嵌入式复习题

1、什么是嵌入式系统？

嵌入式系统原理与设计第一章嵌入式系统概述PCEmbeddedSystem。裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。2、嵌入式系统具有哪些特点？CPUCPU量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。3、嵌入式系统与通用计算机相比有哪些区别？CPUCPUPC以应用为中心；以计算机技术为基础软件和硬件可裁减对系统性能要求严格软件的固件化需要专用的开发工具4、嵌入式系统有哪些组成部分？简单说明各部分的功能与作用。嵌入式处理器：嵌入式处理器是嵌入式系统核心部件。外围设备：是指在一个嵌入式系统中，除嵌入式处理器以外用于完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的其他部件。嵌入式操作系统：应用软件：5层和层。6、嵌入式处理器分哪四大类？低端的微控制器中高端的嵌入式微处理器通信领域的DSP处理器高度集成的片上系统7、常用的嵌入式操作系统哪些？各有什么的特点？常见的嵌入式操作系统有WindowsCE、VxWorks、μC/OS、嵌入式linux。ARM1、ARMARM7TDMIARM规则如下：ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S}大括号内的字母是可选的，各个字母的含义如下。x—ARM7“7”、ARM9“9”y—内部存储管理/ARM72“2”、ARM944”z—内含有高速缓存（Cache）。T—16ThumbD—JTAGM—支持用于长乘法操作）的ARMI—ETM（EmbeddedTraceMacro），用来设置断点和观察点的调试硬件。E—增强型DSP指令（基于TDMI）。J—JavaJazelle，Java，JazelleJava880%。F—向量浮点单元。S—EDA2、ARM321683、ARM22状态？ARM：32ARM1BXThumbThumb：16Thumb0ARM4、ARM体系结构的存储字数据的方法有哪2种？这2种方法的特点是什么？大端格式：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：与大端格式相反，在消遁存储格式中，低地址存放在字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。5、ARM处理器的工作模式有哪几种？这几种工作模式的特点是什么？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）：当数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。6ARM通用寄存器R0~R7R8~R14R15程序状态寄存器Thumb7、程序状态寄存器分哪几个域？各位的含义是什么？条件码标志：检测指令是否执行改。其他位：程序寄存器的其他位保留，用作以后的扩展8、什么叫异常？异常的种类有哪些？每种异常的特点是什么?常见异常的优先级是怎么样的？异常如何响应？异常由内部或外部源产生并引起处理器处理一个事件。当一个异常出现以后，ARM微处理器会执行以下几步操作。①将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。若异常是从ARMPC＋4PC＋8，与异常的类型有关ThumbLRPCSWIMOVPCR14_svc总是返回到下一条指令，不管SWI是在ARM状态执行，还是在Thumb状态执行。②将CPSR复制到相应的SPSR中。③根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。PCThumbPCARM9、S3C6410的物理内存分成Memory 和 Pheriperal两部分分别通过 SPINE总线和 总线访问。(S3C6410MemoryPheriperalSPINEMemoryPERIPheriperal10、主存储器分哪4个区域？各部分的作用是什么？1.启动镜像区2.内部内存区ROMSRAM3.静态内存区SRAM、NORflash、oneNand4.动态内存区DRAM，512MBDRAM。11、用于存储管理的系统控制协处理寄存器是 CP15协处理器 。12、MCR、MRC指令的作用是什么?该两条指令只能在什么模式下执行MCR ARM寄存器到协处理器寄存器的数据传送MRC ARMMCRMRCMCRMRC会触发未定义指令的异常中断。13、存储管理单元MMU的作用是什么？实现虚拟地址空间到物理存储空间的映射；存储器访问权限的控制；设置虚拟存储空间的缓冲特性。14、什么是段、大页、小页和微页？段（section）：由1MB的存储器块构成大页（largepage）：64KB小页（smallpage）：4KB的存储器块构成微页（tinypage）：1KB的存储器块构成15、什么是页表？页表的基地址用什么保存？页表是实现上述功能的一个重要手段，它实际上是位于内存中的一个对照表。页表存放在内存中，系统通常有一个寄存器来保存页表的基地址。ARMCP15C2。16、什么是快表（TLB）？17、什么是域？域的2种访问方式是什么？各有什么特点？域是段、大页和小页的集合。ARM16个域。对域的访问由域访问控制寄存器（CP15存器3）的两个位字段控制。因为每个字段对访问对应的域的使能非常迅速，所以整个存储器区间能很快地交换进出虚拟存储器。这里支持2种域访问方式客户：域的用户（执行程序，访问数据），被形成这个域的节或页来监督访问权限。管理者：控制域的行为（域中的当前段和页，对域的访问），不被形成这个域的段或页来监督访问权限。18、什么是快速上下文切换技术？快速上下文切换扩展(FCSE，FastContextSwitchExtension)是MMU中的一个附加硬件，用于提高ARM嵌入式系统的系统性能。FCSE要清理(clean)或清除(flush)CacheTLB。到物理地址的重映射，从而提高系统的性能。TLB，清除cache，切换技术的引入避免了这种开销。FCSECPUMMUTLBCPU空间，FCSECPU下文切换机构变换后的虚拟地址。ARM4G128进程可以使用的虚拟地址空间为0～0x01ff’ffff。编号为I的进程空间块中的进程实际使用的虚拟地址空间为：（I*0x0200’0000）～（I*0x0200’0000+0x01ffffff）ARM（见作业1ARM2、默写ARM指令的条件码，并说明其含义。3、默写ARM的寻址方式，并举例加以说明。4、堆栈寻址的4种类型是什么？并举例加以说明。5、跳转指令有哪4条，其区别是什么?6、移位操作指令有哪些？并举例说明使用方法。7、协处理器指令有哪些？并举例说明使用方法。8、访问存在器的指令有哪些？并举例说明使用方法。9、多寄存器寻址指令的后缀有哪4种，其含义是什么？10、已知R13等于0x8800，R0R1R2的值分别为0x010x020x03。试说明执行以下指令后寄器和存储内容如何变化。 STMFDR13!,{R0-R2}11、说明下列指令的含义和可能的执行过程。其中LOOP为已定义的行标。 BEQ LOOP跳跃到loop第四章ARM嵌入式系统程序设计10！(10实现字符串的逆序复制TEXT1="HELLO"=〉TEXT2="OLLEH"。1！+2！+3！+…+10!。什么是内嵌汇编？使用内嵌汇编时需要注意什么？高级语言程序中嵌入汇编语言代码，ARMarmccarmcppARM；tccThumbCC5．C语言与汇编语言混合编程时的参数传递规则有哪些？参数个数可变的子程序参数传递规则4R0～R34R0，R1，R2，R34参数个数固定的子程序参数传递规则FPFP1R0～R3子程序结果返回规则①结果为一个32位的整数时，可以通过寄存器R0返回。64R0R1③结果为一个浮点数时，可以通过浮点运算部件的寄存器f0、d0或者s0来返回。④结果为一个复合的浮点数时，可以通过寄存器f0～fN或者d0～dN来返回。⑤对于位数更多的结果，需要通过调用内存来传递。第五章S3C6410系统1、S3C64103APLL(ARMPLL),MPLL(主PLL),EPLL（额外PLL）2、S3C64105正常、闲置、停止、深度停止和睡眠。3、S3C64105复位S3C6410有五种类型的复位信号，SYSCON可以把系统的五分之一进行复位。硬件复位：它是通过声明XnRESET产生的。它可以完全初始化所有系统。XnWRESETS3C6410使用。看门狗复位测的软件错误时，硬件模块监控内部硬件状态，同时产生复位信号来脱离该状态。软件复位：它是通过设置SW_RESET产生的。④唤醒复位S3C6410可用，必须对其进行初始化。⑤硬件复位当XnRESET引脚被声明，系统内的所有单元（除了RTC之外）复位到预先定义好的状态时，硬件复位被调用。在这段期间，将发生下面的动作：所有内部寄存器和ARM1176内核都到预先定义好的复位状态。所有引脚都得到它们的复位状态。当XnRESETXnRSTOUT引XnRESETXnRESETS3C6410XnRSET必须持有足够长的时间允许内部稳定和传播。4、掌握LED小灯裸机编程。第六章嵌入式系统应用设计1、设备驱动程序是什么？用来管理硬件控制器的软件通常叫做设备驱动程序。2、Linux驱动程序功能是什么？操作系统是通过各种驱动程序来驾驭硬件设备，它为用户屏蔽了各种各样的设备。1、自动配置和初始化子程序2、服务于I/O请求的子程序3、中断服务子程序。3、Linux设备的分类以及特点是什么？字符设备，一个字符设备是一种字节流设备，对设备的存取只能按顺序按字节的存取而不能随Linux符设备。应用程序是通过字符设备节点来访问字符设备的。块设备，存储设备一般属于块设备，块设备有请求缓冲区，并且支持随机访问而不必按照顺序LinuxLinux网络设备，网络设备不同于字符设备和块设备，它是面向报文的而不是面向流的，它不支持随机访问，也没有请求缓冲区。在Linux里一个网络设备也可以叫做一个网络接口，应用程序是通过Socket而不是设备节点来访问网络设备，在系统里根本就不存在网络设备节点。内核使用一套与数read()方法。4、Linux设备号的作用是什么？设备号由两部分组成？各自的作用是什么？Linux系统通过设备号来区分不同设备。设备号由两部分组成：主设备号和次设备号。主设备号指明对应哪类设备和驱动，需要注意的是，同一个主设备号可以对应两个不同的设备驱动，一个可以是字符设备另一个可以是块设备。USB存在几个，它们通过次设备号加以区分，而设备驱动可以只对应一个。5、LinuxLinuxLinux为静态链接。另一种是编译为可加载模块（Loadablekernel的形式，编译生成一个.o用程序需要时再动态加载进内核空间运行，这种方法称为动态链接。6、常用内核模块指令有哪些？lsmodinsmodmodulermmodmoduledepmod:生成依赖文件，告诉modprobe和kerneld要从哪儿调入modules。这个依赖文件就在/lib/modules/kernel版本/modules.dep。Kerneld：负责自动的将模块调入内核和把模块从内核中卸载。7、与驱动有关的三个重要数据结构是什么？它们有什么的作用？12、服务于I/O3linux3file_operations，fileinode。8、ioctl函数的作用是什么?ioctlI/OI/O的一些特性进行控制。9、编写一个字符设备驱动，主要分哪几步？10、处理器与设备间数据交换方式有哪几种方式？每种方式的特点是什么？查询方式I/O程序可以向外设发送指定的操作指令。驱动程序在提交命令之后，开始查询设备的状态寄存器，当状态寄存器表明操作完成时，驱动程序可继续后续处理。优点:硬件开销小，使用起来比较简单。缺点:CPUCPU中断方式的原理CPUCPUCPU/子程序，待输入/输出操作执行完毕之后，CPUCPU就避免了把大量时间耗费在等待、查询外设状态的操作上，使其工作效率得以大大提高。直接内存存取（DMA）方式DMA可允许设备和系统内存间在没有处理器参与的情况下传输大量数据。DMADMADMADMA产生中断以便通知驱动程序进行后续处理。在利用DMA进行数据传输的同时，处理器仍然可以继续执行指令。11、LINUX环境下的图形视窗标准为