嵌入式系统期末复习
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第一章嵌入式系统概述
1.写出下列英文缩写的英文原文及中文含义。
RAM 随机存储器DRAM动态随机存储器ROM只读存储器PROM可编程只读存储器EPROM可插除可编程只读存储器
FLASH多媒体存储RTOS 实时操作系统SOPC 片上可编程系统IP IP盒OS 操作系统BSP 板级支持包ICE 硬件调试器EEPROM 电可插除可编程只读存储器API应用程序接口
RISC精简指令集计算机SPI 串行万维指令MMU 存储管理单元UART 异步接受发送装置ARM 先进RISC存储器SWI软件终端指令FIQ 快速终端请求CAN CAN总线DMA直接内存存取
FPGA可编程们阵列GPIO
2.什么是嵌入式系统?与通用计算机相比,它有哪些特点?其应用范围包括哪些?
嵌入式系统:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系
统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
特点:软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求
应用范围:常用在系统实时高效性,软件固态化以及应用的专用性等方面。
3.嵌入式系统的组成结构包括哪几个部分?
嵌入式系统主要包括硬件和软件两个部分。具体包括:应用层,OS层,BSP(板级支持包),和硬件层。
4.简述嵌入式系统的硬件组成,并解释什么是嵌入式微处理器,嵌入式微控制器,DSP和SOC/SOPC。
以嵌入式微处理器为中心,配置存储器。I/O设备,通讯模块以及电源等。
嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。
5.简述IP盒的基本概念,它和SOC的关系是什么?
6.简述嵌入式系统软件的组成和功能?
组成:应用层,OS层,BSP层
第二章ARM微处理器及其开发应用
1.比较CISC体系结构和RISC体系结构的特点,ARM为何采用RISC结构?
CISC指令集设计的主要趋势是增加指令集的复杂度。RISC的中心思想是精简指令集的复杂度,精简指令的硬件设计,硬件只执行很贱的那部分指令,大部分指令有简单指令完成。RISC体系结构的特点:指令格式和长度固定,且指令类型很少,指令功能简单;RISC指令系统强调对称,均匀,简单,程序的编译效率更高;大多数指令单周期完成;具有分开的Load/Store结构的存储结构;基于多个通用寄存器堆操作。
ARM的优点:处理器管芯面积小;开发时间短,开发成本降低;容易实现高性能,低成本的处理器。ARM主要采用RISC的主要特点有:Load/Store体系结构;固定的32位指令;3地址指令格式。
2.简述ARM体系结构的特点。
主要特点有:Load/Store体系结构;固定的32位指令;3地址指令格式。
3.什么是Thumb技术?其优点是什么?与ARM指令集相比,Thumb指令集具有哪些局限?Thumb是ARM体系结构中一种16位的指令集。Thumb不仅仅是另一个混合指令集的概念,它使设计者得到ARM32位指令的性能,又能享受Thumb指令集产生的代码方面的优势。有以下局限:完成相同的操作时,Thumb通常需要更多的指令;Thumb
指令没有包括进行异常处理时需要的指令,在异常中断时还需要调用ARM指令。4.ARM处理器支持哪几种工作模式?各个模式各有什么特点?
ARM处理器共支持7种处理器模式:
用户模式:正常用户模式,程序正常执行
FIQ:处理快速中断,支持高速数据传输或通道处理
IRQ:处理普通中断
SVC:操作系统保护模式,处理软件中断
中止:处理存储器故障,实现虚拟存储器和存储器保护
未定义:处理为定义的指令陷阱,支持硬件协处理器的软件仿真
系统:运行特权操作系统任务
5.简述ARM状态下分组寄存器R13,R14,R15的功能和R15的注意事项。
R13:在Thumb指令中,有一些强制性的使用R13作为堆栈指针
R14:但程序执行程序调用指令BL,BLX时,当前的PC保存在R14寄存器中,R14还用于异常处理的返回
R15:用于程序计数
6.简述ARM程序状态寄存器各位的功能。
所有处理器模式都可以访问当前状态寄存器CPSR,CPSR包括条件码标志,终端禁止位,当前处理器模式以及其他状态和信息。
7.试分析Thumb状态和ARM状态下的寄存器的关系。
Thumb状态的R0—R7与ARM状态的R0—R7是一致的
Thumb状态的CPSR和SPSR与ARM状态的CPSR和SPSR是一致的
Thumb状态的SP映射到ARM状态的R13
Thumb状态的LR映射到ARM状态的R14
Thumb状态的PC 映射到ARM状态的R15
8.简述ARM 的存储层次
ARM的存储层次由多级构成:
○1寄存器组,典型的RISC处理器大约有32个32位的寄存器
○2片上RAM,它和片上寄存器组具有同级的读/写速度
○3片上Cache
○4主存储器
○5硬盘,作为后援存储器
9.ARM寻址方式有几种?
立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址变址寻址、多寄存器寻址、相对寻址10.ARM指令集
跳转指令、数据处理指令、乘法指令与乘加指令、程序状态寄存器访问指令、加载/存储指令、批量数据加载/存储指令、数据交换指令、移位操作、协处理器指令
第三章嵌入式系统的操作系统及软件开发
1、嵌入式操作系统定义及嵌入式系统对操作系统的要求
(1)市场进入时间
(2)可移植性
(3)可利用资源
(4)系统定制能力
(5)成本