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………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学2014-2015学年第 1 学期期 末 考试 A 卷课程名称：微处理器系统结构与嵌入式系统设计 考试形式：一本书开卷 考试日期：2015年1月8日 考试时长：120分钟平行班课程成绩构成：平时 10 %， 期中 15 %， 实验 15 %， 期末 60 % 英才班课程成绩构成：平时 30 %， 期中 0 %， 实验 20 %， 期末 50 % 本试卷试题由 三 部分构成，共 5 页。
注意：请将第一、二题答案填入指定位置。
一、单选题答案（共30分，共30空，每空1分）二、填空题答案（共20分，共20空，每空1分） 1. ① 运算器 ② 控制器 2. ① 528 ② 528 3. ① 1 ② DRAM （动态RAM ） 4. ① 空递增5. ① 高 ② 嵌套6. ① FIQ （快中断、快速中断）7. ① 4 ② 4 ③ 0 ④ 1 8. ① MRS ② LDR ③ LDM………密………封………线………以………内………答………题………无………效……9.①同步控制②电路简单，速度快③时钟以最慢设备为准，高速设备速度受影响………密………封………线………以………内………答………题………无………效……一、单选题（共30分，共30空，每空1分）1.程序计数器PC通常用于存放（ D ）。
A、数据B、指令C、正在执行的指令地址D、待取指的指令地址2.微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（ B ）。
A、每一条机器指令由一条微指令来执行B、每一条机器指令由一段微指令编写的微程序来执行C、每一条微指令由一段机器指令编写的程序来执行D、一条微指令由若干条机器指令组成3.指令之间存在的相关性可能会引起流水线的停顿，从而影响流水线的性能和效率。
下列不属于指令相关的为（ C ）。
A、数据相关B、结构相关C、名字相关D、控制相关4.某微处理器的结构之所以称为超标量结构，是因为该微处理器（ B ）。
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学2012-2013学年第 1 学期期 末 考试 A 卷课程名称：微处理器系统结构与嵌入式系统设计 考试形式：一本书开卷 考试日期：2013年1月16日 考试时长：120分钟平行班课程成绩构成：平时 10 %， 期中 15 %， 实验 15 %， 期末 60 % 英才班课程成绩构成：平时 30 %， 期中 0 %， 实验 20 %， 期末 50 % 本试卷试题由 3 部分构成，共 4 页。
注意：请将第一、二题答案填入指定位置。
一、单选题答案（共30分，共30空，每空1分）二、填空题答案（共28分，共28空，每空1分）1. ① 存储器 ② I/O 端口 （可交换顺序）2. ① 一条机器指令由一段微程序来解释执行3. ① 指令 ② 总线4. ① IRQ ② FIQ （可交换顺序）5. ① 1.78 ② 44.94 ③ 2.886. ① 1100 0011 0000 1010 ② 1010 0010 1001 1010 ③ 1 ④ 1 ⑤ 1 ⑥ 0 （说明：该题评阅时按上述答案给分，但实际ARM 是32位CPU ，基本没有同学考虑到）7. ① 非流水线执行时间相对流水线执行时间之比8. ① 一段时间内，计算机工作时所需的指令和数据总是集中存放在临近地址的存储单元 9. ① 复位 ② 电源 ③ 时钟 ④ 存储系统 ⑤ 调试接口 （可交换顺序） 10. ① 异常 （或中断） 11. ① BIC ② ORR12. ① =ULCON0(或=0x50000000) ② #0x2B （或#0xAB ）………密………封………线………以………内………答………题………无………效……一、单选题（共30分，共30空，每空1分）1.以下常用总线标准中，不属于片内总线的是（）。
A、Core ConnectB、AMBAC、AvalonD、SATA2.计算机系统中，以下不属于“异常”的是（）。
嵌入式系统硬件体系结构设计一、嵌入式计算机系统体系结构体系主要组成包括：硬件层中涵盖嵌入式微处理器、存储器（sdram、rom、flash等）、通用设备USB和i/oUSB（a/d、d/a、i/o等）。
在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制模块。
其中操作系统和应用程序都可以固化在rom中。
硬件层与软件层之间为中间层，也称作硬件抽象化层（hardwareabstractlayer，hal）或板级积极支持纸盒（boardsupportpackage，bsp），它将系统上层软件与底层硬件拆分开去，并使系统的底层驱动程序与硬件毫无关系，上层软件开发人员无须关心底层硬件的具体情况，根据bsp层提供更多的USB即可展开研发。
该层通常涵盖有关底层硬件的初始化、数据的输出/输入操作方式和硬件设备的布局功能。
3.系统软件层系统软件层由实时多任务操作系统（real-timeoperationsystem，rtos）、文件系统、图形用户USB（graphicuserinterface，gui）、网络系统及通用型组件模块共同组成。
rtos就是嵌入式应用软件的基础和研发平台。
功能层主要由实现某种或某几项任务而被开发运行于操作系统上的程序组成。
一个嵌入式系统装置通常都由嵌入式计算机系统和继续执行装置共同组成，而嵌入式计算机系统就是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层共同组成。
继续执行装置也称作被控对象，它可以拒绝接受嵌入式计算机系统收到的掌控命令，继续执行所规定的操作方式或任务。
本网关硬件环境以单片机s3c2440芯片和dm9000以太网控制芯片为主，实现rj45接口和rs232接口的数据传输。
内容包括硬件环境的初始化，数据的收发控制，封包解包设计，操作系统的移植等。
硬件框图就是直观的将每个功能模块列举，也就是一个基本的模块女团，可以简约的每个模块的功能彰显出。
嵌入式微处理器分类：根据微处理器的字长宽度：微处理器可分为4位、8位、16位、32位、64位。
一般把16位及以下的称为嵌入式微控制器，32位以上的称为嵌入式微处理器。
根据微处理器系统集成度，可划分为两类：一般用途的微处理器，即微处理器内部仅包含单纯的中央处理单元；单芯片微控制器，即将CPU、Rom、RAM及I/O等部分集成到同一个芯片上。
根据嵌入式微处理器的用途：可分为以下几类：1、嵌入式微控制器（MCU），又称为单片机。
微控制器的片上外设资源通常比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。
微控制器芯片内部集成有ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出（PWM）、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各种必要功能和外设。
微控制器的最大特点是单片化，功耗成本低，可靠性高。
常用的有8051、MCS系列、C540、MSP430系列等，目前，微控制器占嵌入式系统的约70%的市场份额。
2、嵌入式微处理器（EMPU）。
由通用计算机中的CPU发展而来，主要特点是具有32位以上的处理器，具有比较高的性能，价格也较高。
与计算机CPU不同的是，在实际嵌入式应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其它的冗余功能部分，因此其体积小、重量轻、功耗低、成本低及可靠性高。
通常嵌入式微处理器把CPU、ROM、RAM及I/O等元件做到同一个芯片上，也称为单板计算机。
目前，主要的嵌入式微处理器有ARM、MIPS、POWER PC和基于X86的386EX等。
特点：嵌入式微处理器与通用CPU最大的不同在于嵌入式微处理器大多工作在为特定用户群所专用设计的系统中，它将通用CPU许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统在设计时趋于小型化，同时还具有很高的效率和可靠性。
嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系或哈佛体系结构；指令系统可以选用精简指令系统（Reduced Instruction Set Computer，RISC）和复杂指令系统CISC（Complex Instruction Set Computer，CISC）。
嵌入式系统（STM32微控制器）实训指导书意法半导体公司的STM32微控制器具有32位字长的CPU，使用精简指令系统（RISC）。
精简指令系统的指令字长固定，译码方便，相对于复杂指令系统（CISC），精简指令系统的处理效率更高。
具有32位字长CPU的STM32系列微控制器的处理能力远高于8位和16位单片机，同时集成了与32位CPU相适应的强大外设（如双通道ADC、多功能定时器、7通道DMA、SPI等），能够完成过去一般单片机所无法达到控制功能。
现在，已经形成了以8位单片机为主流的低端产品和以32位微控制器为主流的高端产品两大市场。
对于自动化领域的从业人员，了解32位微控制器的结构、特点，掌握其使用方法，是很有必要的。
一、关于学习方法此前，我们已经学习过《C语言程序设计》、《微机原理》、《单片机原理及应用》等相关课程。
这些课程的学习是系统的、完整的、全面的，是有老师讲授的。
这种学习方法，适合在学校学习一些重要的基础理论课程。
在工作中，我们常常会遇到新的东西，需要以已有的知识作为基础，去解决问题、完成任务。
这就需要不同于前述的另一种学习方法。
这种方法是建立在自学基础上的，以解决实际问题为目的，允许通过局部的、模仿性的手段，来实现既定目标。
这种方法在工程实践中的应用是非常普遍的。
“白猫黑猫，能抓住老鼠就是好猫”。
能解决问题的方法就是好方法。
本次实训采取的方法是：将参考资料发给同学，同学自学其中需要的部分。
在指导教师引导下，体验各个控制项目、理解各组成部分，再以原控制软件为基础进行修改和移植，获得要达到的控制效果。
在本次实训中，我们使用的微控制器型号为STM32F103RB。
STM32F103RB是STM32微控制器系列中的一种，内部具有128KB程序存储器、20KB随机读写存储器、1个16位高级定时器、3个16位通用定时器、2个SPI、2个I2C、3个USART、1个USB、1个CAN、2个ADC。
芯片为64引脚LQFP封装，有51个I/O引脚。
