嵌入式系统原理arm复习

嵌入式系统原理 arm复习注：答案在答案处，请先对照复习提纲做完后再来对照答案1嵌入式系统基础知识1.1嵌入式的定义1.1.1嵌入式系统是以为中心，以为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对、、、、、等严格要求的专用计算机系统。答案：1.2三要素：、、1.3答案：1.4软硬件组成：1.4.1硬件：由、组成1.4.2软件：包括和答案：应用软件嵌入式操作系统硬件设备嵌入式处理器 外围设备ARM技术概述3.1两套指令集(两种工作状态)：、，ARM上电时处於状态。答案：3.2ARM的基本数据类型:、、答案:字、半字、字节1/14嵌入式系统原理 arm复习字3字2字1半字2 半字1字节4 字节3 字节2 字节13.3存储器大/小端:3.3.1大端模式(big-endian)：数据的字节存放在内存的地址3.3.2小端模式(little-endian)：数据的字节存放在内存的地址答案：3.4 流水线:3.4.1 假设某嵌入式处理器有 3级流水线，每级流水线所耗时间均为为 2ms,则执行条指令需要耗费时间？答案：3.4.2 影响流水线性能的因素 : 、3.4.2.1哪些指令能影响流水线？答案：3.5ARM920T工作模式3.5.1 除 模式外，其余 6种模式为权模式 ,除了和 模式外，其余 5种模式为异常模式。答案：3.5.2 arm有 个寄存器， 个通用寄存器， 个状态寄存器（分别是 ），未分组寄存器包2/14嵌入式系统原理 arm复习括，分组寄存器包括。寄存器在ARM处理器中常用作堆栈指针，称为SP;寄存器又被称为连接寄存器,称为LR;寄存器被称为程序计数器，又称PC.答案:ARM的指令系统4.1根据使用的指令类型不同，指令的寻址方式分为和 。答案：4.2 CPU指令所需要的操作数可以去哪些地方寻找呢？4.2.1 指令当中；4.2.2 存储单元中：寄存器当中；内存单元当中4.3 ARM指令集可以分为 6类：4.3.1 跳转指令(b\bx\bl\blx)4.3.2数据处理指令：4.3.2.1寻址方式；4.3.2.2寻址方式；4.3.2.3寻址方式。答案：4.3.3 程序状态寄存器传输指令4.3.4 Load/Store指令（访问内存的如 str和ldr，“!”表示完成数据传输后要更新基址寄存器）3/14嵌入式系统原理 arm复习4.3.5协处理器指令4.3.6异常中断产生指令。ARM汇编语言程序设计5.1ARM标准APCS寄存器使用规则5.1.1参数不超过4个时，可以使用寄存器来传递参数，当参数超过4个时，还可以使用来传递参数。答案：5.1.2结果为一个32位整数时，可以通过寄存器返回答案：5.1.3结果为一个64位整数时，可以通过寄存器R0和R1返回，依次类推。5.1.4寄存器R13用于数据栈指针，记作SP。寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。5.1.5寄存器R14称为链接寄存器，记作LR。它用于保存子程序的返回地址。5.2 寄存器R15是程序计数器，记作 pc。它不能用作其他用途。5.2.1 数据定义伪操作5.2.1.1DCB答案：5.2.1.2DCW（DCWU）用于分配一片连续的半字存储单元并用指定的数据初始化5.2.1.3DCD（DCDU）用于分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化5.2.1.4SPACE用于分配一片连续的存储单元5.2.1.5MAP用于定义一个结构化的内存表首地址5.2.1.6FIELD用于定义一个结构化的内存表的数据5.2.2 杂项伪操作5.2.2.1AREA用于定义一个代码段或数据段。5.2.2.2ENTRY用于指定程序入口点。5.2.2.3END用于指示源程序结束。5.2.2.4EQU用于定义字符名称。5.2.2.5EXPORT（或GLOBAL）答案：5.2.2.6IMPORT答案：6 GPIO4/14嵌入式系统原理 arm复习6.1S3C2410芯片上共有个多功能的输入/输出引脚，它们分为组I/O端口1个23位的输出端口（端口A）2个11位的输入/输出端口（端口B、H）4个16位的输入/输出端口（端口C、D、E、G）1个8位的输入/输出端口（端口F）答案：串行通信接口(UART)7.1发送数据的组成：7.1.11位起始位，规定为；7.1.25～8位数据位，即要传送的有效信息；7.1.31位奇偶校验位；7.1.41～2位停止位，规定为；7.1.5空闲位持续为。答案：7.2S3C2410串行通信接口的结构7.2.1主要由4部分构成： 、 、、 。7.2.1.1 ：将总线上的数据通过 TXDn引脚串行移出；7.2.1.2 ：将RXDn引脚上收到的数据送入数据总线；7.2.1.3 ：为数据的收发提供参考时钟信号；7.2.1.4 ：控制数据收发的速率，发送器、接收器的工作模式。答案：5/14嵌入式系统原理 arm复习7.3波特率计算公式： UBRDIVn=(int)(PLK/(bps×16))–17.3.1 例：UCLK或者PCLK等于40MHz，当波特率为 115200时,UBRDIV0的值为：答案：8 S3C2410时钟体系结构8.1 S3C2410的时钟控制逻辑给整个芯片提供 4种时钟信号：：用于CPU内核；：用于 AHB总线上的设备，如：中断控制器、存储器控制器、 LCD控制器、Nandflash、DMA控制器等；：用于 APB总线上的设备，如： UART、IIC、IIS、SPI、WATCHDOG、PWM定时器、ADC、GPIO、RTC等；UCLK：用于USB设备。答案：ARM异常中断处理及编程9.1 S3C2410X的中断控制器可以接受多达 个中断源的中断请求，其中有个一级中断。6/14嵌入式系统原理 arm复习答案：；9.2一级中断源通过就可以确定;对于一级中断源的开中断，只需对清0;对于一级中断源的中断清除，需要对要写1清0答案：INTOFFSET;INTMASK；INTPND、SRCPND9.311个片上外围电路需要通过INTOFFSET和SUBSRCPND才可以确定；20个外部二级可扩展的外部中断源需要通过INTOFFSET和EINTPEND确定；对于二级中断源的开中断，需要对SUBMASK、INTMASK或EINTMASK、INTMASK清0；对于二级中断源的中断清除，除了 INTPND、SRCPND要写1清0外，SUBSRCPND和EINTPEND也需要写1清0。9.4外部中断的使用方法：9.4.1设置I/O管脚为EINTn功能（GPnCON）9.4.2设置外部中断的触发方式（EXINTn）9.4.3设置中断模式FIQ/IRQ（INTMOD）9.4.4设置中断优先级（PRIORITY）9.4.5清除外部中断悬挂指示寄存器（EINTPEND）9.4.6清除中断源悬挂指示寄存器（SRCPND）9.4.7清除中断悬挂指示寄存器（INTPND）9.4.8打开外部中断（EINTMASK、INTMSK）9.4.9判断产生的中断是哪个EINTn(INTOFFSET、EINTPEND)9.4.10处理完毕后，清除中断指示寄存器（EINTPEND、SRCPND、INTPND）10 RTC(RealTimeClock)10.1RTC功能与结构10.1.1S3C2410RTC三大主要功能：为系统提供 、产生 (闹钟中断)、产生 （滴答中断或节拍时间中断）。答案：10.1.2S3C2410RTC使用 时钟信号源，振荡电路只需外接 2个20P左右的小电容、32.768KHz的晶振即可。答案：自己的独立10.2S3C2410的RTC主要有5部分构成： 、、 （时分秒年月日星期）、、 等部分。如下图所示 。答案:7/14嵌入式系统原理 arm复习10.2.1RTC节拍时间用于中断请求， TICNT寄存器有一个中断使能位和一个相关的计数器值，当节拍中断发生时，计数器值到达 0。中断时长如下：Period=(n+1)/128 ；以秒作为单位,n为节拍时间计数值，范围为1～127。10.3RTC三大功能使用编程方法：10.3.1初始化中断控制器；10.3.2清除悬挂指示寄存器（SRCPND、INTPND）10.3.3去除对相应中断的屏蔽（INTMSK）10.3.4使能节拍中断,设置节拍时间中断时长（TICNT）；10.3.5使能报警中断（RTCALM）；10.3.6使能RTC寄存器写操作（RTCCON），设置当前时间(BCDSEC-BCDYEAR)，禁止RTC寄存器写操作（RTCCON）；10.3.7使能RTC寄存器写操作（RTCCON），设置报警时间(ALMSEC-ALMYEAR)，禁止RTC寄存器写操作（RTCCON）；10.3.8中断发生后，判断中断类型（INTOFFSET），进行中断处理；10.3.9处理完毕后，再次清除悬挂指示寄存器（SRCPND、INTPND），返回看门狗定时器11.1看门狗增强系统稳定性原理答案：11.2看门狗定时器的结构与工作原理11.2.1S3C2410看门狗的功能11.2.1.1定时器功能：可以作为常规定时器使用，它是一个十六位的定时器，8/14嵌入式系统原理 arm复习并且可以产生中断，中断名为 INT_WDT，中断号是 0x09。11.2.1.2复位功能：作为看门狗定时器使用，当时钟计数减为 0（超时）时，它将产生一个 128个PCLK时钟周期的复位信号。11.2.2S3C2410ARM9的看门狗主要由五部分构成：、 、 、、 。答案：11.3S3C2410看门狗定时时间预分频器为 8位，其值为： 0--255再分频器可选择值为： 16、32、64、128输入到计数器的时钟周期为：T_wtd=1/[PCLK/(Prescaler+1)/Division_factor]看门狗的定时周期为：T=WTDAT×T_wtd11.4例：设PＣＬＫ为５０ＭＨｚ，则如何设置可使２４１０的看门狗定时器工作时钟频率约为１０KHｚ？在此时钟频率下让看门狗定时器定时半秒钟，又如何设置呢？11.5S3C2410的看门狗控制器编程步骤11.5.1初始化看门狗控制器11.5.1.1时钟设置、输出类型设置：给 WTCON相应位赋值；11.5.1.2计数器初始值设定：给 WTCNT相应位赋值；11.5.1.3数据寄存器赋值：给 WTDAT相应位赋值；11.5.2如果把看门狗作为一个普通的定时器使用， 还必须把看门狗定时中断处理程序填入中断向量表中，并把相关的中断控制寄存器初始化；11.5.3使能看门狗控制寄存器：给 WTCON相应位赋值9/14嵌入式系统原理 arm复习PWM定时器12.1构成12.1.1S3C2410芯片内部拥有个16位的Timer部件12.1.2具有脉宽调制（pwm）功能，具有PWM脉冲输出引脚；12.1.3仅作定时器用，不具有PWM功能，没有输出引脚；12.1.4有一个死区（deadzone）发生器。答案：12.212.2.1每个Timer部件所需的计数时钟信号均需系统提供的pclk时钟两次“变速”（预分频和再分频）所得。12.2.2Timer0、Timer1共享一个8位的预分频器，共享一个4位的再分频器；12.2.3Timer2、Timer3、Timer4共享另一个8位预分频器，共享另外一个4位的再分频器；12.35个Time部件最核心的东西是一个答案：12.4请描述S3C2410PWMTimer的操作答案：13 S3C2410启动代码分析10/14嵌入式系统原理 arm复习13.1安装中断向量表： 保证异常中断发生时能够正确执行中断处理程序；13.2初始化硬件13.2.1关闭看门狗：防止处理器不断复位13.2.2屏蔽所有中断： 避免在启动过程中意外触发中断13.2.3初始化时钟和 PLL：为ARM920T内核及片内外设提供不同频率的时钟信号13.2.4初始化存储系统： 使处理器能够正常读写外部存储设备13.3初始化系统堆栈： 为处理器提供不同工作模式下相应的堆栈空间13.4初始化应用程序执行环境： 完成重定位及 ZI段数清零13.5跳转至主函数： 执行用户程序一、填空题1.ARM的完整拼写形式为，ARM处理器内部正在执行的指令和正在预取的指令相差条指令。2.ARM处理器的arm状态以外的状态的指令的长度为位。3.ARM三种最基本的寻址方式中，最快寻址方式是。异步串行通信数据格式的特点是一个字符一个字符的传输，并且传送一个字符时总是以起始位开始，以停止位结束，其中起始位的逻辑值为 ，停止位的逻辑值为，空闲位的逻辑值为。5.S3C2410串口控制器中,串口0的波特率由寄存器设置，其值与时钟信号PCLK、波特率Baud的关系式。6.S3C2410PWM定时器最核心的部件是，其初始值可以通过初始化编程设置。当S3C2410看门狗的定时器溢出的时候，可能会产生两路输出和。8.S3C2410的RTC控制器的功能提供实时时间、、。9.APCS中规定子程序间传递参数,参数个数少于等于4个时,使用寄存器；参数个数多于4个时，使用。10.在ARM处理器中，寄存器间传送数据的指令是，寄存器和内存单元间传送数据的指令是，寄存器和状态寄存器间传送数据的指令是。11.S3C2410是以ARM920T为处理器核的SOC，其芯片内部的总线可以分为、，其中，看门狗控制器所连的总线为。12.伪操作import的作用是。伪操作“ldrr0,=label”的含义是。11/14嵌入式系统原理 arm复习二、简答题1、ARM在哪些工作模式下可以修改 CPSR寄存器？2、ARM处理器共有七种工作模式，哪些工作模式属于特权模式？哪些工作模式属于异常模式？3、ARM处理器有哪些异常中断？每种异常中断的入口地址分别是什么？4、4.S3C2410中断控制器相关特殊功能寄存器各有什么作用？5、中断发生时，处理器硬件完成了哪些工作？程序员需要完成那些工作？6、查询方式使用串口时，由哪个寄存器判断发送器是否空闲以及接收器是否收到数据？7、FCLK、PCLK、HCLK、UCLK分别为哪些部件提供工作时钟？8、PWM定时器中断信号传递到内核涉及哪些寄存器的配置？9、PWM定时器输出信