2022年嵌入式ARM期末考试试卷及复习题 .pdf

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1、一、填空题 ( 请将答案填入题后括号中) ：共 10 小题，每小题2 分，满分 20 分。1、一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4 个部分：分别是（处理器） 、存储器、输入 / 输出和软件，一般软件亦分为操作系统相关和（应用软件）两个主要部分。2、根据嵌入式系统使用的微处理器，可以将嵌入式系统分为嵌入式微控制器，（嵌入式微处理器） ， （嵌入式 DSP处理器 ）以及片上系统。3、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序，其基本功能有（进程管理） 、进程间通信、（内存管理） 、I/O资源管理。4、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为（实时操作系统）和分时操作系统，其中实时系统亦可分为（ 硬

2、实时操作系统）和软实时系统。5、内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的（通信 ） ，内核的基本服务是（任务切换） 。6、嵌入式开发一般采用（宿主机 / 目标机 ）方式，其中宿主机一般是指（PC机/台式机） 。7、哈佛体系结构数据空间和地址空间（分开 ） ，ARM7TDMI 采用（冯诺依曼体系）的内核架构 ,ARM920T采用（ 哈佛）的内核架构。8. ARM7TDMI采用（ 3 ）级流水线结构，ARM920TDMI 采用（ 5）级流水线。9 . 按操作系统的分类可知，Dos 操作系统属于顺序执行操作系统，Unix 操作系统属于（ 分时 ）操作系统， VxWork

3、s属于（实时嵌入式）操作系统。10、ARM7TDMI 中， T 表示支持 16 位 Thumb指令集， D表示（ 在片可调试） ，M表示内嵌乘法器Multiplier，I 表示（嵌入式 ICE ） ，支持在线断点和调试。二、选择题 ( 请将答案填入题后括号中) ：共 10 小题，每小题2 分，满分 20 分。1、要使 CPU能够正常工作，下列哪个条件不是处理器必须满足的。（ D ）(A) 处理器的编译器能够产生可重入代码（B） 在程序中可以找开或者关闭中断(C) 处理器支持中断，并且能产生定时中断（D） 有大量的存储空间2、下面哪种操作系统最方便移植到嵌入式设备中。（D）(A) DOS （B）

4、unix (C) Windows xp （D）linux 3、下面哪个选项不是SUB设备的特点。（ B ）(A) 串行通信方式（B）不可热拨插(C) 分 HOST 、DEVICE和 HUB （D）通信速率比RS232快4、下面哪种嵌入式操作系统很少用于手机终端设备上。（C）(A) Symbian （B）WinCE (C) uc/os （D）linux 5、以下哪项关于SRAM 和 DRAM 的区别是不对。（A）(A) SRAM 比 DRAM 慢（B）SRAM 比 DRAM 耗电多(C) DRAM存储密度比SRAM 高得多（D）DRM 需要周期性刷新6、uc/os 操作系统不包含以下哪几种状态。

5、（C）(A) 运行（B）挂起 (C) 退出（D）休眠7、0 x07&0 x11 的运算结果是。（ A ）(A) 0 x01 （B）0 x11 (C) 0 x17 （D）0 x07 8、以下哪种方式不是uc/os 操作系统中任务之间通信方式。（C）(A) 信号量（B）消息队列 (C) 邮件（D）邮箱9、以下哪种方式不是文件系统的格式。（B）(A) FAT （B）DOS (C) NTFS （D）Ext 10、在将 uc/os 操作系统移植到ARM 处理器上时，以下哪些文件不需要修改。（ A ）(A) OS_CORE.C （B）include.h (C) OS_CPU.H （D）OSTaskInit

6、 2. 下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。( C ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - A. 内核精简B. 专用性强C. 功能强大D. 高实时性4. 在嵌入式 ARM 处理器中，下面哪种中断方式优先级最高。( A ) A. Reset B. 数据中止C. FIQ D. IRQ 5. NAND FLASH和 NOR FLASH 的区别正确的是。 ( D ) A. NOR的读速度比NAND 稍慢一些B. NAND的写入

7、速度比NOR 慢很多C. NAND的擦除速度远比NOR 的慢D.大多数写入操作需要先进行擦除操作三、判断题：共5 小题，每小题2 分，满分 10 分。1、所有的电子设备都属于嵌入式设备。（）2、冯诺依曼体系将被哈佛总线所取代。（）3、嵌入式 linux操作系统属于免费的操作系统。（）4、移植操作系统时需要修改操作系统中与处理器直接相关的程序。（）5、USB2.0的最大通信速率为12M/S。（）简答题：共2 小题，每小题10 分，满分20 分。1、 根据嵌入式系统的特点，写出嵌入式系统的定义。以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁减、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

8、2、 试分析实时操作系统的工作状态特点及相互之间的转换。运行：获得CPU的控制权；就绪：进入任务等待队列，通过调度中转为运行状态；挂起：任务发生阻塞，称出任务等待队列，等待系统实时事件的发生而被唤醒，从而转为就绪或者运行；休眠：任务完成或者错误等原因被清除的任务，也可以认为是系统中不存在的任务。3、 写出 uc/os 操作系统在某一任务正在执行时发生中断的处理过程。中断现有程序 - 保护现场 - 执行中断服务程序-判断当前程序优先级或是否允许任务调度( 否)执行原来程序 ( 是)执行更高优先级任务- 返回四、分析计算题：共2 小题，每小题10 分，满分20 分。1、试写抢占式和非抢占式的区别。

9、执行的过程中对中断处理方式不一样，抢先式：某一中断执行完成后，如果有更高优先级的任务处于就绪状态，将执行更高优先级任务，而非抢占式不一样，一个任务只有主动放弃CPU的控制权，其它任务才能够获得CPU的控制权。2、从嵌入式系统底层到上层应用软件，试分析嵌入式计算系统的组成主要分为哪几个部分，并写出各部分所完成的功能。 (1)硬件层； (2) 中间层 ( 嵌入式系统初始化，硬件相关的驱动程序) ；(3) 软件层 ( 操作系统、文件系统、GUI，网络及通用组件 ) ；(4) 功能层。五、专业名词解释( 写出以下英文简写对应的中文名称) ：共 5 小题，每小题2 分，满分 10 分。（1）RTOS 实

10、时操作系统（2）CISC 复杂指令集 （ 3 ）Kernel 内核（4）Scheduler 调度 （5）non-preemptive 非抢占式1、简述优先级倒置产生的条件、现象以及解决方案。答：条件：基于优先级抢先式的任务调度、资源共享。（现象：低优先级任务L 和高优先级任务H 共享资源，在任务L 占有共享资源之后，任务H 就绪，但这时任务H必须等待任务L 完成对共享资源的操作。在任务L 完成对共享资源的操作之前，任务M也已就绪并将抢先任务L 运行。在任务M运行时，系统中具有最高优先级的任务H仍然保持挂起状态。解决方案：优先级继承、优先级天花板。2、I/O 接口电路数据传送方式有：查询、中断、

11、DMA 、I/O 通道和 I/O 处理机方式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3、从模块结构来看，嵌入式系统由三大部分组成，分别是：硬件、软件和开发平台。4、嵌入式系统的设计过程包括：需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统集成和系统测试。5、RAM 存储器有两种，分别是：SRMA 和 DRAM 。6、谈一谈嵌入式系统的发展趋势（列出五个趋势以上）。答：产品种类不断丰富；应用范围不断普及；性能不断提高；功

12、耗不断降低，体积不断缩小；网络化、智能化程度不断提高；软件成为影响价格的主要因素。7、嵌入式开发环境主要包括哪些组件？答：嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括宿主机目标机（评估电路板）基于 JTAG的 ICD 仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE 运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境嵌入式操作系统8. 请描述建立一个嵌入式开发平台的步骤。（13 分）答： (1) 连接主机和目标板（2）使用 flash工具烧写 bootloader (3) 配置并启动主机的bootp 服务（4）配置并启动主机的tftp服务（5）使用 tftp下载内核及根文件系

13、统镜像到目标板，重启目标板（6）配置并启动NFS服务（7）在目标板使用mount 挂载主机的目录（8）再次使用bootp 命令确认 bootp 服务是否建立，使用tftp命令确认 tftp服务建立。（9）将内核镜像和根文件系统cp 到 tftp根目录。（10）重启目标板，确认嵌入式linux正常启动。1.什么是嵌入式系统？其特点有些什么？答：嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、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： 1）是专用的计算机系统，用于特定的任务；2）资源较少，可以裁减；3) 功耗低，体积小，集成度高，成本低; 4）使用实时操作系统

14、；5) 可靠性要求更高，具有系统测试和可靠性评估体系; 6）运行环境差异大7）大部分程序固化在 ROM中；8) 较长的生命周期；9）嵌入式微处理器通常包含专用调试电路2.嵌入式系统的BooTLoader 的功能是什么？答： BootLoader 是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前，首先必须运行的一段程序代码。通过这段程序 , 为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。（对于嵌入式系统来说，有的使用操作系统，也有的不使用操作系统，但在系统启动时都必须运行BootLoader ，为系统运行准备好软硬件环境。）3.目前嵌入式操作系统有哪些？答： 1）C/OS -II 嵌

15、入式操作系统内核；2）VxWorks 嵌入式实时操作系统；3）WinCE操作系统； 4）Linux操作系统；5）Symbian 操作系统4.构造嵌入式开发环境有哪几种形式？答： 1）交叉开发环境；2）软件模拟环境；3)评估电路板名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5.嵌入式系统开发的基本流程? 答： 1）系统定义与需求分析；2）系统设计方案的初步确立；3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证；4）完善初步方案、初步方

16、案实施；5）软硬件集成测试；6）系统功能性能测试及可靠性测试。6.什么是可编程片上系统？答：用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上, 称作可编程片上系统SOPC. 它是一种特殊的嵌入式系统，首先它是 SOC ，即由单个芯片实现整个系统的主要逻辑功能，具有一般SOC 基本属性；其次，它又具备软硬件在系统可编程的功能，是可编程系统，具有可裁剪、可扩充、可升级等灵活的设计方式。7.有时要使用Thumb技术的原因答： （Thumb指令集是把32 位的 ARM 指令集的一个子集重新编码后形成的一个特殊的16 位指令集。）在性能和代码大小之间取得平衡，在需要较低的存储代码时采用Thumb指令系统用Thu

17、mb指令编写最小代码量的程序（能够很好的解决代码长度的问题），却取得以ARM 代码执行的最好性能，可以带来低功耗, 小体积 , 低成本。8.ARM 处理器的工作模式有哪几种？答： 1）正常用户模式（usr ） ；2）快速中断模式（fiq ） ；3）普通中断模式（irq ） ；4）操作系统保护模式（svc）或 管理模式；5）数据访问中止模式（abt ） ；6）处理未定义指令的未定义模式（und） ；7）运行特权级的操作系统任务的系统模式（sys） 。9.寄存器 R13 ，R14，R15的专用功能各是什么？答：1）寄存器 R13保存堆栈指针SP ；2）寄存器 R14用作子程序链接寄存器，也称为LR

18、 ，用以保存返回地址；3）R15 （PC ）用作程序计数器。10.寄存器 CPSR ，SPSR的功能各是什么？答：1）CPSR包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其它状态和控制信息。所有处理器模式下都可以访问当前的程序状态寄存器CPSR 。2） 在每种异常模式下都有一个对应的物理寄存器程序状态保存寄存器SPSR 。当异常出现时，SPSR用于保存CPSR的状态，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。11.ARM 的异常有哪几种，各进入何种工作模式？他们退出各采用什么指令？答： 1）复位（ Reset）异常（管理模式） ；2）未定义指令（ undefined instruction）异

19、常（未定义模式） ；3）软件中断（ SWI ）异常（管理模式） ；4）指令预取中止（Prefech Abort）异常（中止模式） ；5）数据访问中止（Data Abort ） （中止模式）；6）快速中断请求（FIQ） （FIQ 模式）；7）外部中断请求（IRQ） （IRQ 模式）。异常返回指令： 1）SWI ，未定义的返回：MOVS PC,R14；2）IRQ,FIQ, 预取中止的返回：SUBS PC,R14,#4；3）数据中止返回并重新存取：SUBS PC,R14,#8 异常中断的优先级：复位（最高优先级）- 数据异常中止-FIQ - IRQ-预取指异常中止-SWI-未定义指令（包括缺协处理器

20、）。12.什么是小端和大端存储器组织？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 答： 1) 小端存储器组织是较高的有效字节存放在较高的存储器地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址（同同小）。 2) 大端存储器组织是较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址（正反大） 。13.什么是数据的边界对齐？答：默认情况下，ADS编译器使用的是数据类型的自然边界对其方式。数据的自然对其方式是指：如果

21、该数据类型是 n 个字节的，那么该数据类型就按n 字节对齐。14.ARM 核现在有哪几种？答： ARM7 、 ARM9 、ARM9E 、ARM10E, 、SecurCore 、ARM11 15.ARM 的寻址方式有哪些？各写一条说明。答： 1）立即寻址（1） ADD R0，R0 ， 1 /*R0 R0 1*/ （2）ADD R0，R0 ， 0 x3f /*R0R00 x3f*/；2）寄存器寻址 （ADD R0，R1，R2 /*R0 R1R2*/ ） ；3）寄存器间接寻址（1） 、 LDR R0，R1 /*R0 R1*/；（2）STR R0，R1 /*R1R0*/ ；4）基址加偏址寻址（1） 、

22、LDR R0，R1，4 ；R0R1 4 ；（2） 、LDR R0，R1， 4 ！ ；R0 R14 、R1 R1 4；（3） 、LDR R0，R1 ， 4；R0 R1 、R1R14 5）堆栈寻址 （1） 、 STMFD SP! R1-R7,LR ；（2） 、LDMFD SP! R1-R7,LR ；6）块拷贝寻址 （1） 、LDMIA R0!, R2-R9； （2） 、STMIA R1,R2,R9 ； 7 ）相对寻址16.在 ARM 的立即寻址方式下其立即数如何在指令编码中表示？答：在 ARM数据处理指令中，当参与操作的第二操作数为立即数型时，每个立即数都是采用一个8 位的常数循环右移偶数位而间接

23、得到。其中循环右移的位数由一个4 位二进制的两倍表示，如果立即数记作 ，8 位常数记作immed_8，4 位的循环右移值记作rotate_imm ，有效的立即数是由一个8 位的立即数循环右移偶数位得到。因此有效立即数immediate 可以表示成： =immed_8 循环右移（ 2rotate_imm ）17.指令 ADR ，ADRL 、LDR 、NOP 是如何处理地址值读入到寄存器中的？答： ADR是将基于PC或者寄存器的地址值读入到寄存器的,ADR伪指令通常被替换成一条ADD指令或 SUB指令来实现该 ADR指令的功能。而ADRL伪指令与 ADR指令的最大不同之处是, 它可以读取更大范围内

24、的地址, 而且被编译器替换成2 条数据处理指令。 LDR将一个 32 位的立即数或者一个地址值读取到寄存器中。大范围的地址读取。 NOP 在汇编时将被替换成ARM 中的空操作。18.指令 LDR R1,=0 xFFF 是如何将立即数0 xfff读入到 R1的？答：由于需要读取的寄存器的数据超过了MOV 及 MVN 指令可操作的范围, 编译器将该常数放在数据缓冲区中，同时用一条基于PC的 LDR指令读取该常数。LDR R1，PC，offset_to_LPOOL. LTORG ;声明数据缓冲池LPOOL DCD OxFFF ； OxFFF 放在数据缓冲池中。19.如何在 c 语言程序中内嵌汇编？答

25、：内嵌的汇编指令包括大部分的ARM 指令和 Thumb指令，但是不能直接引用C 的变量定义，数据交换必须通过 ATPCS 进行。嵌入式汇编在形式上表现为独立定义的函数体。20.如何在汇编语言程序访问C语言的全局变量？答：汇编程序可以通过地址间接访问在C 语言程序中声明的全局变量。通过使用IMPORT关键词引人全局变量，并利用 LDR和 STR指令根据全局变量的地址可以访问它们。对于不同类型的变量，需要采用不同选项的LDR和 STR指令，如下所示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

26、 - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 1）unsigned charLDRB/STRB ；2）unsigned short LDRH/STRH ；3）unsigned int LDR/STR ；4）char LDRSB/STRSB ；5）Short LDRSH/STRSH 21.在 C 语言程序如何调用汇编语言程序？答：为了保证程序调用时参数的正确传递，汇编程序的设计要遵守ATPCS 。在汇编程序中需要使用EXPORT 伪操作来声明，使得本程序可以被其它程序调用。同时，在C 程序调用该汇编程序之前需要在C 语言程序中使用extern关键词来声明该汇编程序。22.汇编

27、语言程序调用C语言程序？答：为了保证程序调用时参数的正确传递，汇编程序的设计要遵守ATPCS 。在 C 程序中不需要使用任何关键字来声明将被汇编语言调用的C程序，但是在汇编程序调用该C程序之前需要在汇编语言程序中使用IMPORT 伪操作来声明该C程序。在汇编程序中通过BL 指令来调用子程序。23.在嵌入式C语言程序设计中为提高程序效率的相关设计技巧。答：1）变量定义； 2）参数传递； 3）循环条件； 4）以空间换时间； 5）数学方法解决问题；6）使用位操作； 7）嵌入汇编。24.Linux操作系统的内核、文件系统、编程接口等。P192 P201 答： Linux 的内核也有很多种，例如普通的L

28、inux 内核、 uClinux内核、 RTLinux 内核等25. 嵌入式 Linux 操作系统的特点。答：广泛的硬件支持、内核高效稳定、开放源码，软件丰富、优秀的开发工具、完善的网络通信和文件管理机制，26.Windows CE 操作系统及其特点。答： Windows CE 是一个 32 位、多任务、多线程的操作系统，其开放式的设计结构适用于各种各样的设备，其主要特点：一、 CE是一种压缩并可升级的软件系统，即使在小内存条件下，也能提供较高的性能。二、 CE具有便于携带的优点，可以运行于多种微处理器上三、 CE拥有很好的电源管理系统，能延长移动设备的电池寿命四、 CE支持标准的通讯系统，可

29、以非常方便地访问Internet，发送和接受电子邮件，浏览万维网。程序解释AREA COPYBS,CODE,READONLY ；定义一个代码段ENTRY ；程序入口 LDR RO,=SRC ；取得原数据表的表头 LDR R1,=DST ；取得目标数据表的表头 MOV R2,#20 ；R4作为循环控制BCOPY MOVS R3,R2,LSR,#3 ；R3=R2 3 逻辑右移 3 位 BEQ CWORD ；若 Z=1, 跳转到 CWORD OCOPY LDMIA R0!,R4-R11 ；加载 R0指向的地址上的多字数据，保存到R4R11中， R0值更新 STMIA R1!,R4-R11 ；将 R4

30、-R11 的数据存储到R1指向的地址上，R1值更新 SUBS R3,R3,#1 ；R3=R3-1 BNE OCOPY ；若 Z=0, 跳转到 OCOPY CWORD AND R2,R2,#7 ；R2=R2&7 BEQ STOP ；若 Z=1，跳转到 STOP WCOPY LDR R3,R0,#4 ；将 R3中的字数据读入以R0为地址的存储器中，并将新地址R0+4写入 R1 STR R3,R1,#4 ；将 R3中的字数据写入以R1为地址的存储器中，并将新地址R1+4写入R1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心

31、整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - SUBS R2,R2,#1 ；R2=R2-1 BNE WCOPY ；若 Z=0, 跳转到 WCOPY STOP 在程序中常常需要根据一定的参数选择执行不同的子程序。跳转表中存放的是各子函数的地址，选择不同的子程序的参数是该子程序在跳转表中的偏移量。在本例中R3寄存器中存放的是跳转表的基地址（首选地址，其中存放的是第一个子程序的地址） 。R0寄存器的值用于选择不同的子程序；当 R0为 0 时，选择的是子程序DoAdd ；当 R0为 1 时，选择的是子程序DoSub 。在 ADS编译环境程序如下：AREA

32、 Jump，CODE ，READONLY ；设置本程序的名称及属性NUM EQU 2 ；跳转表中的子程序个数 ENTRY ；程序执行的入口点Start MOV R0,#0 ；设置 3 个参数， R0选择调用哪个子程序 MOV R1,#3 ；R1为子程序要用的参数 MOV R2,#2 ；R2为子程序要用的参数 BL Func ；调用子程序Func，进行算术运算Stop MOV R0 ,#0 x18 ；本条与下条指令的作用是参数传递 LDR R1,=&20026 SWI 0 x123456 ；将 CPU的控制权交给调试器Func CMP R0，#NUM ；判断 R0是否在有效范围之内 MOVHS

33、PC，LR ；如果超出范围则程序返回 ADR R3，JTable ；读取跳转表的基地址 LDR PC， 【R3，R0 ，LSL #2 】 ；根据参数R0的值跳转到相应的子程序JTable DCD DoAdd ；当参数 R0为 0 时上面的代码将选择DoAdd DCD DoSub ；当参数 R0为 1 时上面的代码将选择DoSub DoAdd ADD R0，R1 ，R2 ；子程序DoAdd执行加法操作 MOV PC，LR ；子程序返回DoSub SUB R0，R1，R2 ；子程序DoSub执行减法操作 MOV PC，LR ；子程序返回END ；结束汇编名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -