2022年嵌入式系统课后答案 .pdf

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1、1 嵌入式系统2011 作业（非标准答案，仅供参考）第 1 章嵌入式系统概述1、什么是嵌入式系统？答：嵌入式系统指的是以应用为中心和以计算机技术为基础的，并且软硬件是可裁剪的，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标严格要求的专用计算机系统。3、根据嵌入式系统的复杂程度，嵌入式系统可分为哪4 类？答：1：单个微处理器；2：嵌入式处理器可扩展的系统；3：复杂的嵌入式系统；4：在制造或过程控制中使用的计算机系统。5、从硬件系统来看， 嵌入式系统由哪几部份组成？画出简图。答：P11图 1-4 电源模块Flash 时钟复位微处理器RAM ROM MPU 外设其他键盘LCD USB 外围电路

2、2.2 回答下列关于ARM编程模式的问题（1）在该模式下有多少通用寄存器（2）CPSR 的作用是什么（3）Z 位的作用是什么（4）程序计数器保存在何处答（1）31 个通用寄存器（2）为状态寄存器，保存当前的状态，可以在任何模式下访问（3）Z=1 运算结果为0 Z=0 运算结果不为0 （4）R15（PC）2.3 下列的arm 条件码的含义是什么（1）EQ （2）NE （3）MI （4）VS （5）GE （6）LT 答(1)z 置位相等(2)z 清零不相等(3)n 置位负数(4)v 置位溢出(5)n 等于 v 带符号数大于或等于(6)n 不等于 v 带符号数小于2.5 arm 处理器共有多少个寄存

3、器？这些寄存器按其在用户编程中的功能如何进行划分？这些寄存器在使用中有什么特殊之处？答37 个寄存器，其中有31 个通用寄存器，其中包括程序计数器pc，6 个状态寄存器寄存器均为32 位在七种模式中R0R7 不分组，R8R14按模式分组，R15 为程序计数器，CPSR 为状态寄存器，SPSR 为保存程序状态寄存器。R13 为堆栈指针寄存器，R14 为链接寄存器。CPSR 在各种模式下多可以访问，而在用户模式及系统模式下SPSR 不可以被访问。2.6 若寄存器R1=0 x01020304，分别按 照 大 端 模式 和 小 端模 式 存储 在0 x30000 字单元中，试分别写出两种模式下内存存储

4、内容， 并标出内存地址答大端模式0 x30000 01 0 x30001 02 0 x30002 03 0 x30003 04 小端模式0 x30000 04 0 x30001 03 0 x30002 02 0 x30003 01 2.7 ARM存储器的存储周期有几种类型？对应于Cache 访问和存储器访问是何存储周期？答：ARM 存储器有 4 种存储周期： 空闲周期，非顺序周期，顺序周期，协处理器寄存器传送周期。一般地，对应于Cache 访问的存储周期是：非顺序周期。对应于存储器访问的存储周期是：顺序周期和非顺序周期。2.8 何谓 Cache？简述 Cache的工作原理。答：高速缓存器：弥补

5、主存速度，在CPU 与主存之间设置的高速，小容量存储器，构成Cache-主存存储层次，速度是 Cache的，容量是主存的。工作原理：当CPU 要访问 Cache名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2 时， CPU 送来主存地址，放到主存地址寄存器中。然后通过地址变换部件把主存地址中的块号M 变成 Cache的块号 m， 并放到 Cache地址寄存器中；同时将主存地址中的块内地址N 直接作为 Cache的块内地址 n

6、装入到 Cache地址寄存器中。如果地址变换成功，就用得到的Cache地址去访问Cache，从 Cache中取出数据送到CPU 中。如果地址变换不成功，则产生Cache 失效信息，接着使用主存地址直接去访问主存储器，从主存储器中读出一个字送到 CPU，同时将从主存储器中读出来的数据装入到Cache 中去。此时如果 Cache 已经满了，则需要采用某种 Cache 替换策略把不常用的块先调出到主存储器中相应的块中，以便腾出空间来存放新调入的块。教材：图2-12 Cache 工作原理图2.10 ARM的 MMU主要实现什么功能？答：ARM 的 MMU 主要实现的功能：（1）虚拟存储空间到物理存储空

7、间的映射。（2）存储器访问权限的控制。（3）设置虚拟存储空间的缓冲特性。2.12 ARM支持的物理页有几种类型？其容量为何值？答：ARM 支持的物理页通常有4 种类型，其容量值如下：段：大小为1MB 的存储块。大页：大小为64KB 的存储块。小页：大小为4KB 的存储块。极小页：大小为1KB 的存储块。2.13 简述基于段的地址变换过程。答：ARM基于段的地址变换过程如图所示。（教材：图2-19 基于段地址的地址变换）第 3 章ARM 寻址方式与指令系统2. 如何从异常中断处理程序中返回？需要注意哪些问题？答： (1) 中断处理完成后返回指令：LDMFD SP!,RPC (2) 从异常中断处理

8、程序中返回时需要将 CPSR 中的 CPU状态恢复，同时将 R14数据传输给 PC 4. 假设R0 的内容为0 x8000, 寄存器R1,R2 的内容分别为0 x01 与 0 x10， 存储器内容为0. 连续执行下述指令后，说明每条指令执行后PC 如何变化？存储器及寄存器的内容如何变化？ STMIB R0!,R1，R2 LDMIA R0!,R1，R2 解：执行第一条指令后，存储器中地址为 0 x8004 保存的内容为R1的内容，即 0X01， 存储器中地址为0 x8008 保存的内容为 R2的内容，即 0X10， 寄存器R1,R2 的内容不变，仍分别为0 x01 与0 x10。R0的内容为 0

9、 x8008。PC=PC+4 。执行第二条指令后，存储器内容不变，寄存器 R1保存的是存储器地址31 14 13 0页表基地址为 0CP15 中的寄存器C231 20 19 0虚拟地址31 14 13 2 1 031 20 19 12 11 10 9 8 5 4 3 2 1 0一 级页表内偏移序号段内地址偏移量页表基地址一级页表内偏移序号00物理基地址0AP用户定义31 20 19 0段对 应的物理基地址段内地址偏移量一级描述符段的物理地址一级描述符地址0域BC10名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -

10、 - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3 为 0 x8008 的内容： 0 x10,R2 保存的是存储器的地址为0 x800c 的内容，即 0。R0的内容为 0 x8010。PC=PC+4 。5. 在 ADS环境下，利用全局变量和局部变量声明伪操作及其赋值伪操作，分别举例来定义算术变量，逻辑变量和串变量。解： （1）局部变量：LCLA num1 ； 定义一个局部的数字变量，变量名为num1 LCLL l2 ；定义一个局部的逻辑变量，变量名为l2 LCLS str3 ；定义一个局部的字符串变量，变量名为str3 num1 SETA 0 xabcd

11、；将该变量赋值为0 xabcd l2 SETL FALSE；将该变量赋值为真str3 SETS “Hello!”；将该变量赋值为“Hello!”（2）全局变量GBLA num1 ；定义一个全局的数字变量，变量名为num1 num1 SETA 0 xabcd ； 将该变量赋值为 0 xabcd GBLL l2 ； 定义一个全局的逻辑变量，变量名为l2 l2 SETL FALSE ； 将该变量赋值为假GBLS str3 ； 定义一个全局的字符串变量，变量名为str3 str3 SETS “Hello!”； 将该变量赋值为“ Hello!”（3）变量赋值LCLA num1 ；定义一个局部的数字变量，

12、变量名为num1 num1 SETA 0 x1234 ；将该变量赋值为 0 x1234 LCLS str3 ；定义一个局部的字符串变量，变量名为str3 str3 SETS “Hello!” ；将该变量赋值为“ Hello!”LCLL l2 ；定义一个局部的逻辑变量，变量名为l2 l2 SETL FALSE ； 将该变量赋值为真6. 写出下述内存变量x,y,z的地址begin equ 0 x2000 map begin x field 4 y field 8 z field 16 解：x,y,z的 地址分别为0 x20000,0 x20004,0 x2000c 7. 写出执行以下计算的指令序列

13、，其中 X,Y,Z,R,W 均为 32 位无符号数， 两数乘积不超过32 位数范围。(1)Z W-(X+6)-(R+9) (2)Z (W*X)/16 解：(1)LDR R4，=X LDR R2 ，R4; R2X ADD R2 ，R2 ，#6 LDR R5，=R LDR R3 ，R5; R3R ADD R3 ，R3 ，#9 LDR R6，=W LDR R1 ，R6; R1W SUB R1 ，R1 ，R2 SUB R1 ，R1 ，R3 LDR R0，=Z STR R1 ，R0; 存 Z (2)LDR R4，=X LDR R2 ，R4; R2X LDR R6，=W LDR R1，R6; R1W MU

14、L R1 ，R1，R2 MOV R1,R1,LSR #4 LDR R0，=Z STR R1 ，R0; 存 Z 8. 假定 R0,R1 中的内容为带符号数，R2，R3中的内容为无符号数，写出指令实现以下判断。（1）若 R3的内容超过R2的内容，则转去执行EXCEED （2）若 R1的内容超过R0的内容，则转去执行EXCEED （3）若 R2的内容等于0，则转去执行 ZERO （4） 若 R0的内容和R1的内容相等，则转去执行EQU 解： （1）CMP R3 ，R2 BHI EXCEED （2）CMP R1 ，R0 BGT EXCEED （3）CMP R2 ，#0 BEQ ZERO （4）CMP

15、R0 ，R1 BEQ EQU 9. 已知数据段中的整数数组x 和 y，试将x 中的数按从大至小的顺序排序，并存入y 数组。解：思路：1.采用冒泡排序对数组X 排序， N-1次循环，每次比较个数比上次减一；2.采用多字数据拷贝方法，将数组X中排好序的数据存入数组Y。AREA Sort,CODE,READONLY Num EQU 10 ENTRY start MOV r3,#0 x0; 临时变量MOV r4,#0 x0; 临时变量MOV r1,#num; 字数 ,相当于外层循环变量A1 LDR r0,=X; 相当于 X数组指针MOV r2，r1; r2 为内层循环变量A2 LDR r3,r0,#4

16、; 取以 r0为地址的数据LDR r4,r0,#-4 取以原名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 4 r0+4 为地址的数据，并恢复r0 CMP r3,r4 BGT A3; 若r3r4，则不需交换STR r4,r0,#4; 交换原r3 与 r3+4 中的内容STR r3,r0,#-4 恢复原r0 A3 ADD r0,r0,#4; 形成下一个比较地址SUB r2,r2,#1; 内层循环计数减 1 CMP r2,#0 BN

17、E A2 SUB r1,r1,#1; 外层循环计数减 1 CMP r1,#0 BNE A1 ;至此完成 X 数组中的数据排序，以下是将数组X 中已排好序的数据存入数组 Y LDR r0,=x; 即 源数据地址LDR r1,=y; 即 目的数据地址MOV r2,#num; 传送个数MOV sp,0 x400; 设置堆栈指针Blockcopy MOV r3,r2,LSR,#3; 字数 /8 BEQ copywords; 少于 8，转STMFD sp!,r4-r11; 入栈保护octcopy LDMIA r0!, r4-r11; 加载 8 个字STMIA r1!, r4-r11; 存入目的地址SUB

18、S r3，r3,#1 BNE octcopy LDMFD sp!, r4-r11; 恢复copywords ANDS r2,r2,#7 BEQ stop wordcopy LDR r3,r0,#4; ;加载 1 个字STR r3,r1,#4; SUBS r2,r2,#1 BNE wordcopy stop MOV r0,#0 x18 LDR r1,=0 x20026 SWI 0 x123456 AREA ArrayData,DATA,READWRITE x DCD 32,8F,74,1B,39,0D8,06,0A1,78,23 y DCD 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 END 10、

19、有 100 个有符号的字数据，存放在内存BUFF 中，试编写完整的程序（包括代码段、 数据段），从中找出最大值、最小值，并分别放入内存单元MAX 、MIN中。答：AREA Search,CODE,READONLY ;代码段CODE32 BUFF DCD 23,54,34,64,35,34,98,0F5,39 ；定义 100 个有符号字数据NUM EQU 100 ； 定义数据个数ENTRY start LDR R3,=BUFF ； 设置初始地址LDR R4,NUM ；取数据个数LDR R0,R3 ；R0存放最大数LDR R1,R3 ；R1存放最小数loop LDR R2,R3,#4 ； 取比较数

20、据CMP R2,R0 MOVGT R0,R2 ;若取出的数大于R0 中数据，则更新R0 CMP R2,R1 CMPLT R1,R2 ;若取出的数小于R1 中数据，则更新R1 SUBS R4,#0 x01 ；计数减 1 BNE loop ； 计数未完，继续LDR R3,=MAX STR R0,R3 LDR R3,=MIN STR R1,R3 stop MOV R0,#0 x18 ； 返回系统LDR R1,0 x20026 SWI 0 x123456 AREA DefineData,DATA,READWRITE ;数据段MAX DCD 0 ；最大值单元MIN DCD 0 ；最小值单元END 11、

21、编写 1+2+3+,+100 的汇编程序。答：/*R0 中为最后之和 */ AREA GetSum,CODE,READONLY CODE32 ENTRY start MOV R0,#0 x0 ； R0为累加和MOV R1,#0 x01 ； 初始值为1，以后逐次加1 loop ADD R0,R0,R1 ADD R1,R1,#1 CMP R1,#100 BLS loop ； 计数未完，继续名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - -

22、- 5 stop MOV R0,#0 x18 ； 返回系统LDR R1,0 x20026 SWI 0 x123456 END 12、如何实现128 位数的减法？举例说明。答：例如：R3R2R1R0R3R2R1R0-R7R6R5R4 SUBS R0,R0,R4 ；加“ S”会影响状态位，使后面的SBC 有意义SBCS R1,R1,R5 SBCS R2,R2,R6 SBC R3,R3,R7 13、 将存储器中起始地址M1处的 4 个字数据移动到地址M2处。答：M1 DCD 321， 5345， 7454 ， 32 ;源， 4 个字M2 DCD 0，0，0， 0 ;目的LDR R0,=M1 LDR

23、R1,=M2 LDMIA R0!,R2-R5 STMIA R1!,R2-R5 14、 参考 CPSR 寄存器中各标志位的含义，使处理器工作在系统模式下。答：当处理器处于用户模式时，不能进入系统模式；当处理器处于特权模式时，用指令 MSR CPSR_c,#0XDF ，能使处理器进入系统模式。15、用跳转指令实现两段程序间的切换。答：B 跳转指令可附加条件域， 实现 -32M+32M 范围的跳转；BL 带 返 回 的 跳 转 指 令保存返回地址，多用于子程序调用，实现程序切换；BX 带 状 态 切 换 的 跳 转 指 令程序切换时，带有ARM 和 Thumb 的状态切换；BLX 带返回和状态切换的

24、跳转指令保存返回地址，并带有状态切换。举例：LDR R0,=5 ;R0 初值为 5 func1 SUB R0,R0,#1 CMP R0,#2 BEQ func2 ;R0 减为 2 则切换至 func2 BNE func1 func2 ADD R0,R0,#1 CMP R0,#5 BEQ func1 ;R0 增至 5 时切换至 func1 BNE func2 实现 func1 和 func2 之间的切换。第5章ARM 接口设计技术1、 S3C44B0 具有多少通用I/O 口？它们具有哪些功能？答： 71 个。分别包含在7 组多功能端口组中。端口 A：10 位，输出端口（地址线）端口 B：11位，

25、输出端口（ bank 选择线和 SDRAM 的接口信号）端口 C：16 位，输入 /输出端口（数据线、 IIS 接口或 LCD 数据线等）端口 D：8 位，输入 /输出端口（ LCD的信号线）端口 E：9 位，输入 /输出端口（串口信号线和定时器输出）端口 F：9 位，输入 /输出端口（多功能 I/O 口）端口 G：8 位，输入 /输出端口（多功能 I/O 口）4、如果 LCD 坐标原点在右下角，分辨率为240*180，触摸屏坐标原点在右上角，试给出触摸屏输出坐标的转换公式，并简述其对触摸屏的分辨率有什么影响。答：X_lcd=(x-x_min)/(x_max-x_min)*240 Y_lcd=

26、(y-y_min)/(y_max-y_min)*180 其中， x,y 为触摸屏的x,y 坐标，x_min,x_max 为触摸屏X 轴上的最小坐标值和最大坐标值，y_min,y_max 为触摸屏Y 轴上的最小坐标值和最大坐标值。对触摸屏本身的分辨率无影响，但是若触摸屏分辨率大于LCD 分辨率，则会使显示效果降为LCD 的分辨率大小。5、S3C44B0 内部 LCD 控制器是否支持 RGB 像素点字节的数据格式？答：支持6、S3C44B0 的 UART 接口具有哪些功能特性？ 232 串行通信的数据格式是什么？答：（1）S3C44B0 的 UART 单元提供两个异步串口（ SIO） ，每个 SI

27、O 都可以在中断模式和DMA模式下工作，支持波特率最大为115.2kb/s，每个SIO通道都有一个16 字节的接收与发送FIFO 缓冲区。每个 UART 模块均包含4 个部件： 波特率发生器、 发送器、 接收器和控制单元。（2）异步通信时：1 位起始位、先低后高的数据位、奇偶校验位、12 位停止位；同步通信时： 将许多字符聚集成一字符块，在每块信息之前加上12个同步字符，字符块之后再加入适当的错误检测数据。7、假设要将S3C44B0 的 UART1 设置为波特率9600b/s、7 位数据位、 2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

28、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 6 个停止位、 1 位校验位，并采用流控制工作，该如何设置？给出完成该设置功能的代码段。答：rUFCON1=0 x0; rUCON1=0 x45; rUBRDIV1=(int)(MCLK/(9600*16)+0.5)-1; rULCON1=0 x26;/0 x26奇校验或 0 x2e偶校验rUMCON1=0 x10;/ 流控制10、 DS7843 的控制字是什么？各位代表的意义是什么？答：DS7843 的控制字共 8 位，从高至低依次为S：数据传输起始标志 （必须为 1）A2A0 ：通道选择位MODE ：A/D 转换精度选择位SER/DFR： 参考电压选择位PD1 和 PD0：省电模式选择位11、简述 D/A 转换器的分类。答：电压输出型、电流输出型、乘算型。12、 简述 D/A 转换器的主要技术指标。答：分辨率、建立时间、其他指标名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -