发布时间 : 星期二 文章嵌入式系统复习题及答案更新完毕开始阅读68fe713d0912a21614792998
模式、屏蔽寄存器、优先级寄存器、中断未决寄存器
14．看门狗控制寄存器包括：看门狗控制寄存器、计数常数寄存器、看门狗计数器寄存器。 15. S3C2410芯片共有117个输入输出引脚，分属于8个I/O端口。 16. CAN总线体系结构采用三层结构：物理层、数据链路层、应用层。
17.在嵌入式系统设计过程中，需求分析包括：功能性需求分析和非功能性需求分析。 18.ARM字数据存储格式有：大端格式和小端格式。 19.总线按照传输关系分类可分为：主从结构和对等结构。
20.RS-232C的帧格式由四部分组成，包括：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。 21.I/O接口电路数据传送方式有：查询、中断、DMA、I/O通道和I/O处理机方式。 I/O接口编址方式有两种，分别是：统一编址和独立编址。 22.Boot loader主要功能是：系统初始化、加载和运行内核程序。
23.从模块结构来看，嵌入式系统由三大部分组成，分别是：硬件、软件和开发平台。 24.嵌入式系统的设计过程包括：需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统集成和系统测试。
25.ARM系列微处理器支持的边界对齐格式有：字节对齐、半字对齐和字对齐。 26.RAM存储器有两种，分别是：SRAM和DRAM。
27.嵌入式操作系统的内核构成包括：系统初始化、多任务管理和内存管理。
28.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上运行代码的过程，称为交叉编译，而采用的编译器称为交叉编译器。
三、问答题
1、简述ARM9处理器的内部寄存器结构，并分别说明R13、R14、R15寄存器的作用 答：ARM9处理器的内部总共有37个32位的寄存器，其中31个用作通用寄存器，6
个用作状态寄存器，每个状态寄存器只使用了其中的12位。这37个寄存器根据处理器的状态及其工作模式的不同而被安排成不同的组。程序代码运行时涉及的工作寄存器组是由RAM9微处理器的工作模式确定的。 R13寄存器的作用通常是栈指针；
R14用作子程序链接寄存器，用于保存子程序的返回地址；
R15的功能是程序计数器，从R15读取的值是处理器正要取指的地址。 2、多寄存器加载/存储指令（LDM/STM）一般用在哪些方面？举例说明
答： 多寄存器加载/存储指令可以实现在一组寄存器和一块连续的内存单元之间传输数
据。LDM为加载多个寄存器；STM为存储多个寄存器。允许一条指令传送16个寄存
器的任何子集或所有寄存器。它们主要用于现场保护、数据复制、常数传递等。 3、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：进入异常
（1）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。 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。
4、I/O端口的寻址方式有哪些？说明各方法的具体思想。
答：（1）存储器映射法
将 I/O端口或部件和存储器芯片作相同的处理，即微处理器对他们的读/写操作没
什么差别，I/O端口或部件被当作处理器的一部分，占用存储器地址空间的一部分。对I/O端口或部件内的寄存器读/写操作无需特殊的命令，用存储器的数据传送指令即可。 （2）I/O隔离法
将I/O端口或部件和存储器芯片作不同的处理，在总线中用控制信号线来区别，达
到使I/O端口或部件地址空间和存储器地址空间分离的作用。 5、 S3C2410芯片采用中断方式控制I/O或部件操作时，其中断处理编程涉及哪些方面？ 答：（1）建立系统中断向量表，并且设置ARM920T核的CPSR中的F位和I位
（2）设置S3C2410芯片中56个中断源的中断向量
（3）中断控制初始化，初始化S3C2410芯片内部的终端控制寄存器 （4）完成I/O端口或部件具体操作功能的中断服务程序 6、 简要回答S3C2410芯片DMA的初始化步骤
答：（1）设置DMA操作的源地址
（2）设置DMA操作源的位置及源地址是否增1 （3）设置DMA操作的目的地址
（4）设置DMA操作目的的位置及目的地址是否增1 （5）设置DMA工作方式及DMA传送的数据长度 （6）开放DMA操作结束中断 （7）使能DMA操作，启动DMA 7、 CAN总线协议中的数据链路层协议是如何规定的？
答：CAN总线网的数据链路层又分为逻辑链路控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）子层。LLC子层的数据帧由三个位域组成：标识符域（11位）、数据长度码域（4位）和数据域（0~8个字节，每字节8位）。MAC子层的数据帧由七个位域组成：帧起始域（1位“1”信号）、仲裁域（12位）、控制域（2位保留位+DLC域）、数据域（0~64个字节，每字节8位）、CRC校验域（16位）、ACK域（2位）和帧结束域（7位“0”信号）。 8、形形色色的嵌入式系统默默无闻地生活在我们的身边，为我们的学习生活增加了无穷的乐趣。请列举你所熟悉的五个嵌入式应用系统，并对每个嵌入式系统作简单的分析（指出
它为什么是嵌入式系统）。
答：U盘、MP3播放器、手机、蓝牙耳机、GPS导航仪 火星探测器（VxWorks）、照相机自动提款机（?C/OS）、路由器机顶盒（Nucleus） 谈一谈嵌入式系统的发展趋势（列出五个趋势以上）。
答：产品种类不断丰富；应用范围不断普及；性能不断提高；功耗不断降低，体积不断缩
小；网络化、智能化程度不断提高；软件成为影响价格的主要因素。
（1）近十年来，嵌入式操作系统发展飞速，支持处理器不断丰富，功能不断增强。
（2）行业性开放系统日趋流行；面向领域特制的嵌入式操作系统走向开放、标准规范化、
平台化 （3）自由开源的软件技术在嵌入式应用上尤其备受青睐，Linux渐成主流之一；以J2ME/JINI
为代表的嵌入式技术将对嵌入式软件的发展产生深远影响。
（4）嵌入式软件的技术领域不断扩大并逐成体系。相关技术包括，实时系统，仿真工具，编译技术等，形成包括嵌入式操作系统、数据库、中间平台软件在内的嵌入式软件体系。 （5）嵌入式软件与互联网、普适计算、SOC的结合趋势加剧。 简述嵌入式处理器的特点（列出五个特点以上）：
答：抵挡处理器多采用哈佛结构，高档处理器多采用冯.诺伊曼结构；品种规格系列化；
对实时多任务有很强的支持能力；可靠性高、功耗低、集成度高、性价比高。 9．简述FIQ工作方式的特点？
答：FIQ异常是由外部中断信号引起的。FIQ异常模式下有足够的私有寄存器，且支持数据传送和通道处理方式，从而当异常发生、进入异常服务时，可避免对私有寄存器保存的需求，减少了进入异常或退出异常过程中的总开销。FIQ异常优先级高于IRQ异常。FIQ异常向量被放在所有异常的最后，这样是为了提高相应速度。 10.简述ARM9异常的优先级
答：若多个异常在某一时刻同时出现，那么，ARM9处理器将按照异常的优先级高低顺序处理，优先级顺序由高到底为：复位、数据中止、FIQ、IRQ、预取中止、未定义指令和SWI。当优先级高的异常被响应后，ARM9处理器将跳转到一个对应的地址处开始执行程序，这个异常服务程序的入口即是其向量地址。 12． 简述NAND Flash和NOR Flash的特点？
答：NAND Flash具有以下特点：
（1）以页为单位进行读和编程操作，1页为256或512B（字节）；
（2）以块为单位进行擦除操作，1块为4K、8K或16KB。具有快编程和快擦除的功能，
其块擦除时间是2ms；
（3）数据、地址采用同一总线，实现串行读取； （4）随机读取速度慢。
（5）芯片尺寸小，引脚少，是位成本(bit cost)最低的固态存储器；
（6）芯片包含有失效块，其数目最大可达到3～35块（取决于存储器密度）。失效块不会影
响有效块的性能，但设计者需要将失效块在地址映射表中屏蔽起来。
NOR Flash具有以下特点：
（1）程序和数据可存放在同一芯片上，拥有独立的数据总线和地址总线，能快速随机读取，
允许系统直接从Flash中读取代码执行，而无需先将代码下载至RAM中再执行； （2）可以单字节或单字编程；
（3）不能单字节擦除，必须以块为单位或对整片执行擦除操作；
（4）在对存储器进行重新编程之前需要对块或整片进行预编程和擦除操作 NAND和NOR—性能比较
? NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术； ? NOR的读速度比NAND稍快一些； ? NAND的写入速度比NOR快很多； ? NAND的擦除速度远比NOR的快； ? 大多数写入操作需要先进行擦除操作；
? NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少 NAND和NOR—接口差别
? NOR flash带有SRAM接口，线性寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节； ? NAND flash使用复用接口和控制IO多次寻址存取数据；
? NAND读和写操作采用512字节的块，这一点有点像硬盘管理，此类操作易于取代
硬盘等类似的块设备。
NAND和NOR—可靠性和耐用性
? 在NAND中每块的最大擦写次数是100万次，而NOR的擦写次数是10万次； ? 位交换的问题NAND flash中更突出，需要ECC纠错；
? NAND flash中坏块随机分布，需要通过软件标定——产品量产的问题。 13. 简述S3C2410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。 14. 简述中断方式控制的I/O的操作步骤。
答：（1）初始化微处理器中用于中断方式的寄存器，开放中断。 （2）I/O端口或部件完成数据操作后并产生中断请求信号。
（3）当中断请求信号有效时，微处理器可能处在不可中断状态。等到微处理器允许中断
时，微处理器就保存当前状态，停止它现在的操作并开始进行中断源的识别。 （4）在识别出优先级高的中断源后，微处理器转到对应的中断服务例程入口，并应答中
断，I/O端口或部件收到应答信号后，撤销其中断请求。
（5）微处理器读入或写出数据，当中断服务例程结束后，回到原来的被中断程序处继续
执行 15. 简述IRQ异常处理过程。
答：（1）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的位[7]置1；
（6）如采用大端配置，则PC=0xffff0018，否则PC=0x00000018。 FIQ异常处理过程
（1）链接寄存器R14_fig保存：被执行指令地址+4； （2）状态寄存器SPSR_fig保存：CPSR寄存器的内容; （3）状态寄存器CPSR的位[4:0]=0b10001;