嵌入式课后题答案
嵌入式课后答案
第一章
1. 什么是嵌入式系统？请列举几个常见的嵌入式系统。
答：根据国际电气和电子工程师协会（IEEE）的定义，嵌入式系统是控制、监视或者辅助设备、机器和生产线运行的装置（Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。这主要是从产品的应用角度加以定义的，由此可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，可以涵盖机械等附属装置。
目前被我国科学家普遍认同的定义是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。
常见的嵌入式系统：手机，DVD，路由器，核磁共振仪，全自动洗衣机。
2.嵌入式系统与通用计算机有哪些区别？
答：(1) 以应用为中心；(2) 以计算机技术为基础(3) 软件和硬件可裁减(4) 对系统性能要求严格（5）软件的固件化（6）需要专用的开发工具
3.嵌入式系统的发展分为哪几个阶段？
答：第一阶段：无操作系统的嵌入算法阶段。第二阶段：以嵌入式CPU为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统。第三阶段：以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。第四阶段：以基于Internet为标志的嵌入式系统。
4.请列举嵌入式系统的主要应用领域。
答：（1）工业控制领域（2）交通运输领域（3）消费电子产品（4）家电领域（5）通信领域（6）商业和金融领域（7）环境监测领域（8）医疗领域（9）建筑领域（10）军事国防领域（11）航天航空领域
第二章
1. 简述简单嵌入式系统与复杂嵌入式系统的主要区别。
答：简单嵌入式系统很早就已经存在，这类嵌入式系统因为软硬件复杂度都很低，一般不使用操作系统，例如常用的单片机系统。对于复杂的嵌入式系统，它的开发模式发生了极大的改变。一个复杂的嵌入式系统不仅硬件系统的开发比单片机复杂了许多，更重要的是在该系统中采用了嵌入式操作系统，其应用软件的开发转变为使用操作系统标准接口的计算机工程领域的应用软件开发。复杂嵌入式系统具有更强大的功能，但是简单的嵌入式并不会随着复杂的嵌入式系统出现而消亡。
2. 简述嵌入式系统的体系结构。
答：嵌入式系统从组成上看，可分为嵌入式硬件系统与嵌入式软件系统两大部分。嵌入式硬件层由嵌入式微处理器、嵌入式存储器系统、通用设备和I／O接口等组成。嵌入式系统的软件层分为嵌入式操作系统和嵌入式应用软件两大部分。
3. 嵌入式处理器分为哪几类？
答：嵌入式处理器可分为以下四种：嵌入式微控制器(MicroController Unit，MCU)，嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit，EMPU)，嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor，EDSP)和嵌入式片上系统(System on Chip，SoC)。
4. ARM中常用的嵌入式存储器都有哪些？
答：ARM系统的存储器可以分为片内存储器和片外存储器。片内一般以RAM或SRAM为主。片外通常以Flash和SDRAM为主。嵌入式系统中常用的几种内存有Flash、SRAM、SDRAM、DDRSDRAM等。
5. 嵌入式系统中常用的外设接口都有哪些？
答：串行接口UART，USB接口，IrDA红外线接口，SPI（串行外围设备接口），I2C总线接口，CAN总线接口，Ethernet（以太网接口）等。
6. 嵌入式系统中常用的输入输出设备都有哪些？
答：嵌入式系统中输入形式一般包括触摸屏、语音识别、按键、键盘和虚拟键盘。输出设备主要有LCD 显示和语音输出。
7. 简述嵌入式操作系统的特点，请列举几个常见的嵌入式操作系统。
答：（1）可装卸性（2）强实时性（3）统一的接口（4）强稳定性，弱交互性（5）固化代码。常见的嵌入式操作系统有Windows CE、VxWorks、μC/OS、嵌入式linux。
8.简述嵌入式系统开发的特点。
答：需要交叉开发工具和环境，软硬件协同设计，嵌入式系统开发人员以应用专家为主，软件要求固态化存储，软件代码高质量、高可靠性，系统软件的高实时性
9.简述嵌入式系统的开发周期。
答：
10. 简述嵌入式系统的开发与通常PC 机上的软件开发有什么区别。
答：系统软件开发模式可以分为两类：本地开发模式和交叉开发模式。嵌入式系统的开发与通常PC 机上的软件开发有很大的区别，原有的PC机的软件开发过程从编写程序、编译和运行等过程全在同一个PC 机平台上完成，属于本地开发(native)；嵌入式开发的程序编写和编译与原来一样还在PC 机(host)上完成，但编译产生的结果要在嵌入式目标平台（target）上运行。通常将这种在主机上开发编译，在目标平台上调试运行的开发模式称为交叉开发。同样运行在主机上的编译器（例如GCC）编译程序产生目标机上运行的可执行程序的编译过程称为交叉编译。嵌入式系统采用这种交叉开发、交叉编译的开发环境主要是因为嵌入式系统是种专用的计算机系统，采用量体裁衣量身定制的方法制造。
11. 简述宿主机／目标机的开发模式。
答：交叉开发环境是指编译、链接和调试嵌入式应用软件的环境，它与运行嵌入式应用软件的环境有所不同，通常采用宿主机／目标机模式。宿主机（host）一般采用一台通用计算机（如PC机或者工作站），它通过串口（Serial）或者以太网（Ethernet）接口与目标机通信。宿主机的软硬件资源比较丰富，不但包括功能强大的操作系统（如 Windows 和 Linux），而且还有各种各样优秀的开发工具（如 WindRiver 的Tornado、Microsoft的Embedded Visual C++等），能够大大提高嵌入式应用软件的开发速度和效率。
目标机（target）一般在嵌入式应用软件的开发和调试期间使用，用来区别与嵌入式系统通信的宿主机。目标机可以是嵌入式应用软件的实际运行环境，也可以是能够替代实际运行环境的仿真系统，但软硬件资源通常都比较有限。嵌入式系统的交叉开发环境一般包括交叉编译器、交叉调试器和系统仿真器（Emulator），其中交叉编译器用于在宿主机上生成能在目标机上运行的代码，而交叉调试器和系统仿真器则用于在宿主机与目标机间完成嵌入式软件的调试。
第三章
1.简述ARM处理器的特点。
答：ARM 处理器采用 RISC架构，具有 RISC的一般特点：
1.采用大量的寄存器，指令执行速度更快；
2.寻址方式灵活简单，执行效率高；
3.采用固定长度的指令格式；
4.大多数数据操作都在寄存器中进行，通过 Load/Store 的体系结构在内存和寄存器之间传递数据。
因此ARM 处理器的内核很小，功耗也就很低。ARM 处理器还采用了一些特别的技术，在保证高性能的同时尽量减小芯片体积，降低芯片的功耗。这些技术包括：
1.在同一条数据处理指令中包含算术逻辑处理单元处理和移位处理；
2.使用地址自动增加（减少）来优化程序中循环处理；
3.Load/Store 指令可以批量传输数据，从而提高传输数据的效率；
4.所有指令都可以根据前面指令执行结果，决定是否执行，以提高指令执行的效率；
5.支持 Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好地兼容 8位/16位器件。
2.嵌入式RISC处理器ARM7TDMI中TDMI的基本含义分别是什么？
答：T ：支持16 位压缩指令集Thumb。D ：支持JTAG调试器，可片上Debug。M ：支持64位长乘法指令I：嵌入式跟踪宏单元（ICE）。
3.常用的ARM处理器系列都有哪些？
答：ARM 处理器目前应用比较多的是ARM7 系列、ARM9 系列、ARM9E 系列、ARM10E 系列、SecurCore 系
列、Intel 的StrongARM、Xscale 等多个系列，最新的系列是ARM11系列。
4.ARM处理器一般支持的的数据类型都有哪些？
答：8位有符号字节类型数据；8 位无符号字节类型数据；16 位有符号半字类型数据；16 位无符号半字类型数据；32 位有符号字类型数据；32 位无符号字类型数据。
5.什么是大端模式？什么是小端模式？请举例说明它们的区别。
所谓的大端模式，是指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位保存在内存的低地址中。所谓的小端模式，是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位保存在内存的高地址中。若寄存器R1=0x123456784，分别按小端模式和大端模式存储在0x2000字单元中，下图分别为在两种模式下内存的存储内容。
6. 请简述ARM7TDMI采用哪几级流水线结构，并说明在ARM状态下各阶段指令地址的关系。
答：ARM7架构采用了三级流水线，分为取指（fetch），译码(decode)和执行(execute)。程序计数器R15（PC）总是指向取指的指令，而不是指向正在执行的指令或者正在译码的指令。对于ARM状态下指令，PC 值=当前程序执行位置。
7. 简述ARM和THUMB状态的区别，举例说明使用什么指令从ARM状态转换为Thumb状态。
答：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。
ARM指令集和Thumb指令集均有切换处理器状态的指令BX。
从ARM状态转换到Thumb状态：
ADR R0, TSTART+ 1
BX R0
8. ARM处理器有哪些工作模式？哪些是特权模式？哪些是异常模式？
答：ARM体系结构支持7种工作模式（Processor modes），分别为用户模式（usr）、快中断模式（fiq）、中断模式（irq）、管理模式（svc）、数据访问终止模式（abt）、系统模式（sys）、及未定义指令中止模式（und）。除去用户模式外的其他6种处理器工作模式称为特权模式（Privileged Modes）。除去用户模式和系统模式以外的5种处理器工作模式称为异常模式（Exception Modes）
9.ARM处理器共有多少个寄存器？在所有工作模式下，哪些寄存器都指向同一个物理寄存器？
答：ARM处理器含有37个物理上独立的寄存器，其中包括31个通用寄存器和6个状态寄存器。R0-R12寄存器在所有工作模式下都指向同一个物理寄存器。
10.简述CPSR寄存器控制位的作用。
答：（1）中断禁止位I、F：I=1 禁止IRQ中断；F=1 禁止FIQ中断。（2）T标志位：该位反映处理器的运行状态。当该位为1时，程序运行于Thumb状态，当该位为0时，表示运行于ARM状态。(3) 运行模式位M[4:0]：M0、M1、M2、M3、M4是模式位。这些位决定了处理器的运行模式。
11. ARM的异常中断包含哪些类型？它们的优先级顺序是怎样的？它们的异常向量地址是多少？
答：
12. 当处理异常时，ARM内核会做哪些处理？
答：ARM 处理器对异常中断的响应过程如下：
(1) 保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位。这是通过将当前程序状态寄存器CPSR 的
内容保存到将要执行的异常中断对应的SPSR 寄存器中实现的。各异常中断有自己的物理SPSR 寄存器。
(2) 设置当前程序状态寄存器CPSR中相应的位。包括设置CPSR中的控制模式位，使处理器进入相
应的执行模式；设置CPSR中的中断禁止位，如果进入IRQ 模式时，禁止IRQ 中断，如果当进入FIQ 模式时，禁止FIQ 中断。
(3) 将寄存器LR_mode设置成返回地址。
(4) 将程序计数器值（PC）设置成该异常中断的中断向量地址，从而跳转到相应的异常中断处理程序
执行。
13. 当异常结束时，ARM内核会做哪些处理？
答：ARM 系统处理完中断后从异常中断处理程序中返回包括下面的步骤：
(1) 恢复被中断的程序的处理状态，即将SPSR_mode 寄存器内容复制到当前程序状态寄存器
CPSR 中。
(2)返回到发生异常中断的指令的下一条指令处执行。即将LR_mode 寄存器的内容复制程序计数器
PC 中。因为整个应用系统是从复位异常中断处理程序执行的，所以复位异常中断处理程序不需要返回。
第四章
1.请列举ARM处理器的指令寻址方式。哪种寻址方式是ARM指令集特有的寻址方式？
答：ARM处理器具有9种基本寻址方式，分别为立即寻址、寄存器寻址、寄存器移位寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、多寄存器寻址、堆栈寻址、块拷贝寻址、相对寻址。寄存器移位寻址是ARM指令集特有的寻址方式。
2. 在ARM数据处理指令中，第二个操作数都有哪几种形式？
答：第2 个操作数的三种形式如下。立即数，例如：MOV R0,#0x0000F200 ；寄存器方式，例如：ADD R1，R1，R2；寄存器移位方式，例如：ANDS R1,R1,R2,LSL R3。
3.请分别写出调用子程序、子程序返回所使用的指令，并简述所用指令的工作过程。
答：用BL指令调用子程序。BL指令先将下一条指令的地址拷贝到R14（即LR）连接寄存器中，然后跳转到指定地址运行指令。子程序返回的指令是：MOV PC, LR。
4. 如图：存储器地址4010H，4014H，4018H的内容分别为1，2，3。寄存器R1，R2，R3的值都为0。R0的值为0x4010。
问：给出指令执行后，寄存器R0,R1,R2,R3的结果。（IA：每次传送后地址加4）
LDMIA R0！,{R1-R3}
答：
5. 阅读下面程序，并回答问题。
AREA Example1,CODE,READONLY ; 声明代码段Example1
ENTRY ; 标识程序入口
CODE32 START MOV R0,#20 -----------------------(1)
(1)
MOV R1,#10
LDR R5,=0x12345678 ----------------------- (2)
ANDS R2,R5,#0x20 ----------------------- (3)
CMP R2,#0 ----------------------- (4)
ADDEQ R0,R0,#1 ----------------------- (5)
ADDNE R1,R1,#1 ----------------------- (6) HALT B HALT
END ; 文件结束
a) 请回答汇编语句（1）（2）（3）（4）（5）（6）的含义。
b) 此程序实现什么功能？
答：
a) 语句（1）把常数20送到R0；语句（2）使用LDR伪指令把常数0x12345678送到R5；语句（3）
将R5中的数据与0x20相与，影响标志位；语句（4）将R2的数据与0比较；语句（5）如果相等R0加1；语句（6）不相等R1加1（6分）
b) 测试数据0x12345678的bit[4]（第五位）。如果是0，R0中的数据20加1。如果是1，R1中的数据10加1。（2分）
6. 用汇编语言编写程序，求1到50的累加和。
答：
AREA Example1,CODE,READONL Y
ENTRY
CODE32
START LDR R5,=0x40003005
MOV R0,#0
MOV R1,#1
LOOP BL SUM
B LOOP
SUM
ADDS R0,R0,R1
ADD R1,R1,#1
CMP R1,#50
BLHI HALT
MOV PC,LR
HALT STR R0,[R5]
B .
END
7. 请说明汇编语句STRB R2,[R0,#4]和STR R2,[R0,#4]！的区别。
答：mem8[R0+4]=R2；R0不变
mem32[R0+4]= R2；R0=R0+4
mem32[]表示存储器的存储单元中存放的32位字数据，mem16[]表示存储器的存储单元中存放的1
6位半字数据，mem8[]表示存储器的存储单元中存放的8位字节数据
8. 请说明MOV指令和LDR指令在传送立即数时，使用方法的区别。
答：MOV传送8位位图数据，例如：MOV R1，#0xFF000000；
LDR伪指令传送32位立即数，例如：LDR R0,=0x12345678。
9. 请列举ARM处理器的四种堆栈类型，并说明它们的特点和区别。
答：（1）满递增堆栈F A：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生长。
（2）满递减堆栈F D：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生长。
（3）空递增堆栈EA：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由低地址向高地址生长。
（4）空递减堆栈ED：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由高地址向低地址生长。
10. 可以对状态寄存器操作的指令都有哪些，如何使用。
答：ARM指令集提供了2条指令，可直接控制程序状态寄存器（psr，Program State Register）。MRS 指令用于将CPSR或SPSR的值传送到通用寄存器中。MSR指令与之相反，用于将通用寄存器的内容或者立即数传送到到CPSR或SPSR中。
例如：MRS R1，CPSR
BIC Rl，Rl，#0x80 ；0b0l000000
MSR CPSR_c，Rl
第五章
1.简述Xscale内核的特点。
答：ARM 的体系结构是基于RISC 的，XSCALE 是ARM 处理器的一种，所以XSCLAE具有RISC 的基本特性。XScale 的超流水线（SuperPipeline）技术，主频高达600MHz 以上。高效的存储器体系结构，主要包括32KB D-Cache、32KB I-Cache、2KB Mini Dcache、Fill Buffers、ending Buffers以及4.8GB/s带宽的存储总线，使处理器可以高效访问存储器。实现了基于统计分析的分支预测功能部件。XScale对ARM的乘加逻辑进行了增强，增加了8 条 DSP 指令。
2.简述PAX270处理器的结构和主要的通信模块。
答：CPU 520M 运行能力；XSCALE 构架，并带有无线MMX 指令集；7 级流水线；32KB的指令cache , 32KB 的数据 cache, 2KB微型数据cache；外部扩充存储器控制器；256KB 内部 SRAM；丰富的串行接口： AC97 AUDIO PORT； IIS PORT；USB HOST，USB DEVICE；USB OTG；3个UART，红外通讯接口；标准IEEE JTAG，支持边界扫描；实时时钟和系统时钟；中断控制器；LCD 控制器；SDRAM controller, 支持4 个 BANK，最高可以运行在104M。外部SDRAM可以是2.5V 3.0V或3.3V；支持PCMCIA and Compact Flash；SD Card / MMC Controller (with SPI mode support)；2个IIC Controllers；3 个SSP Controllers；CAMERA接口；121 个多功能GPIO；4种LOWPOWER模式；4个PWM
3.简述GPIO模块的特点。
答：PXA270处理器提供121个多功能输入/输出引脚，除了可以选择作为基本输入/输出使用外，还可以选择它的复用功能，复用功能包括串口通信接口，定时器输出，外部中断等。当多功能输入/输出引脚作为高速的通用GPIO接口时，可以用来生成和捕捉外设的输出和输入信号。每个GPIO引脚通过编程控制可实现输出或输入功能。当GPIO引脚作为输入时，通过设置上升或下降沿检测，可作为一个中断源来使用。
4.GPIO模块中如何选择引脚的功能，举例说明。
答：通过寄存器GPDR和GAFR来选择引脚功能，在使用寄存器GAFR设置GPIO引脚功能之前，必须先通过寄存器GPDR设置引脚的方向。
例如：设定将GPIO118为SDA输出引脚，首先利用寄存器GPDR3设定 GPIO118是输出引脚，当GAFR3的Bit[13:12]=01时，将GPIO118复用为SDA输出引脚。代码如下：
GPDR3= GPDR3| (0x01<<22);
GAFR3_U = GAFR3_U &(~(0x11<<12))|(AF1 <<12);
5.编写程序代码，实现设置GPIO8和GPIO41为输出功能，GPIO8为低电平输出，设置GPIO41为高电平输出。
答：
#define GPDR0 (*((volatile unsigned char*)(0x40E0000C)))
#define GPDR1 (*((volatile unsigned char*)(0x40E00010)))
#define GPCR0 (*((volatile unsigned char*)(0x40E00024)))
#define GPSR1 (*((volatile unsigned char*)(0x40E0001C)))
GPDR0= GPDR0 | (0x01<<8);
GPCR0= GPCR0 | (0x01<<8);
GPDR1= GPDR1 | (0x01<<9);
GPSR1= GPSR1 | (0x01<<9);
6.PAX270有几个UART单元，各有什么用途？
答：PAX270有三个UART单元。全功能UART：FFUART支持调制解调器控制功能，最高波特率可达到921600 bps。蓝牙UART：BTUART是一个高速的UART，所支持的波特率可达到921600 bps，并且可以连接到蓝牙模块，但只支持调制解调器控制信号中的CTS和RTS信号。标准UART：STUART的最高波特率可达到921600 bps，但不支持调制解调器控制信号。
7.串行通讯的传输模式有哪些？简述RS232C接口的通信原理。
答：串行通讯的传输模式有三种：单工、半双工和双工。
RS232是全双工的数据发送模式，利用RS232通信时，仅适用3根基本的数据传输线有：RXD、TXD、GND 。TXD（发送线）：数据发送信号线，数据由该脚发出，送上通信线，没有数据传输时，逻辑电平为“1”；RXD（接收线）：数据接收信号线，从通信信号线来的数据，从该脚引入，在无信息时候，逻辑电平为“1”；GND（地线）: 参考地信号线，为其他信号线提供电平参考。
8.简述UART模块的通信原理。
答：每个UART 能将从RXD 端接收的串行数据转变为并行的数据，并且能够将来自处理器的并行数据转化串行数据，然后通过TXD 端发送出去。根据UART 是否在FIFO 模式下执行，发送和接收的数据会有选择的锁存在发送/接收FIFO。例如，当UART在接收数据时，来自RXD 端的数据首先会经过接收移位寄存器，然后组织成一个字节的数据，如果运行在FIFO 模式，数据会首先锁存在接收FIFO 里，同时接收缓冲寄存器RBR 会保存FIFO 第一字节单元数据，FIFO 的内容可以通过连续读取RBR 获得，每读写完一次后，FIFO第一字节单元数据会被移出。当UART 收到来自总线的并行数据时，数据首先进入发送缓冲寄存器THR，如果工作在FIFO 模式，数据会再被锁存在发送FIFO，最后才被送入发送移位寄存器，将并行数据以逐位方式在TXD 端发送出去，每次向THR 写入的数据（有效数据最长为8 位）会被送入FIFO，只有FIFO 的第一字节单元会被送入发送移位寄存器里，并且在FIFO里还未发送的数据会逐渐上移到第一字节单元。无论是接收还是发送，当运行在non－FIFO方式时，数据不会被锁存在FIFO，而只会被锁存在寄存器RBR 或THR，可以简单认为在non－FIFO 时，RBR 和THR 分别与接收移位寄存器和发送移位寄存器直接相连。
9.使用FFUART进行异步传输数据，以波特率为9600传送数据，则寄存器FFDLH和FFDLL应如何设置？
答：波特率发生器的时钟通过PXA270的内部系统时钟来设定，采用14.7456MHz 作为固定的输入时钟，并且可以对它以1至（216-1）分频。波特率发生器的时钟必须是波特率的16倍，波特率（BaudRate）可以通过以下公式计算：
FUART以波特率为9600传送数据，即baudrate=9600，经公式计算得 Divisor=96，配置 FFDLH=0X0 ，FFDLL=0x60。
10. 请编写使用FFUART采用查询方式发送/接收数据的函数。
答：（1）接收数据函数
int SerialInputByte(char *c)
{
if((FFLSR & 0x00000001)==0)
{
return 0;
}else {
*c = FFRBR;
return 1;
}
}
（2）发送数据函数
void SerialOutputByte(const char c)
{
while ((FFLSR & 0x00000020) == 0 );
FFTHR = ((ulong)c & 0xFF);
if (c=='\n')
SerialOutputByte('\r');
}
void SerialOutputString(char * str)
{
int i=0;
while( (*(str+i))!='\0')
{
SerialOutputByte(*(str+i));
i++;
}
}
11. 简述PXA270中断控制器的内部结构。
答：PXA270中断控制器，通过设置寄存器I CMR 屏蔽中断源。通过设置寄存器ICLR 对中断源分类，即可以让中断源发出的中断请求以IRQ 中断方式或以F IQ 中断方式被处理。查询寄存器I CPR 得知32 个中断源当前是否有中断请求，在I CPR 寄存器上显示发出中断请求的中断源不受I CMR 影响，即I CMR 即使屏蔽某个中
断源，只要中断源发出中断请求，ICPR仍然会在相应的位上显示“1”。查询寄存器I CIP 得知以I RQ 方式被处理的中断源是否发出中断请求，该寄存器受到I CMP 影响。即I CIP ＝ ICPR & ICMR & （～ICLR）。查询寄存器I CFP 得知以F IQ 方式被处理的中断源是否发出中断请求，该寄存器受到I CMP 影响。即I CFP ＝ICPR & ICMR & ICLR。
第六章
1.简述基于 Xscale PXA 270 处理器的 EELiod 270 开发平台，开发嵌入式Linux系统的交叉开发环境的搭建过程。
答：构建基于嵌入式linux的交叉编译环境的构建过程主要包括以下几方面的内容。
第一：安装一台装有指定操作系统的PC机作宿主开发机，宿主机器在硬件上需具备标准串口、并口和网口，对于嵌入式Linux，宿主机上的操作系统一般要求为Redhat Linux，在此，我们推荐使用Redhat
9.0作为宿主机（开发主机）的操作系统。
第二：检测目标机与宿主机的连接，通过串口实现通信，查看目标机系统的内容。在windows 下使用超级终端，在 linux 下使用minicom。
第三：在宿主机上建立交叉编译环境。利用GNU 编译器的交叉编辑工具链，生成可在ARM系统架构上执行的二进制可执行程序。
第四：实现目标机与宿主机之间文件的传输。设置统一段的网络，通过nfs网络文件共享文件，FTP 网络传输上传下载文件。
第五：烧写嵌入式Linux内核、Bootloader、文件系统映像以及应用程序到目标板。软件的更新通常使用串口或网口，最初的Bootloader 烧写是通过并口进行的。
2.宿主PC机上如何查看XSBase 270目标板系统的内容？
答：在Linux操作系统安装完成后，就可以使用Linux下的 minicom来检测宿主机和目标机的连接。在Windows 下面可使用超级终端。
3.如何测试交叉编译环境是否建立成功？
答：首先，使用VI 编辑器创建一个hello.c 文件。
[root@localhost xscale270]# vi hello.c
编写一个简单的程序来打印出一行简单的信息：Welcome Emdoor!。
保存并退出该文件。使用如下的命令来编译该文件。
[root@localhost xscale270]# gcc -o hello hello.c
[root@localhost xscale270]# arm-linux-gcc -o hello hello.c
gcc编程生成的是X86系统结构的二进制文件。
arm-linux-gcc是在在宿主机中，交叉编译hello.c源程序，并查看生成的.o目标文件。调用交叉编译器arm-linux-gcc编译hello.c文件
使用file 命令来分别查看编译出的二进制文件hello和hello-arm。
[root@localhost xscale270]# file hello
[root@localhost xscale270]# file hello-arm
编译器arm-linux-gcc 生成的可执行文件hello-arm文件是不能在宿主PC机上运行的，只能在XSBase 270目标机上运行。
4.如何实现宿主PC机与XSBase 270目标板的通信。
答：要使用网络进行通讯和文件传输，必须使宿主机和目标机是相同的网段。例如设置宿主机的IP地址：192.168.0.100；目标机的IP地址：192.168.0.50。
在嵌入式系统开发中，可采用网络文件系统N FS 可以将P C 机上的一部分文件系统作为目标机的资源，这样可以弥补目标机存储空间的不足。文件传输协议ftp（File Transimit Protocol）利用以太网实现文件的传输。需要上传的文件应保存到宿主机的/var/ftp/pub 目录下。
5.简述Makefile的基本结构。
答：Makefile文件由一组依赖关系和规则构成。每个依赖关系有一个目标（即将要创建的文件）和一组该目标所依赖的源文件组成。
Makefile 的基本结构：
target… …：dependency_files… …
command… …
结构中各部分的含义如下：
1.target（目标）：一个目标文件，可以是O bject 文件，也可以是执行文件，还可以是一个标签（Label）。
2. dependency_files（依赖文件）：要生成目标文件（target）所依赖哪些文件。
https://www.sodocs.net/doc/738254119.html,mand（命令）：创建项目时需要运行的shell命令
6.使用Makefile编译程序的优点是什么？
答：在Linux环境下，对于只含有几个源代码文件的小程序的编译，可以手工输入命令对源代码文件逐个进行编译。但是在大型的项目开发中，一个工程中的源文件不计其数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，这时人们通常利用G NU make工具来自动完成应用程序的维护和编译工作。GNU make 工具是通过解释Makefile 文件来完成整个工程的完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。Makefile定义了一系列的规则来指定哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译。Makefile就像一个Shell脚本一样，也可以执行操作系统的命令。
7.在Makefile中变量如何定义，可在Makefile中的哪些部分使用？自动变量$@和$<分别代表什么含义？
答：Makefile中变量可以使用“=”定义和使用指示符“define”定义。Makefile 中的变量可以使用在“目标”，“依赖目标”，“命令”或Makefile 的其它部分中。$@：目标文件的完整名称；$<：第一个依赖文件的名称。
8. 编写一个文件的程序，使用Makefile文件进行编译。
答：（1）利用文本编辑器创建hello.c 文件。
//hello.c
#include
int main()
{
printf("W elcome Emdoor!\n");
return 1;
}
（２）编写Makefile文件。
# makefile test for hello program
CC=gcc
CFLAGS=
all: hello
hello: hello.o
$(CC) $(CFLAGS) hello.o –o hello
hello.o: hello.c
$(CC) $(CFLAGS) -c hello.c -o hello.o
clean:
rm –rf hello *.o
（３）执行make命令，编译hello.c程序。
[root@local]$make
9.编写多个文件的程序，使用Makefile文件进行编译。
（1）答：在/work目录先新建一个hello2目录，并在该目录下用vi命令创建文件hello1.c、hello2.c、hello.h 和Makefile。分别输入如下内容。
1.文件hello1.c
//hello1.c
#include
int main()
{
printf("W elcome Emdoor!\n");
test2();
return 1;
}
2.文件hello2.c
//hello2.c
#include "hello2.h"
#include
void test2(void)
{
printf("W elcome Emdoor! –hello2\n");
}
3.文件hello2.h
//hello2.h
void test2(void);
4.文件makefile
# makefile test for multi files program
CC=gcc
CFLAGS=
OBJS=hello1.o hello2.o
all: hello
hello: $(OBJS)
$(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@
hello1.o: hello1.c
$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
hello2.o: hello2.c
$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
clean:
rm -rf hello *.o
（2）先后执行如下命令[root@local]$make
[root@local]$./hello
孟祥莲嵌入式系统原理及应用教程部分习题答案
习题1 1. 嵌入式系统的概念的是什么？答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技 术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。（嵌入式系统是嵌入式到对象体系中的，用于执行独立功能的专用计算机系统。） 2. 嵌入式系统的特点是什么？ 答：系统内核小；专用性强；运行环境差异大；可靠性要求高；系统精简和高实时性操作系统；具有固化在非易失性存储器中的代码嵌入式系统开发和工作环境 4. 嵌入式系统的功能是什么？答：提供强大的网络服务小型化，低成本，低 功能；人性化的人机界面；完善的开发平台 5. 嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成？答：嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，由存储器I/O 单元电路，通信模块，外部设备必要的辅助接口组成的。 7. 嵌入式操作系统的主要特点是什么？答：体积小；实时性；特殊的开发调试环境。 8. 叙述嵌入式系统的分类。答：按嵌入式微处理器的位数分类可以分为4 位、 8 位、16 位、32 位和64 位等；按软件实时性需求分类可以分为非实时系统（如PDA）， 软实时系统（如消费类产品）和硬实时系统（如工业实时控制系统）按嵌入式系统的复杂程度分类可以分为小型嵌入式系统，中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。 习题2 处理器和工作状态有哪些？
答：ARM犬态：此时处理器执行32位的的字对齐的ARS旨令。 Thumb犬态：此时处理器执行16位的，半字对齐的Thumb旨令 2.叙述ARM9内部寄存器结构，并分别说明R13 R14 R15寄存器的 作用。 答：共有37个内部寄存器，被分为若干个组（BANK，这些寄存器包括31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针）6个状态寄存器。R13用作堆栈指针，R14称为子程序链接寄存器，R15用作程序计数器。处理器的工作模式有哪些？ 答：用户模式：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式：用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式：用于通用中断处理管理模式：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式：当数据或指令预期终止时进入该模式，可用于虚拟存储器及存储保护 系统模式：运行具有特权的操作系统任务 未定义指令终止模式：当未定义的指令执行时进入该模式，可用 于支持硬件协处理器的软件仿真。 微处理器支持的数据类型有哪些？ 答：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位），字（32 位）
嵌入式习题答案
嵌入式习题答案Last revision on 21 December 2020
第一章习题答案 1.什么是嵌入式系统请列举几个常见的嵌入式系统。 答：根据国际电气和电子工程师协会（IEEE）的定义，嵌入式系统是控制、监视或者辅助设备、机器和生产线运行的装置（Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。这主要是从产品的应用角度加以定义的，由此可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，可以涵盖机械等附属装置。 目前被我国科学家普遍认同的定义是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。 常见的嵌入式系统：手机，DVD，路由器，核磁共振仪，全自动洗衣机。 2.嵌入式系统与通用计算机有哪些区别 答：(1) 以应用为中心；(2) 以计算机技术为基础(3) 软件和硬件可裁减(4) 对系统性能要求严格（5）软件的固件化（6）需要专用的开发工具 3.嵌入式系统的发展分为哪几个阶段 答：第一阶段：无操作系统的嵌入算法阶段。第二阶段：以嵌入式CPU为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统。第三阶段：以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。第四阶段：以基于Internet为标志的嵌入式系统。 4.请列举嵌入式系统的主要应用领域。 答：（1）工业控制领域（2）交通运输领域（3）消费电子产品（4）家电领域（5）通信领域（6）商业和金融领域（7）环境监测领域（8）医疗领域（9）建筑领域（10）军事国防领域（11）航天航空领域
ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案
第1xx 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。 1 / 16 (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: 14。 (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。 (8)描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中断。 答：当控制位I置位时，IRQ中断被禁止，否则允许IRQ中断使能；当控制位F置位时，FIQ中断被禁止，否则允许FIQ中断使能。 2.存储器格式 答：无论是大端格式还是小端格式，R2的值与R1一致；地址0x4000
arm9嵌入式课后答案
arm9嵌入式课后答案 【篇一：arm嵌入式系统结构与编程习题答案(全)】ass=txt>第一章绪论 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：国内嵌入式行业一个普遍认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗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是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的剪裁利用。因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专业计算机系统。 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。intel公司1971年开发出第一片具有4位总线结构的微处理器4004，可以说是嵌入式系统的萌芽阶段。80年代初的8051是单片机历史上值得纪念的一页。20世纪80年代早期，出现了商业级的“实时操作系统内核”，在实时内核下编写应用软件可以使新产品的沿着更快，更节省资金。20世纪90年代实时内核发展为实时多任务操作系统。步入21世纪以来，嵌入式系统得到了极大的发展。在硬件上，mcu的性能得到了极大的提升，特别是arm技术的出现与完善，为嵌入式操作系统提供了功能强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个崭新的阶段。 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操作系统是针对嵌入式微控制器的特点而量身定做的一种linux操作系统，包括常用的嵌入式通信协议和常用驱动，支持多种文件系统。主要有以下特点：源码开放，易于移植，内核小，功能强大，运行稳定，效率高等。 uc/os是源码工卡的实时嵌入式系统内核，主要有以下特点：源码公开，可移植性强，可固化，可剪裁，占先式，多任务，可确定性，提供系统服务等。
《ARM嵌入式系统结构与编程》第二章课后答案
第2章ARM技术与ARM体系结构 1.简述ARM处理器内核调试结构原理 答：ARM处理器一般都带有嵌入式追踪宏单元ETM（Embedded Trace Macro），它是ARM 公司自己推出的调试工具。ARM处理器都支持基于JTAG（Joint Test Action Group 联合测试行动小组）的调试方法。它利用芯片内部的Embedded ICE来控制ARM内核操作，可完成单步调试和断点调试等操作。当CPU处理单步执行完毕或到达断点处时，就可以在宿主机端查看处理器现场数据，但是它不能在CPU运行过程中对实时数据进行仿真。 ETM解决了上述问题，能够在CPU运行过程中实时扫描处理器的现场信息，并数据送往TAP（Test Access Port）控制器。上图中分为三条扫描链（图中的粗实线），分别用来监视ARM核，ETM，嵌入式ICE的状态。 1.分析ARM7TDMI-S各字母所代表的含义。 答：ARM7 T D M I – S 中 ARM是Advanced RISC Machines的缩写 7是系列号； T：支持高密度16位的Thumb指令集； D：支持JTAG片上调试； M：支持用于长乘法操作（64位结果）ARM指令，包含快速乘法器；； I：带有嵌入式追踪宏单元ETM，用来设置断点和观察点的调试硬件； S：可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。这种源代码形式又可以编译成一种易于EDA工具使用的形式。 2.ARM处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，并指出处 理器在什么情况下进入相应的模式。 答：ARM技术的设计者将ARM处理器在应用中可能产生的状态进行了分类，并针对同一类型的异常状态设定了一个固定的入口点，当异常产生时，程序会自动跳转到对应异常入口处进行异常服务。 ?1．用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下 执行。在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器不会自动切换工作模式 ?2．FIQ模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优先
ARM嵌入式系统课后习题部分答案
A R M嵌入式系统课后 习题部分答案 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
一填空题 嵌入式系统从大的方面分为（嵌入式系统硬件平台）和（嵌入式软件）两大部分。 驱动层程序一般包括（硬件抽象层HAL）、（板级支持包BSP）和（设备驱动程序）。 嵌入式系统核心是嵌入式处理器，可分为（嵌入式微处理器）、（嵌入式微控制器）、嵌入式DSP处理器和（嵌入式片上系统SoC）4大类。 处理器分为（ARM）和（Thumb）两种操作状态。 状态下，SP寄存器指的是（R13）、LR寄存器指的是（R14）、PC寄存器指的是（R15）. 处理器支持的数据类型中，字节为（8）位、半字为（16）位、字为（32）位。 (-S)指令集包括（ARM）指令集和（Thumb）指令集。 指令用于从（存储器）中将一个32位的字数据传送到（目的寄存器）中。指出下面各条指令的寻址方式。 SUB R0，R1，R2 ；寻址方式：（寄存器寻址）。 SUBS R0，R0，#1 ；寻址方式：（立即寻址）。 MOV R0，R2，LSL#3 ；寻址方式：（寄存器移位寻址）。 SWP R1，R1，[R2] ；寻址方式：（寄存器间接寻址）。 LDR R2，[R3，#0x0C] ；寻址方式：（基址寻址）。 汇编语言源程序中语句一般有（指令）、（伪指令）、（伪操作）和宏指令组成。 对Flash存储器的编程可通过（JTAG仿真/调试器）、（ ISP ）和（IAP）3重方法来实现。 异常向量表可以来自4个不同的存储器区域，分别是（片内Flash ）、（片内SRAM ）、（ Boot Block ）和片外存储器。 系列的定时器主要用于3个方面：（对内部事件进行计数的间隔定时器）、（通过捕获输入实现脉宽解调器）、（自由运行的定时器）。二选择题 可以表示微控制器的缩略词是（ B ） A. MPU B. MCU C. WDT 类存储器包括（ ABD ） A. NOR Flash B. EPROM C. SRAM D. PROM 不属于ARM的系列是（ D ） A. MCS-96 B. 80C51 C. LPC2000 处理器系列采用（ A ）级流水线。 A. 3 B. 5 C. 6 D. 8 下面ARM处理器模式中属于特权模式的有（ BCD ） A. 用户模式 B. 中断模式 C. 系统模式 D. 管理模式 (或STM)指令允许一条指令最多传送（ C ）个寄存器。 A. 4 B. 8 C. 16 D. 24 指令限制在当前指令的（ B ）地址范围。
嵌入式期末复习提纲包含答案
嵌入式期末复习提纲包 含答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
考试题型： ?1、判断题 10分 ?2、填空题 20分 ?3、选择题 20分 ?4、简答题 30分（5个） ?5、应用题 20分（3个） ?6、名字解释 复习资料： ?书本 ?PPT课件，平时课堂例题。 ?平时作业和练习 ?考试范围：1-5章 ?其他说明： ?课后习题是重点。 ?简答题来源于前5章，每章一个。 每章重点： 第一章： 1.什么是嵌入式系统试简单列举一些生活中常见的嵌入式系统的实例。 嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。 2.嵌入式系统具有哪些特点 3.嵌入式系统由哪些部分组成简单说明各部分的功能和作用。
4.嵌入式系统是怎样分类的 5.嵌入式系统的定义。 嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。 6.什么是交叉编译，试说明交叉编译的实现过程。 7．嵌入式系统有哪些应用领域。 嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括： １．工业控制： 基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是８位单片机。但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。 ２．交通管理： 在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌GPS模块，GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。目前GPS设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。 ３．信息家电：
(完整版)嵌入式系统课后答案马维华
第1章嵌入式系统概述 1,什么是嵌入式系统嵌入式系统的特点是什么 嵌入式系统概念: (1) IEEE对嵌入式系统的定义:用于控制,监视或者辅助操作机器和设备的装置. (2)一般定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,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. 嵌入式系统的特点: (1) 专用的计算机系统 (2) 必须满足环境要求 (3) 必须能满足对象系统的控制要求 (4) 是集成计算机技术与各行业应用的集成系统 (5) 具有较长的生命周期 (6) 软件固化在非易失性存储器中 (7) 必须能满足实时性要求 (8) 需要专用开发环境和开发工具 2,简单分析几种嵌入式操作系统的主要特点,包括嵌入式Linux,Windows CE,uCOS II 及VxWorks. (1)嵌入式Linux:有多个主流版本,根据应用需求,性能略有差别.μCLinux是Linux小型化后,适合于没有MMU的微处理器芯片而裁剪成的操作系统,μCLinux保持了传统Linux操作系统的主要特性,包括稳定,强大的网络和文件系统的支持,μCLinux裁剪了大量的Linux内核以缩小尺寸,适合像512KB RAM,1MB Flash这样小容量,低成本的嵌入式系统.RT_Linux即能兼容通常的Linux,又能保证强实时性. (2)Windows CE:开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用.WinCE开发难度远低于嵌入式Linux,实时性略低,常用于手机,PDA等手持设备中. (3)uCOS II:结构小巧,抢先式的实时嵌入式操作系统,具有执行效率高,占用空间小,可移植性强,实时性能好和可扩展性能等优点.主要用于小型嵌入式系统. (4) VxWorks: 集成开发环境为Tornado,Vxworks因出现稍早,实时性很强,并且内核可极微(最小8K),可靠性较高等.通常应用在通信设备等实时性要求较高的系统中. 第2章嵌入式处理器体系结构 1,具体说明ARM7TDMI的含义,其中的T,D,M,I分别代表什么 ARM7TDMI是ARM7处理器系列成员之一,采用V4T版本指令.T表示Thumb,该内核可从16位指令集切换到32位ARM指令集;D表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,支持片内Debug调试;M表示Multiplier,支持位乘法;I表示Embedded ICE ,内含嵌入式ICE宏单元,支持片上断点和观察点. 2,ARMV4及以上版本的CPSR的哪一位反映了处理器的状态若CPSR=0x000000090,分析系统状态.CPSR=0x000000090表示当前处理器工作于ARM状态,系统处于用户模式下. CPSR的BIT5(T)反映当前处理器工作于ARM状态或Thumb状态. 3,ARM有哪几个异常类型,为什么FIQ的服务程序地址要位于0x1C 在复位后,ARM处理器处于何种模式,何种状态 ARM的7种异常类型:复位RESET异常,未定义的指令UND异常,软件中断SWI异常,指令预取中止PABT异常,数据访问中止DABT异常,外部中断请求IRQ异常,快速中断请求FIQ 异常.在有快速中断发生时,CPU从0x1C处取出指令执行.ARM复位后处于管理模式,工作于ARM状态. 4,为什么要使用Thumb模式,与ARM代码相比较,Thumb代码的两大优势是什么
ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案
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？
周立功-ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案11
第一章 思考与练习 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、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系 统对功能、可靠性、成本、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(Embedded Microprocessor Unit, EMPU) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU) 嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP) 嵌入式片上系统(System On Chip) 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CPU 的多任务潜力。 第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？ 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目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，研究项目的可行性，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。 执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展， 分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。 结束项目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、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？ 在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和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项目进行可能会遭遇的难题。 需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险 3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？ 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，使项目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，以让双方确定项目是否如预期中的进度完成。 5、为什么在项目结束前需要进行项目讨论？ 项目的讨论一个项目进行的反馈机制。通过这一个程序，项目团队的经验才可以被记录 下来，也就是说，这是一个撰写项目历史的过程。 第三章 1、ARM7TDMI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Thumb 指令机扩展（带T 后缀的）和EmbededICE 观察点硬件（带I 后缀的） 2、ARM7TDMI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（V on Neumann ）结构，指令和数据共用一条 32 位总线。 3、ARM处理器模式和ARM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ARM的处理器模式和状态。 状态： ARM 状态32 位，这种状态下执行的是字方式的ARM 指令
《嵌入式》课后习题答案
第一章 1.简述嵌入式的定义 以应用为中心、以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 2.举例说明嵌入式系统的“嵌入性”、“专用性”、“计算机系统”的基本特征。 按照嵌入式系统的定义，嵌入式系统有3个基本特点，即“嵌入性”、“专用性”与“计算机”。 “嵌入性”由早期微型机时代的嵌入式计算机应用而来，专指计算机嵌入到对象体系中，实现对象体系的智能控制。当嵌入式系统变成一个独立应用产品时，可将嵌入性理解为内部嵌有微处理器或计算机。 “计算机”是对象系统智能化控制的根本保证。随着单片机向MCU、SoC发展，片内计算机外围电路、接口电路、控制单元日益增多，“专用计算机系统”演变成为“内含微处理器”的现代电子系统。与传统的电子系统相比较，现代电子系统由于内含微处理器，能实现对象系统的计算机智能化控制能力。 “专用性”是指在满足对象控制要求及环境要求下的软 硬件裁剪性。嵌入式系统的软、硬件配置必须依据嵌入对象
的要求，设计成专用的嵌入式应用系统。 3. 简述嵌入式系统发展各阶段的特点。 （1）无操作系统阶段：使用简便、价格低廉；（2）简单操作系统阶段：初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，大大缩短了开发周期，提高了开发效率。 （3）实时操作系统阶段：系统能够运行在各种不同类型的微处理器上，具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面Graphic User Interface，GUI）等功能，并提供了大量的应用程序接口Application Programming Interface，API），从而使应用软件的开发变得更加简单。（4）面向Internet阶段：进入21世纪，Internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式系统的飞速发展 4.简述嵌入式系统的发展趋势。 （1）新的微处理器层出不穷，精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软硬件成本。（2）Linux、Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系统迅速发展。（3）嵌入式系统的开发成了一项系统工程，开发厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还要提供强大的硬件开发工具和软件支持包。
单片机原理及应用张毅刚课后习题答案完整版
第1章思考题及习题1参考答案 一、填空 1. 除了单片机这一名称之外，单片机还可称为或。答：微控 制器，嵌入式控制器. 2.单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将、、和 三部分，通过内部连接在一起，集成于一块芯片上。答：CPU、存储器、I/O口、总线 3. AT89S52单片机工作频率上限为 MHz。答：33 MHz。 4. 专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化，从而大大降低 和提高。答：成本，可靠性。 二、单选 1. 单片机内部数据之所以用二进制形式表示，主要是 A．为了编程方便B．受器件的物理性能限制 C．为了通用性D．为了提高运算速度答：B 2. 在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。 A．辅助设计应用B．测量、控制应用
C．数值计算应用D．数据处理应用 答： B 3. 下面的哪一项应用，不属于单片机的应用范围。 A．工业控制 B．家用电器的控制 C．数据库管理 D．汽车电子设备 答：C 三、判断对错 1. STC系列单片机是8051内核的单片机。对 2. AT89S52与AT89S51相比，片内多出了4KB的Flash程序存储器、128B的RAM、 1个中断源、1个定时器（且具有捕捉功能）。对 3. 单片机是一种CPU。错 4. AT89S52单片机是微处理器。错 5. AT89C52片内的Flash程序存储器可在线写入，而AT89S52则不能。错 6. 为AT89C51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89C51直接用芯片AT89S51替换。对 7. 为AT89S51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89S51直接用芯片AT89S52替换。对
嵌入式复习题含全部答案)
嵌入式系统复习题 一、填空题： 1、试列举三种主流的嵌入式处理器：（ ARM ）、（ MIPS ）、（PowerPC）。 2、ARM处理器共有（37）个寄存器，其中包括（31个通用寄存器）和（6个状态寄存器）。 3、寄存器R13在ARM指令中（堆栈指针SP ）。R14也称（程序连接寄存器LR）在程序里的作用是（程序计数器PC的备份）。当发生中断或异常时，对应分组寄存器分别是（R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值）。 4、ARM微处理器支持两种指令集：（ARM）和（Thumb）。 5、寄存器R15用作（程序计数器PC）。该寄存器在ARM状态下，（位[1:0]为00），位[31:2]用于保存PC；在Thumb状态下，（位[0]为0），位[31:1]用于保存PC。 6、CPSR用作( 状态寄存器 )，CPSR可在任何运行模式下被访问。每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器，称为（程序状态保存寄存器SPSR）。 7、Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集，程序可以直接访问的通用寄存器是（R0—R7,PC,SP,LR,CPSR）。 8、ARM指令中条件执行功能是通过（指令中添加条件码）来实现的，包含的条件码位于指令的最高（四）位。 9、试列举五种以上常见的嵌入式操作系统：（μC/OS-II）、（Vxworks）、（WinCE）、（Linux/μCLinux）、（PalmOS）。 10、计算机结构中，哈佛结构和冯?诺依曼结构的主要区别是（指令与数据分开），ARM7采用（冯?诺依曼结构），ARM9采用（哈佛结构）。 11、ARM处理器采用（Thumb指令）操作来访问SFR。
嵌入式系统课后习题及答案
第1章嵌入式系统基础 1.什么是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？写出你所想到的嵌入 式系统。 答：（1）定义：国内对嵌入式系统的一般定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，从而能够适应实际应用中对功能、可靠 性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 （2）组成：嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等几部分组成。 （3）特点：a.软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体； b.需要操作系统支持，代码小，执行速度快； c.专用紧凑，用途固定，成本敏感； d.可靠性要求高； e.多样性，应用广泛，种类繁多。 （4）嵌入式系统：个人数字助理（PDA）、机顶盒（STB）、IP电话。 2.嵌入式处理器分为哪几类？ 答：（1）低端的微控制器（MicroController Unit,MCU）； （2）中高端的嵌入式微处理器（Embeded MicroProcessor Unit,EMPU）； （3）通信领域的DSP处理器（Digital Signal Processor,DSP）； （4）高度集成的片上系统（System on Chip,SoC）。 3.ARM英文原意是什么？它是一个怎样的公司？其处理器有何特点？ 答：（1）英文原意：Advanced RISC Machines。高级精简指令集机器。 （2）公司简介：该公司是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商，通过将其高性能、低成本、低功耗的RISC微处理器、外围和 系统芯片设计技术转让给合作伙伴来生产各具特色的芯片。ARM公司已 成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标 准。 （3）其处理器特点：a.小体积、低功耗、低成本而高性能；b.16/32位双指令集；c.全球的合作伙伴众多。 4.什么是实时系统？它有哪些特征？如何分类？ 答：（1）实时系统的定义：实时系统（Real Time System）是指产生系统输出的时间对系统至关重要的系统。 （2）特征：实时性、并行性、多路性、独立性、可预测性、可靠性。 （3）分类：根据响应时间的不同，实时系统可分为3种类型：强实时系统、弱实时系统、一般实时系统。 根据确定性的不同，实时系统可分为2种类型：硬实时、软实时。 5.RTOS由哪几部分组成？它有哪些特点？与一般操作系统相比有何不同？ 答：（1）组成：实时内核、网络组件、文件系统、图形用户界面。 （2）特点：a.支持异步事件的响应；b.中断和调度任务的优先级机制；c. 支持抢占式调度；d.确定的任务切换时间和中断延迟时间；e.支持同步。 （3）与一般OS的不同： a.实时性：响应速度快，只有几微秒；执行时间确定，可预测； b.代码尺寸小：只有10~100KB，节省内存空间，降低成本； c.应用程序开发较难； d.需要专用开发工具：仿真器、编译器和调试器等。
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第一章思考与练习 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、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、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(Embedded Microprocessor Unit, EMPU 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU 嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP 嵌入式片上系统(System On Chip 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 CPU 的多任务潜力。第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目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，研究项目的可行性，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。执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。结束项目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、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和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项目进行可能会遭遇的难题。需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险 3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？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，使项目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，以让双方确定项目是否如预期中的进度完成。 5、为什么在项目结束前需要进行项目讨论？项目的讨论一个项目进行的反馈机制。通过这一个程序，项目团队的经验才可以被记录下来，也就是说，这是一个撰写项目历
嵌入式系统课后习题及答案
第1章嵌入式系统基础 1.什么就是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？写出您所想到得嵌 入式系统。 答：（1）定义：国内对嵌入式系统得一般定义就是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，从而能够适应实际应用中对功能、可 靠性、成本、体积、功耗等严格要求得专用计算机系统。 （2）组成：嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统与应用软件等几部分组成。 （3）特点：a、软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体； b、需要操作系统支持，代码小，执行速度快； c、专用紧凑，用途固定，成本敏感； d、可靠性要求高； e、多样性，应用广泛，种类繁多。 （4）嵌入式系统：个人数字助理（PDA）、机顶盒（STB）、IP电话。 2.嵌入式处理器分为哪几类？ 答：（1）低端得微控制器（MicroController Unit,MCU）； （2）中高端得嵌入式微处理器（Embeded MicroProcessor Unit,EMPU）； （3）通信领域得DSP处理器（Digital Signal Processor,DSP）； （4）高度集成得片上系统（System on Chip,SoC）。 3.ARM英文原意就是什么？它就是一个怎样得公司？其处理器有何特点？ 答：（1）英文原意：Advanced RISC Machines。高级精简指令集机器。 （2）公司简介：该公司就是全球领先得16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商，通过将其高性能、低成本、低功耗得RISC微处理器、外围 与系统芯片设计技术转让给合作伙伴来生产各具特色得芯片。ARM公司 已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案得RISC 标准。 （3）其处理器特点：a、小体积、低功耗、低成本而高性能；b、16/32位双指令集；c、全球得合作伙伴众多。 4.什么就是实时系统？它有哪些特征？如何分类？ 答：（1）实时系统得定义：实时系统（Real Time System）就是指产生系统输出得时间对系统至关重要得系统。 （2）特征：实时性、并行性、多路性、独立性、可预测性、可靠性。 （3）分类：根据响应时间得不同，实时系统可分为3种类型：强实时系统、弱实时系统、一般实时系统。 根据确定性得不同，实时系统可分为2种类型：硬实时、软实时。 5.RTOS由哪几部分组成？它有哪些特点？与一般操作系统相比有何不同？ 答：（1）组成：实时内核、网络组件、文件系统、图形用户界面。 （2）特点：a、支持异步事件得响应；b、中断与调度任务得优先级机制；c、支持抢占式调度；d、确定得任务切换时间与中断延迟时间；e、支持同 步。 （3）与一般OS得不同： a、实时性：响应速度快，只有几微秒；执行时间确定，可预测； b、代码尺寸小：只有10~100KB，节省内存空间，降低成本；