1、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用試卷2填空每空1分，共20分）1 .嵌入式系統(tǒng)的組織架構(gòu)是 嵌入式處理器 、 存儲器等硬件、嵌入式系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件 所組成的。2 . ARM系統(tǒng)復(fù)位后，第一條執(zhí)行的指令在_0x02_o3 .馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)之一是系統(tǒng)內(nèi)部 數(shù)據(jù)和指令 都存儲在統(tǒng)一存儲器中， 而哈佛結(jié)構(gòu)則是分開存儲。4 . ADD R0, R1 , #3屬干 立即 尋址方 式。5 ARM 指令集和 Thumb指令集分別是_32 和 16 位的。6 .嵌入式軟件結(jié)構(gòu)一般分為驅(qū)動層、_OS層、中間件層和應(yīng)用層 。7 .cache放置數(shù)據(jù)的常用地址變換算法有一直授、組相聯(lián)和全相聯(lián)。8 .嵌入式系統(tǒng)中電源管理

2、器最常見的工作方式是工作、空閑和睡眠二簡答（每題5分，共30分）1.嵌入式處理器一般具有以下 4個特點(diǎn)：（1）大量使用寄存器，對實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng) 的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響 應(yīng)時(shí)間，從而使內(nèi)部的代碼和實(shí)時(shí)內(nèi)核的執(zhí)行時(shí) 間減少到最低限度。結(jié)構(gòu)上采用RISC結(jié)構(gòu)形式。1分（2）具有功能很強(qiáng)的存儲區(qū)保護(hù)功能。這是由 于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化，而為了避免 在軟件模塊之間出現(xiàn)錯誤的交叉作用，需要設(shè)計(jì) 強(qiáng)大的存儲區(qū)保護(hù)功能，同時(shí)也有利于軟件診 斷。1分3）可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，最迅速地?cái)U(kuò)展出滿足 應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。支持ARM（32位）和Thumb（16位）雙指令集，兼容8

3、位/16 位器件。1分（4）小體積、低功耗、成本低、高性能，嵌入 式處理器功耗很低，用于便攜式的無線及移動的計(jì)算和通信設(shè)備中,電池供電的嵌入式系統(tǒng)需要功耗只有mW甚至從W級。-2分2. ARM 處理器對異常中斷的響應(yīng)過程如下：首先，將當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR 的內(nèi)容保存到將要執(zhí)行的異常中斷對應(yīng)的備用程序狀態(tài)寄存器SPSR 中，以實(shí)現(xiàn)對處理器當(dāng)前狀態(tài)、 中斷屏蔽位及各條件標(biāo)志位的保存。各異常中斷模式都有自己相應(yīng)的物理SPSR 寄存器。2 分然后， 將引起異常指令的下一條指令的地址保存到新的異常工作模式的R14 即 R14_mode 中，使異常處理程序執(zhí)行完后能正確返回原程序。-1 分最后，給程

4、序計(jì)數(shù)器強(qiáng)制賦值，使程序在對應(yīng)的矢量地址開始執(zhí)行中斷處理程序。一般矢量地址處將包含一條指向相應(yīng)程序的轉(zhuǎn)移指令，從而可跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的異常中斷處理程序處執(zhí)行異常中斷處理程序。2 分3. 什么是同步？什么是異步與系列時(shí)間相關(guān)事件稱為同步事件，驅(qū)動的任務(wù)為同步任務(wù)。-3 分隨機(jī)發(fā)生的事件稱為異步事件，驅(qū)動的任務(wù)為異步任務(wù)，如中斷等。2 分4 簡要敘述實(shí)時(shí)系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)？在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中主要有三個指標(biāo)來衡量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性， 即響應(yīng)時(shí)間( Response Time) 、 生存時(shí)間( Survival Time ) 、 吞吐量 ( Throughput ) 。 1分響應(yīng)時(shí)間 ( Response Time) ：

5、是計(jì)算機(jī)識別一個外部事件到作出響應(yīng)的時(shí)間，在控制應(yīng)用中它是最重要的指標(biāo)，如果事件不能及時(shí)的處理，系統(tǒng)可能就會崩潰。2 分生存時(shí)間(Survival Time ) ：是數(shù)據(jù)有效等待時(shí)間，在這段時(shí)間里數(shù)據(jù)是有效的。1 分吞吐量 ( Throughput ) ： 是在一給定時(shí)間內(nèi)(秒)，系統(tǒng)可以處理的事件總數(shù)。例如通訊控制器用每秒鐘處理的字符數(shù)來表示吞吐量，吞吐量是平均響應(yīng)時(shí)間的倒數(shù)。-1 分5 .簡要敘述非占先式調(diào)度法與占先式調(diào)度法？非占先式也稱作合作型多任務(wù)(cooperativemultitasking ) ，各個任務(wù)彼此合作共享一個CPU。中斷服務(wù)可以使一個高優(yōu)先級的任務(wù)由掛起狀態(tài)變?yōu)榫途w狀

6、態(tài)。但中斷服務(wù)以后控制權(quán)還是回到原來被中斷了的那個任務(wù)，直到該任務(wù)主動放棄CPU 的使用權(quán)時(shí)，那個高優(yōu)先級的任務(wù)才能獲得CPU 的使用 3 分當(dāng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間很重要時(shí)，要使用占先式內(nèi)核。最高優(yōu)先級的任務(wù)一旦就緒，總能得到CPU 的控制權(quán)。 即當(dāng)一個運(yùn)行著的任務(wù)使一個比它優(yōu)先級高的任務(wù)進(jìn)入了就緒態(tài)，當(dāng)前任務(wù)的CPU 使用權(quán)就被剝奪了，或者說被掛起了，那個高優(yōu)先級的任務(wù)立刻得到了CPU 的控制權(quán)。使用占先式內(nèi)核時(shí)，應(yīng)用程序應(yīng)使用可重入型函數(shù)， 這樣在被多個任務(wù)同時(shí)調(diào)用，而不必?fù)?dān)心會破壞數(shù)據(jù)。2 分6 . .簡要敘述ARM 處理器的7 種運(yùn)行模式？ARM 微處理器支持7 種運(yùn)行模式，分別為：用戶模式（

7、USR） ： ARM 處理器正常程序執(zhí)行的模式?？焖僦袛嗄Ｊ剑‵IQ ） ：用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道處理用于快速中斷服務(wù)程序。當(dāng)處理器的快速中斷請求引腳有效，且CPSR（ 6 位）中 F 位為 0 時(shí)（開中斷），會產(chǎn)生FIQ 異常。1 分外部中斷模式（IRQ ） ：用于通用的中斷處理，當(dāng)處理器的外部中斷請求引腳有效，且CPSR（ 7 位）中 I 位為 0 時(shí)（開中斷），會產(chǎn)生 IRQ 異常。系統(tǒng)的外設(shè)可通過該異常請求中斷服務(wù)。1 分特權(quán)模式或管理員模式（SVE） ：操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式。當(dāng)執(zhí)行軟件中斷SWI 指令和復(fù)位指令時(shí)，就進(jìn)入管理模式，在對操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)工作在該模式下。-1 分?jǐn)?shù)據(jù)訪問中

8、止模式（ABT） ：用于虛擬存儲器和存儲保護(hù)，當(dāng)存儲器數(shù)據(jù)訪問無效時(shí)就進(jìn)入該模式 。若處理器數(shù)據(jù)訪問指令的地址不存在或該地址不允許當(dāng)前指令訪問時(shí)，也產(chǎn)生數(shù)據(jù)中止異常。1 分未定義指令中止模式（UND） ：用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。當(dāng) ARM 處理器或協(xié)處理器遇到不能處理的指令時(shí)，就要產(chǎn)生未定義指令異常。用戶可使用該異常機(jī)制進(jìn)行軟件仿真， 即用軟件來模擬硬件功能，比如浮點(diǎn)運(yùn)算。-0.5 分系統(tǒng)模式（SYS） ：運(yùn)行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)。 與用戶模式共用使用寄存器組，但是其使用權(quán)限要比在用戶模式下高。0.5分選擇題（每小題2 分，共 20 分）1、以下說法不正確的是（B ） 。A、任務(wù)可以

9、有類型說明B、任務(wù)可以返回一個數(shù)值C、任務(wù)可以有形參變量D、任務(wù)是一個無限循環(huán)2 下列描述不屬于RISC 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)的是（ C） 。A.流水線每周期前進(jìn)一步。B.更多通用寄存器。C.指令長度不固定，執(zhí)行需要多個周期。D.獨(dú)立的Load和Store指令完成數(shù)據(jù)在寄 存器和外部存儲器之間的傳輸。3存儲一個 32位數(shù)0x2168465到2000H 2003H 四個字節(jié)單元中，若以大端模式存儲，則 2000H 存儲單元的內(nèi)容為（D） 。A、 0x21B、 0x68 C、 0x65 D 、0x024CO-B中對關(guān)鍵代碼段由于希望在執(zhí)行的過程中不被中斷干擾，通常采用關(guān)中斷的方式，以下X86 匯編代碼正確

10、而且不會改變關(guān)中斷之前的中斷開關(guān)狀態(tài)的是（D）A.先 CLI 、執(zhí)行關(guān)鍵代碼、再STIB.先STI、執(zhí)行關(guān)鍵代碼、再 CLIC. 先 POPF、CLI、執(zhí)行關(guān)鍵代碼、再PUSHFD. 先 PUSHF、 CLI 、 執(zhí)行關(guān)鍵代碼、再 POPF。5 RS232-C 串口通信中，表示邏輯1 的電平是( D )。A、0vB、3.3v C、+5v+15vD、- 5v15v6 ARM 匯編語句“ ADD R0,R2,R3,LSL#1 ” 的作用是(A) 。A. R0 = R2 + (R3 << 1)B.R0=( R2<< 1) + R3C. R3= R0+ (R2 <<

11、 1) D. (R3 << 1)= R0+ R27 IRQ 中斷的入口地址是(C) 。 FIQ 的入口地址為 0x0000001CA、 0x00000000B、 0x00000008 C0x00000018 D、 0x000000148 S3C2420X I/O 口常用的控制器是（D） 。（ 1） 端口控制寄存器（ GPACON-GPHCON ）（ 2） 端口數(shù)據(jù)寄存器（ GPADAT-GPHDAT ）（ 3）外部中斷控制寄存器（EXTINTN ） 。（ 4）以上都是。9 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，兩個任務(wù)并發(fā)執(zhí)行，一個任務(wù)要等待其合作伙伴發(fā)來信息，或建立某個條件后再向前執(zhí)行，這種制約性合作

12、關(guān)系被成為( A) 。A. 同步B. 互斥C. 調(diào)度D.執(zhí)行10 和 PC 系統(tǒng)機(jī)相比嵌入式系統(tǒng)不具備以下哪個特點(diǎn)(C) 。A、系統(tǒng)內(nèi)核小 B、專用性強(qiáng) C、可執(zhí)行 多任務(wù)D、系統(tǒng)精簡四.編程：以實(shí)驗(yàn)平臺 PXA270為設(shè)計(jì)環(huán)境，試寫出一段代碼，能控制八段數(shù)碼管以遞增方式點(diǎn)亮顯示(15 分 )#include <stdio.h>#include "register_variant.h"#define LED_CS2(*(volatileunsignedshort int *)(0x10300000) /LED1 and LED2#define LED_CS3(*

13、(volatileunsignedshort int *)(0x10400000) /LED3 and LED4 void Delay(unsigned int x)unsigned int i, j, k;for (i =0; i <=x; i+)for (j = 0; j <0xff; j+)for (k = 0; k <0xff; k+); void dummyOs(void)LED_CS2 = 0x2479;/1 2LED_CS3 = 0x1930;/3 4while(1)Delay(300);LED_CS2 = 0x3024;/23LED_CS3 = 0x1219;

14、/45Delay(300);LED_CS2 = 0x1930;/34LED_CS3 = 0x0212;/56Delay(300);LED_CS2 = 0x1219;/45LED_CS3 = 0x7802;/67Delay(300);LED_CS2 = 0x0212;/56LED_CS3 = 0x0078;/78Delay(300);LED_CS2 = 0x7802;/67LED_CS3 = 0x1000;/89Delay(300);LED_CS2 = 0x0078;/78LED_CS3 = 0x8f10;/90Delay(300);LED_CS2 = 0x1000;/89LED_CS3 = 0

15、x8f8f;/0 0Delay(300);LED_CS2 = 0x8f10;/90LED_CS3 = 0x8f8f;/00Delay(300);LED_CS2 = 0x8f8f;/00LED_CS3 = 0x8f8f;/00Delay(300);LED_CS2 = 0x2479;/1 2LED_CS3 = 0x1930;/3 4五 分析計(jì)算 閱讀以下S3c2410FB分用戶手冊.求：當(dāng)PCLK 或UCLK 為40 MHz時(shí)，串口。的波 特率為2 4 0 0 bps ,串口 1的波特率為1 1 5 2 0 0 bps,相應(yīng)的控制寄存器如何設(shè)置.(15 分)UART BAUD RATE DIVIS

16、OR REGISTERThere are three UART baud rate divisorregisters (寄存器)including UBRDIV0, UBRDIV1 and UBRDIV2 in the UART block(模塊). The value stored in the baud rate divisor register (UBRDIVn), is used to determine the serial Tx/Rx clock rate(baud rate) as follows:UBRDIVn = (int)(PCLK / (bps x 16) )1orUBRDIVn = (int)(UCLK / (bps x 16) )TWhere, the divisor should be from 1 to (216-1) and UCLK should be smaller than PCLK.RegisterAddressR/DescriptioReseWnt Valu eUBRDIV00x50000028R/WBaud rate divisor register 0UBRDIV10x50004028R/WBaud rate divisor register 1UBRDIV20x50008028R/WB