ARM嵌入式系统基础教程习题答案周立功.doc

第一章
思考及练习
1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。
答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒
2、什么叫嵌入式系统
嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为根底、软件硬件可裁剪、适应应用系
统对功能、可靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？
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。
嵌入式微处理器( , )
嵌入式微控制器( , )
嵌入式 处理器( , )
嵌入式片上系统( )
4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？
是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位 的多任务潜力。
第二章
1、嵌入式系统工程开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？
工程的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行工程与完毕工程4 个阶段。
识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究工程的可行性，分析厂商所应具备的条件。
提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。
执行工程阶段细化目标，制定工作方案，协调人力与其他资源；定期监控进展，
分析工程偏差，采取必要措施以实现目标。
完毕工程阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。
2、为何要进展风险分析？嵌入式工程主要有哪些方面的风险？
在一个工程中，有许多的因素会影响到工程进展，因此在工程进展的初期，在客户与开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估工程进展可能会遭遇的难题。
需求风险；时间风险；资金风险；工程管理风险
3、何谓系统标准？制定系统标准的目的是什么？
规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。
4、何谓系统规划？为何要做系统规划
系统规划就是拟定一个开发进程，使工程在合理的进程范围中逐渐建构完成。其目地是让客户可以进一步地掌握系统开发的进程，并确定检查点，以让双方确定工程是否如预期中的进度完成。
5、为什么在工程完毕前需要进展工程讨论？
工程的讨论一个工程进展的反应机制。通过这一个程序，工程团队的经历才可以被记录
下来，也就是说，这是一个撰写工程历史的过程。
第三章
1、7中的T、D、M、I的含义是什么？
64 位乘法指令〔带M 后缀的〕、支持片上调试〔带D 后缀的〕、高密度 16 位的
指令机扩展〔带T 后缀的〕与 观察点硬件〔带I 后缀的〕
2、7采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？
三级流水线〔取指 译码 执行〕；使用了冯·诺依曼〔 〕构造，指令与数据共用一条32 位总线。
3、处理器模式与处理器状态有何区别？
处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态，处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。
4、分别列举的处理器模式与状态。
状态：
状态 32 位，这种状态下执行的是字方式的 指令
状态 16 位，这种状态下执行半字方式的 指令
模式：
用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、 中止模式、未定义模式与系统模式。
5、与分别使用哪个存放器？
使用R15存放器，使用R14存放器
6、R13存放器的通用功能是什么？
堆栈
第四章
1、根底知识
〔1〕7()有几种寻址方式？ R1，[R0，#0x08]属于哪种寻址方式？
1. 存放器寻址；2. 立即寻址；3. 存放器移位寻址；4. 存放器间接寻址；5. 基址寻址；6. 多存放器寻址；7. 堆栈寻址；8. 块拷贝寻址；9. 相对寻址； R1，[R0，#0x08]属于基址寻址。
〔2〕指令的条件码有多少个？默认条件码是什么？
16条， 默认条件码是。
〔3〕指令中第二个操作数有哪几种形式？举例5个8位图立即数。
(1) 立即数；(2) 存放器；(3) 存放器及移位常数；
0x3〔0<<2〕、0、0(00<<24)、200(08)、0(0x1F<<28)。
〔4〕指令的偏移形式有哪4种？与有何区别？
(1) 零偏移；(2) 前索引偏移；(3) 程序相对偏移；(4) 后索引偏移。就是读出指定地址的数据并存入指定存放器，读出指定地址的数据，并高24位用符号位扩展，再存入指定存放器。
〔5〕请指出指令及加载指令的区别及用途。
将 8 位图()立即数或存放器(2)传送到目标存放器()，可用于移位 运算等操作。读取指定地址上的存储器单元内容，执行条件.
〔6〕指令的操作是什么？写一个程序，判断R1的值是否大于0x30，是那么将R1减去0x30。
指令将存放器 的值减去2 的值，根据操作的结果更新 中的相应条 件标志位，以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。
R1,0x30
R11,0x30
〔7〕调用子程序是用B还是用指令？请写出返回子程序的指令？
指令用于子程序调用。
， R14
〔8〕请指出伪指令的用法。指令格式及加载指令的区别是什么？
伪指令用于加载 32 位的立即数或一个地址值到指定存放器。第二个数为地址表达式。
〔9〕状态及状态的切换指令是什么？请举例说明。
指令，
〔10〕状态及状态的存放器有区别吗？指令对哪些存放器的访问受到一定限制？
状态下不能更新 中的 状态标志。，指令对R815存放器访问受限。
〔11〕指令集的堆栈入栈、出栈指令是哪两条？
〔12〕指令集的指令转换范围为何能到达±4？其指令编码是怎样的？
采用两条16 位指令组合成22 位半字偏移(符号扩展为32 位)，使指令转移范围为±4。
2 有符号与无符号加法
下面给出A 与B 的值，您可先手动计算，并预测N、Z、V 与 C 标志位的值。然后修改程序清单4.1 中R0、R1 的值，将这两个值装载到这两个存放器中(使用 伪指令，
如 R00x 0000)，使其执行两个存放器的加法操作。调试程序，每执行一次加法 操作就将标志位的状态记录下来，并将所得结果及您预先计算得出的结果相比拟。如果两个 操作数看作是有符号数，如何解释所得标志位的状态？同样，如果这两个操作数看作是无符数，所得标志位又当如何理解？
0000F 0x7 (A)
+ 0x00001 + 0x + (B)
结果： ( ) ( ) ( )
3 数据访问
把下面的 C 代码转换成汇编代码。数组 a 与b 分别存放在以 0x4000 与 0x5000 为起始 地址的存储区内，类型为(即32 位)。把编写的汇编语言进展编译连接，并进展调试。
(0; i<8; )
{ a[i] = b[7];
第五章
1、根底知识：
〔1〕2114可使用的外部晶振频率范围是多少〔使用/不使用功能时〕？
晶振频率范围：1~30 ，假设使用 或 功能为：10～25。
〔2〕描述一下2210的.14、P1.20、P1.26、1与0引脚在芯片复位时分别有什么作用？并简单说明2000系列7微控制器的复位处理流程。
P0.14 的低电平强制片内引导装载程序复位后控制器件的操作，即进入 状态。
P1.20 的低电平使 P1.25～P1.16 复位后用作跟踪端口。
P1.26 的低电平使 P1.31～P1.26 复位后用作一个调试端口。
当 为低时，0 及1 一同控制引导与内部操作。引脚的内部上拉确保了引脚未连接时呈现高电平。
外部复位输入：当该引脚为低电平时，器件复位，口与外围功能进入默认状态，处理器从地址0 开场执行程序。复位信号是具有迟滞作用的 电平。
〔3〕2000系列7微控制器对向量表有何要求〔向量表中的保存字〕？
向量表所有数据32 位累加与为零(0x～0 的8 个字的机器码累加)，才能脱机运行用户程序，这是2114/2124/2212/2214 的特性。
〔4〕如何启动2000系列7微控制器的功能？相关电路应该如何设计？
〔5〕2000系列7微控制器片内是多位宽度的接口？它是通过哪个功能模块来提高的访问速度？
128位, 通过存储器加速模块〔〕来提高的访问速度
〔6〕假设2210的0存储块使用32位总线，访问0时，地址线A1、A0是否有效？模块中的4具有什么功能？
无效,( 如果存储器组配置成 16 位宽,那么不需要 A0；8 位宽的存储器组需要使用 A0 。)；字节定位选择信号。
〔7〕2000系列7微控制器具有引脚功能复用特性，那么如何设置某个引脚为指定功能？
通过引脚功能选择存放器的设定来设置某个引脚为指定功能
〔8〕设置引脚为功能时，如何控制某个引脚单独输入/输出？当前要知道某个引脚当前的输出状态时，是读取存放器还是读取存放器？
方向存放器，。
〔9〕P0.2与P0.3口是I2C接口，当设置它们为时，是否需要外接上拉电阻才能输出高电平？
〔10〕使用主模式时，引脚是否可以作为？假设不能，引脚应如何处理？
不能用作，应设这高电平，处于末激活状态。
〔11〕2114具有几个是符合什么标准？哪一个可用作通信？哪一个具有接口？
0，1；0用于通信，1具有接口。
〔12〕2114具有几个32位定时器？定时器是否可以作通用定时器使用？
两个32位定时器，定时器不能用作通用定时器使用
〔13〕2000系列7微控制器具有哪两种低耗模式？如何降低系统的功耗？
2 个低功耗模式：空闲与掉电；
2、计算设置值：
假设有一个基于2114的系统，所使用的晶振为11.0592石英晶振。请计算出最大的系统时钟〔〕频率为多少？此时的M值与P值各为多少？请列出计算公式，并编写设置的程序段。
3、存储器重影射：
〔1〕2210具有〔 4 〕种存影射模式。
①3 ②5 ③1 ④4
〔2〕当程序已固化到片内，向量表保存在0x起始处，那么〔1:0〕的值应该为〔 2 〕。
①00 ②01 ③10 ④11
〔3〕2000系列7微控制器重影射的目标起始地址为〔 〕，共有〔 〕个字。
①0x，8 ②0x，8
③0x，16 ④0x7000，8
4、外部中断唤醒掉电设计：
以下代码是初始化外部中断0，用它来唤醒掉电的2114，请填空。
0=0x；
= (1&0)|0X01； 设置连接，.16设置为
=0X00； 设置0为电平触发模式
0X00； 设置0为低电平触发
=0X01； 允许外部中断0唤醒掉电的
0x0F； 去除外部中断标识
第四章
；文件名：
；功能：实现两个存放器相加
；说明：使用软件仿真调试
；声明代码段
；标识程序入口
32 ；声明32位指令
R0，#0 ；设置参数
R1，#10
；调用子程序
B ；跳转到
R0，R0，R1 ；R001
， ；子程序返回
；文件完毕
程序清单4.2 读取立即数
0X20
！，{R03，R12，} ；现场保护
R0， ；读取
！，{R0} ；保存
R0， ；测试T标志位
R0，[，2] ；假设是指令，读取指令码〔16位〕
R0，R0,，#000 ；取得指令的8位立即数
R0，[，4] ；假设是指令，读取指令码〔32位〕
R0，R0，#0 ；取得指令的24位立即数
！，｛ R03，R12，｝ ；异常中断返回
R0，
R0，R0，#0x80
，R0
R0
R0，R0，#0x80
，R0
R0， ；保存返回地址
；设置管理模式堆栈
，#03
；设置中断模式堆栈
，#02
R0， ；加载转换表地址
R1，[R0，R2] ；使用R2作为参数，进展查表
00，09，04，00，0x99，0x92，0x82，08，0x80，0x90
R1，＋1
R1
16
R1，#10
R0， ；加载的存放器的地址
R1，[R0] ；读取存放器的值
R0，
R1，=0x
R1，[R0] ；0x
R1，R1，#1
程序清单4.10 到的状态切换
；文件名：8
；功能：使用指令切换处理器状态
；说明：使用软件仿真调试
8，，
32
R0，1
R0 ；跳转并切换处理器状态
16
R0，#10 ；R0=10
R1，#20 ；R1=20
R0，R1 ；R001
B
第 13 页