嵌入式系统考试

《嵌入式系统》考试试卷

班级                    姓名                 学号            

1、 　　完全把系统软件和硬件部分隔离开来，从而大大提高了系统的可移植性。

A. 图形用户接口    B. 驱动映射层  C. 硬件交互层    D. 硬件抽象层

2、实时操作系统（RTOS）内核与应用程序之间的接口称为 　　 。

A. 输入/输出接口  B. 文件系统    C. API           D. 图形用户接口 

3、为了提高嵌入式软件的可移植性，应注意提高它的  　　。

A. 易用性     B. 简洁性      C. 可靠性          D. 设备无关性  

4、在ARM处理器中，　　寄存器包括全局的中断禁止位，控制中断禁止位就可以打开或者关闭中断。

A. CPSR           B. SP       C. PC           D. LR

5、下面  　　 特性不符合嵌入式操作系统特点。

A. 实时性          B. 不可定制        C. 微型化          D. 易移植

6、在嵌入式系统的存储结构中，存取速度最快的是　　。

A. 内存           B. 寄存器组    C. Flash        D. Cache

7、处理机主要由处理器、存储器和总线组成，总线包括　　。

A. 数据总线、串行总线、逻辑总线、物理总线

B. 并行总线、地址总线、逻辑总线、物理总线

C. 并行总线、串行总线、全双工总线

D. 数据总线、地址总线、控制总线

8、若每一条指令都可以分解为取指、分析和执行三步。已知取指时间t取指＝4△t，分析时间t分析＝3△t，执行时间t执行＝5△t。如果按串行方式执行完100条指令需要　　△t。

A. 1190            B. 1195           C. 1200　　 D. 1205

9、如上题，如果按照三级流水线方式执行，执行完100条指令需要＿＿＿△t。

A. 504             B. 507           C. 508           D. 510 

10、通常所说的32位微处理器是指　　

A.地址总线的宽度为32位　　B.　处理的数据长度只能是32位

C.　CPU字长为32位　　　　D.　通用寄存器数目为32个

11、在CPU和物理内存之间进行地址转换时，　　将地址从虚拟地址空间映射到物理地址空间

A.　TCB　　　B.　MMU　　C.　CACHE　　　D.　DMA

12 以下叙述中，不符合RISC指令系统特点的是＿＿＿

A　指令长度固定，指令种类小

B　寻址方式种类丰富，指令功能尽是增强

C  设置大量通用寄存器，访问存储器指令简单

D　选择使用频率较高的一些简单指令

13、嵌入式系统应用软件一般在宿主机上开发，在目标机上运行，因此需要一个 　　 环境。

A. 交互操作系统   B. 交叉编译    C. 交互平台     D. 分布式计算

14、在ARM下列指令中错误的是＿＿

A　MOV　R1，＃128　　　　　 B　MOV　R1，0x3fc

C　LDR　R1，=0x1128　　　　　D　LDR　R1，0x3f

15、在指令系统的各种寻址方式中，获取操作数最快的方式是＿＿＿。

A. 直接寻址            B. 立即寻址       C. 寄存器寻址        D. 间接寻址

二、分析题（共15分）

1、已知地址0x80018，0x80014，0x80010中分别存放数据0x01，0x02，0x03其中r0=0x00080010, r1=0x00000000, r2=0x00000000, r3=0x00000000

执行指令 LDMIA  r0, {r1-r3}后，写出r0,r1,r2,r3的值？（5分）

LDMIA  r0, {r1-r3}，就是将R1<-[R0]  R1中的值为0x03

R2<-[R0+4] R2中的值为0x02

R3<-[R0+8] R3中的值为0x01

                         R0中的值为0x03

                         R0为0x10

2．将如下的程序代码中的斜体加粗部分用汇编语言代替，实现混合编程(5分)

    *((U8*) 0x10000006) = 0x00;    

for(i=0;i<0x10;i++)        

    {

__asm__("ldr r5,=0x10000006");

 __asm__("ldr r8,=0x00 ");

   __asm__("strb r8,[r5]");

   Delay (100000); 

}         

 *((U8*) 0x10000004) = seg7table[i];   

__asm__("ldr r6,=seg7table"); 

for(i=0;i<0x10;i++)        

    {

__asm__("ldr r5,=0x10000004");

 __asm__("ldr r8,[r6],#0x01");

   __asm__("strb r8,[r5]");

   Delay (100000);          

   }

3、取你学号的后两位数，以二进制格式写入如图的第二行中，完成任务就绪表，问：你的学号=33，OSRdyTbl[1]=100001b(二进制数)，OSRdyGrp=94(十进制数) ，并计算出当前最高优先级的值8（5分）

三、编程题：（20分）

针对JXARM9－2410实验箱，在我们所做的外部中断实验中，假设，编译后，文件2410init.s中标号IsrIRQ内存地址为0x300006，外部中断3的中断服务函数eint3_isr的首地址为0x30000888，且定义.EQU  _ISR_STARTADDRESS, 0x33fffe84,(是你学号的后两位乘以4后的十六进制数)，其余代码不变，分析2410init.s代码回答下列问题：

HandleIRQ=0x33fffe84+0x18=0x33fffe9c  [HandleIRQ]= 0x300006外部中断3的中断向量地址=0x33fffe84+0x2c=0x33fffeb0外部中断3的中断向量地址中的内容=0x30000888

四、问答题（35分）

1、在嵌入式系统中，Bootloader有何功能，启动代码功能是什么？

两者有何关系？在我们所做的带有中断功能的实验中，能否把启动代码去掉，为什么（10分）

答：功能

硬件初始化

引导操作系统

下载程序

烧写flash

启动代码主要是设置入口指针、中断向量、初始化存储系统、REMAP部分、初始化堆栈以及必要的I/O和C语言所需的存储器空间、呼叫C程序。

启动代码  功能

硬件初始化

引导C代码

启动代码相当于bootloader的第一个阶段。

不能删除启动代码，因为启动代码中实现设置中断向量的功能，中断向量表设置在从0x00开始连续8*4字节的空间。

2、ARM的寄存器组织是怎样的？并说明R13、R14、PC（R15）有何特殊作用（15分）

ARM微处理器共有37个32位寄存器，其中31个通用寄存器，6个为状态寄存器。但是这些寄存器不能同时被访问，具体哪些寄存器是可编程访问的，取决于微处理器的工作状态及具体的运行模式。但在任何时候，通用寄存器R0~R14、程序计数器PC、一个或两个状态寄存器都是可访问的。

ARM的通用寄存器包括R0~R15,可以分为3类：未分组寄存器R0~R7、分组寄存器R8~R14、程序寄存器PC(R15)。程序状态寄存器包含一个当前程序状态寄存器（CPSR）和5个备份的程序状态寄存器（SPSR）。CPSR可在任何运行模式下被访问，它包括条件码标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志位，以及其他一些的控制和状态位，备份的程序状态寄存器用来进行异常处理。

寄存器R13在ARM指令中常用作堆栈指针，用户也可以使用其他的寄存器作为堆栈指针。而在Thumb指令中，某些指令强制性要求使用R13作为堆栈指针。

R14也称作子程序链接寄存器或连接寄存器LR。当执行BL子程序调用指令时，从R14中得到R15（程序计数器PC）的备份。

程序计数器PC（R15）在ARM状态下，R15[1:0]为0，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；虽然可以用作通用寄存器，但是有一些指令在使用R15时有一些特殊。

3、什么是嵌入式系统？嵌入式系统的特点是什么？在嵌入式系统中会不会出现象微软和英特尔那样的行业巨头，谈谈你的观点（10分）

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适用于对系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、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。 

广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。如各类单片机和DSP系统。这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。

从狭义上讲，更加强调那些使用嵌入式微处理器构成系统，具有自己操作系统，具有特定功能，用于特定场合的嵌入式系统。

特点是：

（1）系统内核小

由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。

（２）专用性强

嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。不同的任务，往往需要对系统进行较大更改。

（3）高实时性的操作系统

这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固态存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性、实时性。 

（4）嵌入式系统需要开发工具和环境

其本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。

应该不会出现象微软和英特尔那样的行业巨头，因为嵌入式系统的特点有一条为专业性强，软件系统和硬件系统的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化的增减不断进行修改。同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大的更改。