内容发布更新时间 : 2024/11/16 6:24:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

ARM及嵌入式系统设计

题目类型：填空，选择，判断，简答，综合。 简答及综合题出题类型如下：

第一类：根据操作要求，写ARM指令。

第二类：给定指令，判断指令执行后的结果。

第三类：给定流程图，补充ARM汇编代码，完成功能。 第四类：解释某条指令的功能。 第五类：简答题及论述题。

1、 Boot Loader在嵌入式系统中主要起什么作用？完成哪些主要的工作？

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止确的环境。（对于嵌入式系统来说,有的使用操作系统, 也冇的不使用操作系统，但在系统启动时都必须运行BootLoader,为系统运 行准备好软硕件环境。）

2、 ARM核中什么寄存器用于存储PC? R13通常用来存储什么？ R14通常用来存 储什么？

答：R15为程序计数器PC R13作为堆栈指针SP R14链接寄存器LR

3、 简述嵌入式系统的概念、组成及特点。

答：概念：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软碾件 可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成木、体积、功耗有严格要求的 专用计算机系统。 组成：它一般由恢入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户 的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功 能。 特点：

? 专门用于特定任务 ? 技术融合 ? 冇实时约束 ? 有功耗约束

? 软件没有系统和应用的区别，软件固化 ? 系统内核小 ? 软硬件可裁剪 ? 高可靠性

? 资源比PC少得多

? 嵌入式系统需要专用的开发工具 ? 非垄断市场

4、 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Z间取得平衡，在需耍较低的存储代码时采用Thumb 指令系统用

Thumb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，可以带來低功耗，小体积,低成木

5、 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）普通屮断模式（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）o

6、 寄存器R13, R14, R15的专用功能各是什么？

答：R13：堆栈指针，用于保存堆栈的出入口处地址、保存待使用寄存器的内容

R14：连接寄存器，当使用BL指令调用子程序时，返回地址将口动存入14中；当发生 异常时，将R14对应的异常模式版木设置为异常返回地址；其他时候作为通用寄存器。 RI5：程序寄存器，总是指向正在“取指”的指令

7、寄存器CPSR, SPSR的功能各是什么？

答:RISC是梢简指令集计算机的缩写。CISC是复杂指令集计算机的缩写

8、 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）异常 （未定义模式）；3）软件屮断（SWI）异常（管理模式）；4）指令预取小止（Prefech

Abort）异常（屮止模式）；5）数据访问中止（DataAbort）（中止模式）；6）快速中断

请求（HQ） （F1Q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）-> 数据异常中也->HQ -> IRQ->预取 指异常中止->SWI-->*定义指 令（包括缺协处理器）。

9、什么是小端和大端存储器组织？

答：大端模式：数据的高字节存储在低地址屮，低字节存储在高地址屮。 小端模式：数据的低字节存储在低地址中，高字节存储在高地址中

10、 ARM7TDMI中的T、D、S、I分别表示什么含义?

答：T■支持高密度16位的Thumb指令集

D?支持片上调试 S■支持64位乘法

I-支持EmbededICE观察硬件

11、 ARM7TDMI处理器采用什么样的体系结构，其可寻址地址空间多大？

答：ARM处理器使用冯.诺依曼结构；使用单个平面的232个8位字节地址 空间。地址空间可以看作是包含230个32位字，或231个16位半字

12、 ARM7TDMI处理器采用几级流水线处理，使用何种存储器编址方式？

答：三级流水线

ARM处理器将存储器看做是一个从0开始的线性递增的字节集合。

13、ARM处理器模式和ARM处理器状态有什么区别？

答：ARM处理器模式指用户模式、快屮断模式、中断模式、管理模式、屮 止模式、

未定义模式和系统模式。ARM处理器状态指ARM状态和

Thumb状态

ARM两种处理器状态下均有上述7种模式。 14、 ARM7TDMI内部寄存器特点？

答：分别为31个通用32位寄存器和6个状态寄存器。它们不能在同一使劲 同时被访问，对其的访问取决于处理器状态和处理器模式

15、 ARM7TDMI有几种寻址方式？

答：寄存器寻址、立即寻址、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、相对寻址。

16、 请说明MOV指令与LDR加载指令的区别和用途？

答：LDR的操作数既可以来源于寄存器也可以来源于存储器，MOV的操作 数能来源于寄存器。LDR指令从内存屮读取数据放入寄存器，用于对内存 变量和数据的访问、查表、程序的跳转、外围部件的控制操作等；MOV指令 将8位立即数或寄存器传送到目标寄存器（Rd）,可用于移位运算等操作。

17、 为什么要进行存储器重映射？

答：存储器重映射是为了实现引导块和异常向量表地址的固定。 重映射 引导块，有利于用户调用其中的某些程序，增加代码的可移植性； 异常 向量表重映射为了能让ARM内核通过访问0x0000?0x003F地址访问到其 他存储区域的向量表。

18、 FIQ、IRQ有什么不同？向量IRQ和非向量IRQ有什么不同？

答：FIQ是快速中断，具有最高优先级，中断处理转入FIQ模式；IRQ是普 通中断，优先级低于FIQ,中断处理转入IRQ模式。 向量IRQ支持16 个向量IRQ小断，16个优先级，能为每个屮断源设置服务程序地址；非向 量IRQ支持一个非向量IRQ中断，所有中断都共用一个相同的服务程序入 口地址。

19、 ARM7TDMI支持哪几种指令集，各有什么特点？

答：支持ARM指令集和Thumb指令集两种。ARM指令集：指令32位, 效率高，代码密度低，所有ARM指令都是可以有条件执行的。Thumb 指令集：指令

16位，代码密度较高，Thumb指令仅有-?条指令具备条件执 行功能。保持ARM的大多数性能上的优势，是ARM指令集的了集。

20、 ARM7TDMI有几种处理器模式，简单介绍该几种模式的工作特点？

答：ARM7TDMI有7种处理器模式。

用户模式：正常程序运行的工作模式，不能直接从用户模式切换到其它模式 系统模式：用于支持操作系统的特权任务等，可以直接切换到其它模式 快小断模式：用于快速中断处理，支持高速数据传输及通道处理，只有在 FIQ异常响应时，才进入此模式。

中断模式：用于通用中断处理，只有在IRQ异常响应时，才进入此模式。 管理模式：供操作系统使用的一种保护模式，只有在系统复位和软件中断响 应时，才进入此模式。