组。 两组数码管 的地址分别为0 x10300000与 0 x10400000。假定系统的驱动程序与测试程序都能够正 常运行,测试程序的功能就是使四个数码管显示 EEEE请回答如下问题： （1） 如果将驱动程序中数码管的地址 0 x10300000误写为 0 x10500000,驱动程序 的其她内容不变 , 执行测试程序会出现什么现象？ 答:EEEE移 了一组数码管。 （2） 如果将驱动程序中数码管的地址 0 x10300000误写为 0X103000A0,驱动程序 的其她内容不变 , 执行测试程序会出现什么现象？ 答 : 程序正常运行。 （3） 由于系统的需要，与数码管

8、对应的 两组地址0 x10300000与 0 x10400000,需要 修改为 0 x04300000与 0 x04400000,其原理图应当做如何修改？ 答:将 B_CS与与 CS5的连线交换。 三.Arm 工作模式及汇编部分（10 分） 在下面的程序注释中,qij 表示问题编号,i （0 4）, j （0 4）。请回答如下问题： 1:q00,q01 所在行的指令执行的就是什么操作？如果系统在 IRQ 使能的情况下，有 IRQ 发生的话 系统能够正常运行不？ 答: 所执行的就是中断操作 ;不能。 2:q11 q13 所在行的指令执行的就是什么操作？ arm 就是什么工作模式？ 答: 初始化

9、R0, 此时处于管理模式。 2:q21 q24 所在行的指令执行后 ,arm 处于什么工作模式？ 答: 处于用户模式。 3: 执行完 q31 行的指令后 ,arm 就是什么模式？ 答 : 向量中断模式。 4: 执行完 q41 行的指令后 ,R0= ？ 答:R0 = 0 x1F AREA INIT, CODE, READONLY ENTRY B RESET_HANDIER UNDEFINED_HANDIER B UNDEFINED_HANDIER B SWI_HANDIER PREFETCH_HANDIER B PREFETCH_HANDIER ABORT_HANDIER B ABORT_HAN

10、DIER NOP IRQ_HANDIER ;q00 B IRQ_HANDIER ;q01 FIQ_HANDIER B FIQ_HANDIER SWI_HANDIER MOV PC,LR RESET_HANDIER MOV R0,#0 x000001F0 ;q11 LDR R1,=0 xF0000000 ;q12 STR R0,R1 ;q13 mov r13,#3 MOV R14,#4 MRS R0,CPSR ;q21 BIC R0,R0,#0 x1f ;q22 ORR R0,R0,#0 x10 ;q23 MSR CPSR_c,R0 ;q24 mov r13,#1 MOV R14,#2 MRS

11、R0,CPSR BIC R0,R0,#0 x1f ORR R0,R0,#0 x12 MSR CPSR_c,R0 ;q31 ADD R13,R13,R14 MOV R0,R13 ADD PC,PC,#0 x8 ADD R0,R0,#0 x7 ADD R0,R0,#0 x6 ADD R0,R0,#0 x5 ADD R0,R0,#0 x4 ADD R0,R0,#0 x3 ;q41 ADD R0,R0,#0 x2 ADD R0,R0,#0 x1 STOP B STOP END 四.驱动程序部分（20分） Exynos 4412嵌入式系统的 Keypad结构与编号如图 1所示。 第四题图 1 在 Key

12、pad驱动程序中,扫描键码的程序如下： for(i=0;i 0) for(k=0;k4;k+) if(value = tmpk) value = j+(i*4); if(value != 0 x00) goto stop_poll; j+; stop poll: 1. 试结合驱动程序 fpga_keypad、c与测试程序 fpga_keypad_test、c,说明测试程序就 是怎样获取按键的编号的。 答:首先，驱动程序将存储键盘输入数据的缓冲区清空。按下按钮后 ，测试程序将按 下按钮的返回的数据存入缓冲区。驱动程序中 ，程序对键盘输入数据缓冲区中的数 据逐个对比，当对比发现当前对比的存储空间存在数据时 ，通过行列值计算，得出按 键的编号。 2. 请说明当有 13号键按下时，驱动程序扫描按键并获取键号的过程。 答:按下 13号键时,测试程序将按键数据存入缓冲区。测试程序将 COL 开始,将每行 所对应缓冲区数值与空值比较。 ROW、ROW 对应缓冲区数值为空值，ROW3E空值。 则依次将 9、10、11、12号键 COL1对应的数值(0 x01、0 x02、0 x04、0 x08)分别与 ROW3 缓冲区数值比较,到扫描到 9号键对应数值时,判断 0 x01 与 ROW 缓冲区数值相等,通 过当前行列值的计算，得出按键号。 3. 由于系统设计的需要,如果希望 K