嵌入式系统ARM9 期末考试考试题

ARM复习题
2009-11-24 13:17
第一章
1.嵌入式系统：“以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统”。
2.嵌入式系统与通用PC机的区别：1、通用计算机?? 沿着“高运算速度、高存储量”方向发展，因此，通用微处理器是沿着以Intel公司产品为主导的8086、80286、80386、80486、Pentium、Pentium II、Pentium III、Pentium 4的路线发展，其主频从几MHz发展到现在的3GHz，字长从8位发展到64位，内存从几十KB到现在的GB，存储容量从从几十KB到现在的数百GB。
2、嵌入式系统?? 根据应用的要求，沿着“体积小、低功耗、高可靠”方向发展，对运算速度、存储容量没有统一要求。三要素：嵌入、专用、计算机。
3.嵌入式系统有哪些部分组成：粗略划分：嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统(可选)、嵌入式应用软件 稍细划分：嵌入式处理器、外围设备、驱动程序、嵌入式操作系统、应用接口、嵌入式应用软件
4.嵌入式系统特点：①嵌入式系统是面向具体应用的产品②嵌入式系统软件、硬件生命周期都比较长，有继承性③需要软硬件开发工具和系统软件④需要应用专家参与开发⑤嵌入式系统分散而不可垄断。
5.嵌入式系统分类：按表现形式（硬件范畴）：芯片级嵌入(含程序和算法的处理器、单片机)；模块级嵌入（系统中的某个核心模块）；系统级嵌入（系统中的电路板）按实时性要求（软件范畴） ：非实时系统（PDA）；软实时系统（消费类产品）；硬实时系统（导引头等工业和军工系统）
6． 嵌入式微处理器（MPU）：就是和通用计算机的处理器对应的CPU，可以认为是“增强型”通用微处理器 。嵌入式微控制器（MCU）：就是将整个计算机系统的主要硬件集成到一块芯片中，芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线，总线逻辑、定时/计数器、Watchdog、I/O、串行口、A/D等各种必要功能和外设。嵌入式片上系统（SOC）：是追求产品系统最大包容的集成器件。绝大多数系统构件都在一个系统芯片内部。嵌入式可编程片上系统（SOPC）：是用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上。嵌入式DSP是专门用于信号处理方面的处理器，在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，具有很高的编译效率和指令执行速度。
第二章
1.ARM：是Advance RISC Machine 的缩写，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。
2.在ARM9TDMI “9TDMI”的含义： 9：采用版本为9的ARM微处理器 T：支持16为压缩指令集Thumb，称为

T变种具D： 支持片上Debug，称为D变种 M
：内嵌硬件乘法器 Multiplier，称为M变种 I： 嵌入式ICE，支持片上断点和调试，称为I变种。
3.ARM9两种工作状态：ARM状态，处理器执行32位的字对齐的ARM指令；Thumb状态：处理器执行16位的半字对齐的Thumb指令。7种工作模式：用户模式（usr)、快速中断模式（fiq）、外部中断模式（irq）、管理模式（svc)、中止模式（abt）、未定义模式（und）、系统模式（sys）。特权模式：除usr之外的其它的六种工作模式都是持权模式。异常模式：除usr和sys之外的其它的五种工作模式都是持权模式。
4.ARM9寄存器分成哪几类？各类有哪些寄存器？寄存器LR有什么用途？
分两类：31个通用寄存器和6 个状态寄存器。
31个通用寄存器：R0～R15；R13_svc、R14_svc；R13_abt、R14_abt；R13_und、R14_und；R13_irq、R14_irq；R8_fiq-R14_fiq 。6 个状态寄存器：CPSR；SPSR_svc、SPSR_abt、SPSR_und、SPSR_irq和SPSR_fiq。
LR （R14）：也称作子程序链接寄存器或链接寄存器LR，当执行BL子程序调用指令时，R14中得到R15（程序计数器PC）的备份。其他情况下，R14用作通用寄存器。与之类似，当发生中断或异常时，对应的分组寄存器R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值。
5.CPSR各位是意义：
N：正负号/大小 标志位 0表示：正数/大于；1表示：负数/小于 Z：零标志位 0表示：结果不为零；1表示：结果为零C：进位/借位/移出位0表示：未进位/借位/移出0；1表示：进位/未借位/移出1 V：溢出标志位 0表示：结果未溢出；1表示：结果溢出I、F：irq和fiq中断允许和禁止控制位，＝1 禁止irq或fiq中断 ＝0 允许irq或fiq中断。T： 控制(标志)位——反映处理器的运行状态T=1时，程序运行于Thumb状态，T=0时，程序运行于ARM状态。
M：控制位——决定了处理器的运行模式
模式
用户
快中断
中断
M[4:0]
10000
10001
10010
管理
中止
未定义
系统
10011
10111
11011
11111
6.ARM9异常响应过程（进入异常）执行哪些操作。
①保存返回地址、②保存当前状态寄存器CPSR的内容、③设置当前状态寄存器CPSR中的相应位、④转去执行中断处理程序。
第三章
1.ARM指令中的第二操作数“operand2”有哪些具体形式：三种：寄存器、寄存器移位、8位位图立即数。
2.对于ARM的变址寻址方式，有基地址和偏倚地址两部分组成。（1）基地址可以是哪些寄存器？（2）偏移地址可以有哪些形式？（3）总地址的计算方法有哪些？怎么表示？（4）变址寻址应用于哪些指令？
（1）基地址可以是通用寄存器R0---R15中的任意一个。（2）偏移地址可以有三种形式：12位立即数、寄存

器、寄存器移位。（3）总地址的计算方法有三种：
前变址（前索引）：先基址+
偏址，生成操作数地址，做指令指定的操作。如：LDR Rd，[Rn,#m]后变址模式(修改基址寄存器)： ①基址寄存器不加偏移作为操作数地址。 ②完成指令操作后，用(基址+偏移)的值修改基址寄存器。如：LDR Rd，[Rn]，#m自动变址模式(修改基址寄存器)： ①先基址+偏移，生成操作数地址，做指令指定的操作。②然后自动修改基址寄存器。如：LDR Rd，[Rn，#m ]!（4）有4条指令： LDR、STR、LDM、STM
3．ARM9有寻址方式：立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、堆栈寻址、块拷贝寻址、相对寻址
4. ARM9伪指令：ADR：小范围的地址读取伪指令、ADRL：中等范围的地址读取伪指令、LDR：大范围的地址读取伪指令、NOP：空操作伪指令。
5. ARM9指令集分为哪几种类型？各类有哪些指令（可以不考虑协处理器指令）。
五类：存储器访问指令、数据处理指令、分支指令、协处理器指令、杂项指令。
存储器访问指令：单存储器存取指令，多存储器存取指令。数据处理指令：算术运算指令，逻辑运算指令，数据传送指令，比较指令，测试指令。分支指令：B分支指令 BL带链接的分支指令 BX带状态切换的分支指令 BLX带链接和状态切换的分支指令。杂项指令：程序状态寄存器操作指令，中断操作指令。
6. ARM9有哪些条件码？各个条件码的符号及意义。（比较常用的应该会）。
条件码
助记符
含??? 义
标 志
0000
EQ
相等
Z=1
0001
NE
不相等
Z=0
0010
CS/HS
无符号数大于或等于
C=1
0011
CC/LO
无符号数小于
C=0
0100
MI
负数
N=1
0101
PI
非负数
N=0
0110
VS
溢出
V=1
0111
VC
没有溢出
V=0
1000
HI
无符号数大于
C=1且Z=0
1001
LS
无符号数小于或等于
C=0或Z=1
1010
GE
有符号数大于或等于
N=V
1011
LT
有符号数小于
N!=V
1100
GT
有符号数大于
Z=0且N=V
1101
LE
有符号数小于或等于
Z=1或N!=V
1110
AL
无条件执行
任意
1111
保留
v5以下版本总执行,v5及以上版本有用

第四章
1.S3C2410主要特征：具有16KB指令Cache、16KB数据Cache和存储器管理单元MMU；外部存储器控制器，可扩展8组，每组128MB，总容量达1GB；支持从Nand flash存储器启动；55个中断源，可以设定1个为快速中断，有24个外部中断，并且触发方式可以设定；4通道的DMA，并且有外部请求引脚；3个通道的UART，带有16字节的TX/RX FIFO，支持IrDA1.0功能；具有2通道的SPI、1个通道的IIC串行总线接口和1个通道的IIS音频总线接口；有2个USB主机总线的端口，1个USB设备总线的端口；有4个具有PWM功能的16位定时器和1个16位内

部定时器；8通道的10位A/D转换器，最高速率可达500kB/s；提供有触摸屏接口；具有117个通用I/O口和24通道的外部中断源；兼容
MMC的SD卡接口；具有电源管理功能，可以使系统以普通方式、慢速方式、空闲方式和掉电方式工作；看门狗定时器；具有日历功能的RTC；有LCD控制器，支持4K色的STN和256K色的TFT，配置有DMA通道；具有PLL功能的时钟发生器，时钟频率高达203MHz；双电源系统：1.8/2.0V内核供电，3.3V存储器和I/O供电。
2．S3C2410的结构分为几个部分？每一部分主要由哪些部分构成？
主要由两面大部分构成：ARM920T内核和片内外设。
其中ARM920T内核：ARM9内核ARM9TDMI、32KB的Cache、MMU；片内外设：分为高速外设和低速外设两部分。
3.S3C2410的存储空间的分布，由哪几部分组成：
S3C2410X的存储空间分成8组，最大容量是1GB，bank0---bank5为固定128MB，bank6和bank7的容量可编程改变，可以是2、4、8、16、32、64、128MB，并且bank7的开始地址与bank6的结束地址相连接，但是二者的容量必须相等。
Not used
Not used
SFR area
SFR area
BootSRAM(4KB)
Not used
SROM/SDRAM(nGCS7)
SROM/SDRAM(nGCS7)
SROM/SDRAM(nGCS6)
SROM/SDRAM(nGCS6)
SROM(nGCS4)
SROM(nGCS4)
SROM(nGCS3)
SROM(nGCS3)
SROM(nGCS2)
SROM(nGCS2)
SROM(nGCS1)
SROM(nGCS1)
SROM(nGCS0)
SROM(nGCS0)
不用NAND Flash启动 使用NAND Flash启动
4.S3C2410的A/D转换器有特点：1、分辨率：10位；精度：±1LSB 2、线性度误差： ±1.5---2.0LSB；3、最大转换速率：500KSPS；4、输入电压范围：0~3.3v；
5、系统具有采样保持功能；6、常规转换和低能源消耗功能；7、独立/自动的X/Y 坐标转换模式。相关的寄存器及功能：有5个专用寄存器，如下：
Register
Address
R/W
Description
Reset Value
ADCCON
0x58000000
R/W
ADC控制寄存器
0x3FC4
ADCTSC
0x58000004
R/W
触摸屏控制寄存器
0x058
ADCDLY
0x58000008
R/W
ADC起始延迟寄存器
0x00FF
ADCDAT0
0x5800000C
R
ADC转换数据0寄存器
-
ADCDAT1
0x58000010
R
ADC转换数据1寄存器
-
5、S3C2410的中断系统的特点：
有56个中断源，对外提供24个外中断输入引脚，内部所有设备都有中断请求信号，例如DMA控制器、UART、IIC等等。
S3C2410X的ARM920T内核有两个中断，IRQ中断和快速中断FIQ。相关的寄存器及功能：有8个专用寄存器，如下：
Register
Address
R/W
Description
Reset Value
SRCPND
0x4A000000
R/W
中断标志寄存器
0x00000000
INTMOD
0x4A000004
R/W
中断模式寄存器
0x00000000
INTMSK
0x4A000008
R/W
中断屏蔽寄存器
0xFFFFFFFF
PRIORITY
0x4A00000C
R/W
中断优先级寄存器
0x7F
INTPND
0x4A000010
R/W
中断服务寄存器
0x00000000
INTOFFSET
0x4A000014
R
中断偏移寄存器
0x000

00000
SUBSRCPND
0x4A000018
R/W
子源挂起寄存器
0x00000000
INTSUBMSK
0x4A00001C
R/W
中断子源屏蔽寄存器
0x7FF
6、S3C2410X定时器的主要特性：1、5个16位定时器；2、2个8位
预分频器和2个4位分频器；3、可编程PWM输出占空比；4、具有初值自动重装连续输出模式和单脉冲输出模式；5、具有死区生成器。构成：1、时钟控制：系统为每个定时器设置有： 预分频器、分频器。2、定时器组成：减法计数器、初值寄存器、比较寄存器、观察寄存器、控制逻辑等部分构成。相关的寄存器：共有6种、17个寄存器：
Register
Address
R/W
Description
Reset Value
TCFG0
0x51000000
R/W
配置寄存器 0
0x00000000
TCFG1
0x51000004
R/W
配置寄存器 1
0x00000000
TCON
0x51000008
R/W
控制寄存器
0x00000000
TCNTBn
0x510000xx
R/W
计数初值寄存器(5个)
0x0000
TCMPBn
0x510000xx
R/W
比较寄存器(4个)
0x0000
TCNTOn
0x510000xx
R
观察寄存器(5个)
0x0000
定时器工作过程：装入初值、启动计数，计数结束产生中断请求，并且可以重装初值连续计数。
第五章
1.VMware：虚拟平台机软件，用来模拟PC机环境。在WMware平台上安装Linux操作系统：先安装VMware虚拟机，然后在虚拟机下再安装Linux操作系统。
2.Linux命令的功能及使用：ls—文件及子目录名列表；cat(more、less)—连续显示(分页显示、分页并且可往回看)；cp—复制文件和目录；rm—删除文件；mv—移动或更改文件名、目录；mkdir—建立目录；rmdir—删除目录；mount—挂接；umount—卸载；ftp—本机与远程工作站的文件相互传输拷贝。
3.gcc编译器有哪些功能？有哪些常用的选项？如何使用预处理(也称预编译，Preprocessing)；编译(Compilation)；汇编(Assembly) ；连接(Linking)。gcc的格式为：gcc [option] file……-o 表示要求编译器生成所指定名字的可执行文件（必须指定名字）；-c表示只要求编译器进行编译和汇编，而不要求链接，生成后缀为.o的同名的目标文件（不需要指定名字）；-g 要求编译器在编译的时候，产生对程序进行调试的信息；(不用输入所产生的可执行文件名，自动生成a.exe) -E 表示编译器对源文件只进行预处理就停止，而不做编译、汇编和链接；-S 表示编译器只进行编译，而不做汇编和链接；(不需要输入目标文件名）-O 是编译器对程序提供的编译优化选项，可以提高执行文件的运行效率；??? -Wall 指定产生全部的警告信息。
4.Makefile和Make的功能：
（1）Makefile文件内容?? 按照规则，对系统中本目录下的文件（.c、.s、.o、.h、.lib等）根据相互关系和要求进行组织，设定各自的编译方法，指定所生成的目标。Makefile是一种文本

格式文件。（2）Make是Makefile文件的解释器。Make对Makefile文件解释后，生成Linux的shell命令和gcc编译命令，接着对命令执行，最终生成目标文件。Makefile是工程系统编译批处理文件。采用Makefile文件有什么优
点：
5.交叉编译：就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。采用交叉编译的主要原因：多数嵌入式目标机不能提供足够的资源供编译过程使用，因而只好将编译工作转移到高性能的宿主机中进行。
6.Linux内核的结构（有哪些主要目录）： arch、drivers、fs、include、init、ipc、kernel、lib、mm、net。
7、常用的嵌入式文件系统：ext、ext2、ext3、CRAMFS、msdos、umsdos、Vfat、NTFS。
8.嵌入式系统应用程序开发的步骤：编写应用程序；编译应用程序；下载应用程序(通过串行口下载程序、通过网络FTP服务下载程序、通过网络NFS服务下载程序)。
第六章
1.简述Linux系统下设备的分类：分成两大类：一类是块设备（类似磁盘以记录块或扇区为单位，成块进行输入/输出的设备），另一类是字符设备（类似键盘以字符为单位，逐个进行输入/输出的设备）。
2.简单说明字符设备注册函数register_chrdev和注销函数unregister_chrdev中参数的意义。
（1）格式：int register_chrdev(unsigned int major,const char *name,struct file_operations *fops)其中： major是为设备驱动程序向系统申请的主设备号，如果是0，则系统为此驱动程序动态分配一个主设备好。name是设备名，fops是对各个调用的入口点说明，此函数返回0时表示成功；返回EINVAL，表示申请的主设备非法，主要原因是主设备号大于系统所允许的最大设备号；返回EBUSY，表示申请的主设备号正在被其他设备程序使用。如果动态分配主设备号成功，此函数将返回所分配的主设备号。（2）格式：int unregister_chrdev(unsigned int major,const char *name)其中：Marjor为主设备号，name为设备名。Linux内核把name和major在内核注册的名称对比，如果不相等卸载失败，并返回-EINVAL；如果major大于最大的设备号。也返回-EINVAL
3、简单说明中断注册函数和注销函数中参数的含义：
(1)格式：int request_irq(unsigned int irq,
void(*handler)(int irq,void dev_id,struct pt_regs *regs),unsigned long flags,const char *device,void *dev_id); (2)格式：int free_irq(unsigned int irq,void *dev_id);
其中irq表示所在申请的硬件中断号，headler为系统登记的中断处理子程序，中断产生时系统来调用，调用是所带参数irq为中断号，dev_id为申请时告诉系统的设备标识，regs为中断发生时寄存器内容。Device为设备名，flags为申请时选项。

编程：
3.将存储器中0x400000开始的200字节的数据，传

送到0x400800开始的区域。
解： MOV R0，#0x400000
LDR R1，=0x400800
MOV R7，#200???????
LP LDRB R2，[R0]，#1
STRB R2，[R1]，#1????
SUBS R7， R7，#1
BNE LP
HERE B HERE
6.编写一程序，查找存储器从0x400000开始的100个字中为0的数目，将其结果存到0x400190中。
解：??
?? MOV R0，#0x400000
?? MOV R1，#0
?? MOV R7，#100
LP?????? LDR R2，[R0]，#4
?? CMP R2，#0
?? BNE NEXT
?? ADD R1，R1，#1
NEXT???? SUBS R7，R7，#1
?? BNE LP
?? STR?? R1，[R0]
?? B?? $
8. 编写一简单ARM汇编程序段，实现1+2+…+100的运算。 MOV?? R2，#100
?? MOV?? R1，#0
LOOP???? ADD?? R1，R1，R2 R1中为累加和
?? SUBS?? R2，R2，#1 ；R2控制循环
?? BNE?? LOOP
11.编写一程序，用查询的方式，对S3C2410X的A/D转换器的第0通道连续进行100次A/D转换，然后将其结果求平均值。 注意：A/D转换器有独立的模拟信号输入引脚AIN0—AIN9。
#define rADCCON (*(volatile unsigned *)0x58000000)
#define rADCDAT0 (*(volatile unsigned *)0x5800000c)
#define pref 49
#define ch??????? 0
int adc(void)
{
rADCCON=(1<<14)|(pref<<6)|(ch<<3)|1; //允许预分频，启动转换
while(rADCCON&0x01==1); //查询是否已经启动转换
while(rADCCON&0x8000==0); //查询转换是否结束
return rADCDAT0&0x3ff; //读取转换结果
}