ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案
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第1章 嵌入式系统概述
(1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。
答：键盘、鼠标、扫描仪。
(2)什么叫嵌入式系统？
答：嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。
(3)什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？
答：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。分为3类：1.注重尺寸、能耗和价格；2.关注性能；3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。
(4)什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？
答：嵌入式操作系统是操作系统的一种类型，是在传统操作系统的基础上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来的。原因：1.提高了系统的可靠性；2.提高了开发效率，缩短了开发周期。3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。
第2章 ARM7体系结构
1.基础知识
(1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？
答：T：高密度16位Thumb指令集扩展；D：支持片上调试；M：64位乘法指令；I：Embedded
ICE硬件仿真功能模块。
(2)ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？
答：3级；冯·诺依曼结构。
(3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？
答：ARM处理器模式体现在不同寄存器的使用上；ARM处理器状态体现在不同指令的使用上。
(4)分别列举ARM的处理器模式和状态？
答：ARM的处理器模式：用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式；ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。
(5)PC和LR分别使用哪个寄存器？
答：PC:R15；LR:R14。
(6)R13寄存器的通用功能是什么？
答：堆栈指针SP。
(7)CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态？
答：位31~28：N、Z、C、V，条件代码标志位；27~8：保留位；7~0：I、F、T、M4~0，控制标志位。 ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案
复习重点：
第1章：ARM和嵌入式系统介绍
嵌入式系统的概念
ARM嵌入式处理器的版本
Cortex系列处理器的组成和特点
嵌入式操作系统
第2章：ARM体系结构
ARM、CM3处理器状态：Thumb状态和调试状态
CM3处理器工作模式：Handler模式和Thread模式
代码特权分级：特权级和非特权（用户）级
CM3内部寄存器：r0-r12，r13，r14，r15，状态寄存器xPSR
存储器映射机制：大端格式和小端格式
数据对齐方式：字对齐、半字对齐、非字对齐、非半字对齐
异常概念、CM3异常机制特点
第3章：Cortex-M3控制器及外围硬件简介
嵌入式最小系统组成
第4章：指令系统和时钟
ARM、Thumb、Thumb-2和CM3指令集的特点和关系
STM32时钟系统结构原理和初始化编程
启动代码
第5章：GPIO实验、第6章：UART实验、第9章：中断实验
第10章：RTC实验
原理和编程
第7章：模/数转换、第8章：定时器实验
原理即可，不考程序 一、简答
1. 什么是嵌入式系统？嵌入式系统有哪些应用？
2. 什么是嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？
3. 说明使用实时操作系统的必要性。
4. 简要说明ARM Cortex内核处理器分为哪几个系列？各有什么特点？
5. ARM Cortex-M3处理器有哪些优势符合嵌入式操作系统的要求？
6. 简述NVIC的初始化步骤。
7. 什么是嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？
二、填空
1. STM32F103ZET6有 个引脚， KB片内FLAM ROM， KB片内SRAM。
2. Cortex-M3处理器支持两种特权分级：特权级和 。Cortex-M3处理器支持两种工作模式，： 模式和 模式。
3. PSR中，标志位C是 ，Z是 N是 ，V是 。
第一部分
CPU架构
第二章
程序员模型
这一章主要介绍ARM的程序员模型，包括以下的章节：
· 数据类型
· 处理器模式
· 寄存器
· 通用寄存器
· 程序状态寄存器
· 异常
· 大小端模式支持
· 非对齐访问支持
· 同步原语
· Jazelle扩展
· 饱和整数运算 第一节 数据类型
ARM处理器支持如下的几种数据类型：
字节 8位
半字 16位
字 32位
------------注---------------
· 对半字的支持使在版本4中引入的。
· ARMv6已经引入对字和半字的非对齐数据支持。参见 非对齐访问 获得更多信息。
· 当这些类型中的任意一种定义为无符号时，N位数据的值代表的是非负的整数，取
值范围从0到整的2N-1，使用普通的二进制格式。
· 当这些类型中的任意一种定义为有符号时，N位数据的值代表一个整数，范围从负
的2N-1次方到正的2N-1+1，使用2的补码格式。
· 所有的数据操作，比如ADD，以字为单位执行。长整型乘法支持64位的结果，可
以使用或者不使用累加器。ARMv5TE引入一些半字的乘法操作。ARMv6引入多种
单指令多数据(SIMD)的指令操作在两个半字或者是4个字节中并行执行。
· 加载和存储指令操作能传输字节，半字和字到存储器中，或者从存储器中读取，当
他们被加载的时候可以自动进行字节和半字的0扩展和符号扩展。同时也支持与存
储器交换两个或更多字的加载和存储操作。
· ARM指令总是1个字长同时以四字节为边界对齐。Thumb指令总是半字长且以两
字节为边界对齐。Jazelle操作码有各种各样的字节长度且能以任意字节为边界对齐。
------------------------------ 第二节 处理器模式 ARM架构支持7种处理器模式，如下表：
处理器模式 模式编号 描述
用户模式(usr) 0b10000 正常程序执行模式
快速中断模式(fiq) 0b10001 支持高速的数据传输或信道处理
ARM嵌入式系统结构与编程习题答案 清华大学出版社 最详细版
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一
《arm嵌入式系统结构与编程》习题答案
第一章为绪论
1.国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？
答：国内嵌入式行业普遍接受的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可定制，满足应用系统在功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面的严格要求的专业计算机系统。从这个定义可以看出，嵌入式系统与应用紧密结合，具有很强的特殊性。它必须根据实际系统需求进行合理定制和使用。因此，嵌入式系统是“为特定的人定制的”。
2．嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。答：从20世纪70年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了30多年的发展历史。
嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。英特尔于1971年开发了第一款4位总线结构的微处理器4004，可以说是嵌入式系统的雏形。80年代初的8051是单片机历史上值得纪念的一页。20世纪80年代初，出现了一种商业化的“实时操作系统内核”。在实时内核下编写应用软件，可以加快新产品的开发速度，节约资金。在20世纪90年代，实时内核发展为实时多任务操作系统。进入21世纪以来，嵌入式系统得到了极大的发展。在硬件方面，单片机的性能有了很大的提高，尤其是ARM技术的出现和改进，为嵌入式操作系统提供了强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个新的阶段。
3．当前最常用的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。答：主要有嵌入式linux和嵌入式实时操作内核uc/os-ii
嵌入式Linux操作系统是一种针对嵌入式微控制器的特点而定制的Linux操作系统，包括通用的嵌入式通信协议和通用驱动程序，并支持多种文件系统。它主要具有以下特点：开源、易移植、内核小、功能强大、运行稳定、效率高。
