arm嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課后題答案與習(xí)題

1、課后題答案:第一章1.寫出下列英文縮寫的英文原文及中文含義。RAM隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器ROM只讀存儲(chǔ)器PROM可編程只讀存儲(chǔ)器EPROM可插除可編程只讀存儲(chǔ)器CANCAN總線RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)SOPC片上可編程系統(tǒng)ICE硬件調(diào)試器FI快速終端請(qǐng)求EEPROM電可插除可編程只讀存儲(chǔ)器API應(yīng)用程序接DMA直接內(nèi)存存取RISC精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)SPI串行萬維指令MMU存儲(chǔ)管理單元UART異步接受發(fā)送裝置ARM先進(jìn)RISC存儲(chǔ)器S

2、WI軟件終端指令2、什么是嵌入式系統(tǒng)？P3嵌入式系統(tǒng)是用于檢測(cè)、控制、輔助、操作機(jī)械設(shè)備的裝置。以應(yīng)用為中心，一計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積和功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。3、是比較嵌入式系統(tǒng)與通用PC的區(qū)別。P3（1）嵌入式系統(tǒng)是專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而PC是通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。（2）技術(shù)要求不同，通用PC追求高速、海量的數(shù)據(jù)運(yùn)算；嵌入式要求對(duì)象體系的智能化控制。（3）發(fā)展方向不同，PC追求總線速

3、度的不斷提升，存儲(chǔ)容量不斷擴(kuò)大；嵌入式追求特定對(duì)象系統(tǒng)的智能性，嵌入式，專用性。4、嵌入式體統(tǒng)有哪些部分組成？簡(jiǎn)單說明各部分的功能與作用（1）硬件層是整個(gè)核心控制模塊（由嵌入式微處理器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、通信模塊、人機(jī)接口、其他IO接口以及電源組成），嵌入式系統(tǒng)的硬件層以嵌入式微處理器為核心，在嵌入式微處理器基礎(chǔ)上增加電源電路、時(shí)鐘電路、和存儲(chǔ)器電路（RAM和ROM等），這就構(gòu)成了一個(gè)嵌入式核心控制模塊，操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序都可以固化在ROM中。

4、（2）中間層把系統(tǒng)軟件與底層硬件部分隔離，使得系統(tǒng)的底層設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與硬件無關(guān)。一般包括硬件抽象層（HardwareAbstractLayer，HAL）和板級(jí)支持包（BoardSupptPackage，BSP）。（3）軟件層由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RealTimeOperatingSystem，RTOS）、文件系統(tǒng)、圖形用戶接口（GraphicalUserInterfaces，GUI）、網(wǎng)絡(luò)組件組成。（4）功能層是面向被控對(duì)象和用戶的，當(dāng)需要用

5、戶操作是往往需要提供一個(gè)友好的人機(jī)界面。5、什么是可編程片上系統(tǒng)？在技術(shù)上它有哪些特點(diǎn)？用可編程邏輯技術(shù)把整個(gè)系統(tǒng)放到一塊硅片上，稱作可編程片上系統(tǒng)SOPC，特點(diǎn)如下：實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)功能的VLSI；采用超深亞微米工藝技術(shù)；使用一個(gè)以上的嵌入式處理器DSP外部可對(duì)芯片進(jìn)行編程；主要采用第三方IP進(jìn)行設(shè)計(jì)；足夠的片上可編程邏輯資源；具有處理器調(diào)試接口和FPGA編程接口；可能包含部分可編程模擬電路；單芯片，低功耗，微封裝；微處理器dsp以ip核

6、的形式方便的嵌入在FPGA中。6、什么是嵌入式外圍設(shè)備？簡(jiǎn)要說明嵌入式外圍設(shè)備是如何分類的。嵌入式外圍設(shè)備，是指在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)硬件構(gòu)成中，除了核心控制部件嵌入式微處理器DSP以外的各種存儲(chǔ)器，輸入輸出接口、人機(jī)接口的顯示器鍵盤、串行通信接口等。根據(jù)外圍設(shè)備的功能可分為以下五類：存儲(chǔ)器類型；通信接口；輸入輸出設(shè)備；設(shè)備擴(kuò)展接口；電源及輔助設(shè)備。7、.簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)軟件的組成和功能？組成：應(yīng)用層，OS層，BSP層11、什么是軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)

7、？他最大的特點(diǎn)是什么？嵌入式系統(tǒng)開發(fā)為什么可以采用這種方法進(jìn)行。嵌入式是系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)使用一組物理硬件和軟件來完成所需功能的過程。系統(tǒng)是指任何由硬件，軟件或者兩者的結(jié)合來構(gòu)成的功能設(shè)備。由于嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)專用系統(tǒng)，所以在嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)是緊密結(jié)合的、相互協(xié)調(diào)的；特點(diǎn)是：在設(shè)計(jì)時(shí)從系統(tǒng)功能的是先考慮，把實(shí)現(xiàn)時(shí)的軟硬件同時(shí)考慮進(jìn)去，硬件設(shè)計(jì)包括芯片級(jí)“功能定制”設(shè)計(jì)。這樣既可最大限度的利用有效資源，縮短開發(fā)周期，又能

8、取得更好的設(shè)計(jì)效果。第二章1、CISC與RISC分別指什么？說明他們各自有什么特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)如何？復(fù)雜指令集CPU內(nèi)部為將較復(fù)雜的指令譯碼，也就是指令較長(zhǎng)，分成幾個(gè)微指令去執(zhí)行，正是如此開發(fā)程序比較容易（指令多的緣故），但是由于指令復(fù)雜，執(zhí)行工作效率較差，處理數(shù)據(jù)速度較慢，PC中Pentium的結(jié)構(gòu)都為CISCCPU。RISC是精簡(jiǎn)指令集CPU，指令位數(shù)較短，內(nèi)部還有快速處理指令的電路，使得指令的譯碼與數(shù)據(jù)的處理較快，所以執(zhí)行

9、效率比CISC高，不過，必須經(jīng)過編譯程序的處理，才能發(fā)揮它的效率，我所知道的IBM的PowerPC為RISCCPU的結(jié)構(gòu)，CISCO的CPU也是RISC的結(jié)構(gòu)。RISC與CISC的主要特征對(duì)比比較內(nèi)容CISCRISC指令系統(tǒng)復(fù)雜，龐大簡(jiǎn)單，精簡(jiǎn)指令數(shù)目一般大于200一般小于100指令格式一般大于4一般小于4尋址方式一般大于4一般小于4（1）寄存器尋址：指令地址碼給出寄存器的編號(hào)，寄存器中的內(nèi)容作為操作數(shù)。（2）立即尋址、指令操作碼后的地

10、址碼是立即數(shù)，即操作數(shù)本身。（3）寄存器移位尋址、是ARM指令集特有的尋址方式。（4）寄存器間接尋址、指令地址碼給出寄存器的編號(hào)，寄存器為地址指針，存放操作數(shù)的有效地址。（5）基址尋址、基址尋址是講基址寄存器的內(nèi)容與指令中給出的維系量相加，形成操作數(shù)有效地址。（6）多寄存器尋址一次可以傳送多個(gè)寄存器的值（7）堆棧尋址按照特定順序進(jìn)行存取的存取區(qū)。(8)塊拷貝尋址（9）相對(duì)尋址第四章3、試比較ARM指令集與Thumb指令集的異同，并給出各

11、自的特點(diǎn)。ARM指令是32位的，Thumb指令是16位的Thumb指令能完成ARM指令大部分的功能，使用Thumb指令可以節(jié)約存儲(chǔ)空間，提高效率ARM指令與處理器32位的處理能力相適應(yīng)，能發(fā)揮ARM處理器全部的功能。第五章1、什么是偽操作，宏指令，偽指令？它們與指令有什么不同？各自有什么特點(diǎn)？匯編語言程序語句除指令以外還可以由偽操作和宏指令組成.偽操作又稱偽指令它不像機(jī)器指令那樣是在程序運(yùn)行期間由計(jì)算機(jī)來執(zhí)行的它是在匯編程序?qū)υ闯绦騾R編

12、期間由匯編程序處理的操作它們可以完成如數(shù)據(jù)定義、分配存儲(chǔ)區(qū)、指示程序結(jié)束等功能3、LTG偽操作的作用是什么？？LTG用于聲明一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖池，（也稱為文字池）的開始。在使用偽指令LDR時(shí)，常常需要在適當(dāng)?shù)牡胤郊尤隠TG聲明數(shù)據(jù)緩沖池，LDR加載的數(shù)據(jù)暫時(shí)放于數(shù)據(jù)緩沖池。當(dāng)程序中使用LDR之類的指令時(shí)，數(shù)據(jù)緩沖池的使用可能越界。為防止越界發(fā)生，可使用LTONG偽操作定義數(shù)據(jù)緩沖池。通常大的代碼段可以使用多個(gè)數(shù)據(jù)緩沖池。ARM匯編編譯器一般把

13、數(shù)據(jù)緩沖池放在代碼段的最后面，即下一代碼段開始之前，或者END偽操作之前。LTG偽操作通常放在無條件跳轉(zhuǎn)指令之后，或者子程序返回指令之后，這樣處理器就不會(huì)錯(cuò)誤的將數(shù)據(jù)緩沖池中的數(shù)據(jù)當(dāng)作指令來執(zhí)行。5、ALIGN偽操作的作用是什么？其中：Num必須是2的冪，如：1、2、4、8和16等。偽指令的作用是：告訴匯編程序，本偽指令下面的內(nèi)存變量必須從下一個(gè)能被Num整除的地址開始分配。如果下一個(gè)地址正好能被Num整除，那么，該偽指令不起作用，否則

14、，匯編程序?qū)⒖粘鋈舾蓚€(gè)字節(jié)，直到下一個(gè)地址能被Num整除為止.一、填空題(請(qǐng)將答案填入題后括號(hào)中)1、一般而言，嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)架可以分為4個(gè)部分：處理器、（存儲(chǔ)器）、輸入輸出和軟件，一般軟件亦分為（系統(tǒng)軟件）和應(yīng)用軟件兩個(gè)主要部分。2、根據(jù)嵌入式系統(tǒng)使用的微處理器，可以將嵌入式系統(tǒng)分為（嵌入式微控制器），嵌入式DSP，（嵌入式微處理器）以及片上系統(tǒng)。3、操作系統(tǒng)是聯(lián)接硬件與應(yīng)用程序的系統(tǒng)程序，其基本功能有進(jìn)程管理、（進(jìn)程間通信）、（內(nèi)存

15、管理）、IO資源管理。4、從嵌入式操作系統(tǒng)特點(diǎn)可以將嵌入式操作系統(tǒng)分為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和（分時(shí)操作系統(tǒng)），其中實(shí)時(shí)系統(tǒng)亦可分為（硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)）和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)。5、內(nèi)核負(fù)責(zé)管理各個(gè)任務(wù)，或者為每個(gè)任務(wù)分配CPU時(shí)間，并且負(fù)責(zé)任務(wù)之間的（通信），內(nèi)核的基本服務(wù)是（任務(wù)切換）。6、嵌入式開發(fā)一般采用（宿主機(jī)目標(biāo)機(jī)）方式，其中宿主機(jī)一般是指（pc機(jī)臺(tái)式機(jī)）。7、哈佛體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)空間和地址空間（分開），ARM920T采用（哈弗體系）的內(nèi)核架構(gòu)。8.ARM

16、7TDMI采用（3）級(jí)流水線結(jié)構(gòu)，ARM920TDMI采用（5）級(jí)流水線。9.按操作系統(tǒng)的分類可知，Dos操作系統(tǒng)屬于順序執(zhí)行操作系統(tǒng)，Unix操作系統(tǒng)屬于（分時(shí)）操作系統(tǒng)，VxWks屬于（實(shí)時(shí)嵌入式）操作系統(tǒng)。10、ARM7TDMI中，T表示支持16位Thumb指令集，D表示（支持在片可調(diào)試），M表示內(nèi)嵌乘法器Multiplier，I表示（嵌入式ICE），支持在線斷點(diǎn)和調(diào)試。1嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并_軟硬件可

17、剪裁__、對(duì)其功能和____可靠性_____、___體積_____、__功耗___等有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。3為了提高_(dá)_運(yùn)行速度和穩(wěn)定可靠性__嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在__CPU或只讀存儲(chǔ)體___中，而不是存貯于__可移動(dòng)外存儲(chǔ)體___中。4由于嵌入式系統(tǒng)本身不具備___自我開發(fā)能力___，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不能對(duì)其程序功能進(jìn)行修改的，須有一套__開發(fā)和仿真調(diào)試系統(tǒng)__才能進(jìn)行交叉開發(fā)。5嵌入式系統(tǒng)的核心部件是__