西安邮电大学嵌入式资料整理

简述冯诺依曼思想①计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。②计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。③将编好的程序送人内存储器中能自动逐条取出指令和执行指令。请简述ARM7体系结构的5个主要特征冯诺依曼体系结构，RISIC技术精简指令集计算机，三级流水技术，AMBA总线技术，处理器跟踪调试。ARM7处理器有哪几种模式用户模式，系统模式，未定义模式，快中断模式，外部中断模式，数据访问中止模式，管理模式。简述I/O设备与CPU交换数据有哪几种方式程序传送方式，中断传送方式，直接存储器存取传送方式（DMA）5.什么是嵌入式系统，有什么特点？嵌入式系统就是嵌入在对象体中的专用计算机系统，它以应用为中心，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，或者简述为具有嵌入性的专用计算机系统特点：=1\*GB2⑴嵌入式系统与各个行业结合，它是一个技术密集、资金密集、高度分散，不断创新的知识集成系统=2\*GB2⑵系统内核小。=3\*GB2⑶专用性。=4\*GB2⑷系统精简。=5\*GB2⑸系统软件。（OS）要求具有高实时性。=6\*GB2⑹要走向标准化，需要使用多任务操作系统。=7\*GB2⑺本身不具备在其上进行进一步开发的能力。简述ARM7三级流水的工作过程。将一种指令分解为多步，并重叠不同指令的各工作步骤，实现多条指令并行处理，加速运行过程。取码：从存储器中装载一条指令到CPU中，解码：识别解释将要执行的指令，执行：将解码识别的指令进行计算处理并将结果写回寄存器。哈佛结构？与普林斯顿结构有何区别？答：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，它的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问，目的是为了减轻程序运行时的访存瓶颈。冯·诺依曼结构，又称为普林斯顿体系结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。取指令和取操作数都在同一总线上，通过分时复用的方式进行；缺点是在高速运行时，不能达到同时取指令和取操作数，从而形成了传输过程的瓶颈。9.MOV指令、LDRLDR伪指令三者的区别。MOV指令是在寄存器间进行数据传送，影响标志位。LDR指令是将存储器中数据按给定地址加载到寄存器中，不影响标志位。LDR伪指令是可以在一个立即数前面加等号，把一个地址写入某寄存器。10.大端存储模式和小端存储模式的含义是什么？大端存储模式：对于地址为A的字单元，其中字节的低位字节到高位字节地址顺序为A+3，A+2，A+1，A；对于地址为A的半字单元，其中字节的低位字节到高位字节地址顺序为A+1，A。即数据的低字节存放在高地址中的顺序进行存储小端存储模式：对于地址为A的字单元，其中字节的低位字节到高位字节地址顺序为A，A+1，A+2，A+3；对于地址为A的半字单元，其中字节的低位字节到高位字节地址顺序为A，A+1。即数据的高字节存放在高地址中的顺序进行存储11.什么是中断？叙述中断处理过程。计算机在执行正常程序过程中，当出现某种异常事件或某种外部请求时，处理器就暂停执行当前的程序，而转去执行对异常事件或某种外部请求的处理操作。当处理完毕后，CPU再返回到被暂停执行的程序，继续执行，这个过程称为中断。中断处理过程一般包括五个步骤：中断请求，中断响应，断点保护，中断处理，中断返回。12.ARM处理器的工作状态分为哪二种？ARM处理器又是怎么定义和标志的？答：ARM处理器的工作状态分为ARM状态和Thumb状态，这两种状态有程序状态字CPSR中T标志位确定，为0时处理器工作在ARM状态，为1时处理器工作在Thumb状态。请列举5种ARM7支持的寻址方式立即数寻址，寄存器寻址，寄存器移位寻址，寄存器间接寻址，基址变址寻址，相对寻址，多寄存器，堆栈寻址14.ARM7的指令集有几种？各自的特点是什么？两种，ARM指令集和Thumb指令集

ARM指令集效率高，功能全，每条指令可以根据条件执行，但是代码密度低；Thumb指令集在功能上是ARM指令集的子集，但仍然是32位的处理器，运算能力没有降低。15.嵌入式处理器的性能指标？对嵌入式的影响？答：性能指标主要有主频，处理器字长，数据通路速度，运算速度，高速缓存和处理器的系统架构。主频，执行每条指令的时钟周期数一定，主频越高单位时间内执行的指令越多。处理器字长，处理器内部数据运算的基本位数，反映的是计算精度，以及单次处理数据的总长度；数据通路速度，读取指令数据传输计算数据的速度越高，处理器性能越好。运算速度，用MIPS（每秒执行多少百万条指令）表示，MIPS越大，说明运算速度越快；高速缓存，突破主存访问速度的瓶颈，提高处理器的综合性能。嵌入式处理器的组成处理器内核，DSP/协处理器，RAM/ROM,处理器内部控制电路，芯片内部接口电路简述IRQ异常处理过程。

答：IRQ异常处理过程为：

链接寄存器R14_irq保存：被执行指令地址+4；

（2）状态寄存器SPSR_irq保存：CPSR寄存器的内容；

（3）状态寄存器CPSR的位[4:0]=0b10010；

（4）CPSR位[5]清0，[6]位不变；

（5）CPSR位[7]置1；

（6）如采用大端配置，则PC=0xffff0018，否则PC=0x00000018。18.当异常产生，处理器进入一个异常程序、退出异常时需进行哪些操作？答：当一个异常出现以后，处理器在处理进入异常和退出异常时会分别执行以下几步操作：

1）

进入异常

把断点处的下一条指令的地址保存到相应的R14寄存器中。

（2）把状态寄存器CPSR的值复制到相应的SPSR寄存器中，以保存断点处的状态。

（3）根据异常模式，把CPSR寄存器的模式位M[4:0]设置成对应的值。

（4）自动使PC指向相关的异常向量，从该向量地址处取一条指令进行执行。

2）

退出异常

（1）将

保存在R14寄存器的值再回送到PC中。

（2）再将SPSR寄存器的值送回到CPSR寄存器中。

（3）对中断禁止位标志进行清除。实验代码：流水灯实验#include"config.h"constuint32LEDS8=0xFF<<18;//P1[25:18]控制LED1~LED8，低电平点亮constuint32KEY=1<<16;//P0.16连接KEY1constuint32DISP_TAB[10]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0xff,0xff};constuint32DISP_TAB2[10]={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01,0xff,0xff};voidDelayNS(uint32dly){uint32i;for(;dly>0;dly--){for(i=0;i<5000;i++);}}intmain(void){uint8i;PINSEL0=0x00;//P0[15:0]用作GPIOPINSEL1=0x00;//P0[31:16]用作GPIOPINSEL2=PINSEL2&(~0x08);//P1[25:16]连接GPIOIO1DIR=LEDS8;//设置P1[25:18]为输出口，控制LED[7:0]while(1){if((IO0PIN&KEY)!=0)//测试KEY按键for(i=0;i<8;i++){IO1CLR=DISP_TAB[i]<<18;DelayNS(50);IO1SET=0xffffffff;}DelayNS(10);if((IO0PIN&KEY)==0)//测试KEY按键for(i=0;i<8;i++){IO1CLR=DISP_TAB2[i]<<18;DelayNS(50);IO1SET=0xffffffff;}DelayNS(10);}return(0);}按键控制蜂鸣器#include"config.h"#defineBEEPCON1<<7//P0.7引脚控制B1，低电平蜂鸣#defineKEY11<<16//定义按键intmain(void){uint32i;PINSEL0=0x00000000;//设置管脚P0[15:0]连接GPIOPINSEL1=0x00000000;//设置管脚P[31:16]连接GPIOIO0DIR=BEEPCON;//设置Beep控制口为输出，其它I/O为输入while(1){if((IO0PIN&KEY1)!=0)IO0SET=BEEPCON;elseIO0CLR=BEEPCON;for(i=0;i<1000;i++);//软件延时}return(0);}加减法运算加法AREAExample1,CODE,READONLY;声明代码段Example1ENTRY;标识程序入口CODE32;声明32位ARM指令STARTLDRR11,=Data1;R11<=address(Data1)LDRR0,[R11];R0<=Data1LDRR11,=Data2;R11<=address(Data2)LDRR1,[R11];R0<=Data2ADDR2,R1,R0减法是SUBR2,R1,R0LDRR11,=Data3;R11<=address(Data3)STRR2,[R11];[R1]<=R2，即设置COUNT为0HALTBHALTData1DCD0x12345678Data2DCD0x87654321Data3DCD0x00END定时器中断使用定时器0实现1秒定时，控制蜂鸣器蜂鸣。采用中断方式实现定时控制。void__irqIRQ_Timer0(void){if((IO0SET&BEEP)==0)IO0SET=BEEP;/*关闭BEEP*/elseIO0CLR=BEEP;T0IR=0x01;/*清除中断标志*/VICVectAddr=0x00;/*通知VIC中断处理结束*/}intmain(void){PINSEL1=0x00000000;/*设置管脚连接GPIO*/IO0DIR=BEEP;/*设置BEEP控制口输出*/IRQEnable();/*IRQ中断使能*//*定时器0初始化*/T0TC=0;/*定时器设置为0*/T0PR=0;/*时钟不分频*/T0MCR=0x03;/*设置T0MR0匹配后复位T0TC，并产生中断标志*/T0MR0=Fpclk;/*1秒钟定时；系统中已定义Fpclk=11059200*/T0TCR=0x01;/*启动定时器*//*设置定时器0中断IRQ*/VICIntSelect=0x00;/*所有中断通道设置为IRQ中断*/VICVectCntl0=0x20|0x04;/*设置定时器0中断通道分配最高优先级*/VICVectAddr0=(uint32)IRQ_Timer0;/*设置中断服务程序地址*/VICIntEnable=1<<0x04;/*使能定时器0中断*/while(1);return0;}外部中断#include"config.h"#defineBEEPCON1<<7//P0.7引脚控制Beep，低电平蜂鸣#defineLED11<<18//P1.18引脚控制LED1，低电灯亮voidDela