嵌入式系统期末考试题

一、填空题(每空2分，共40分)  

1、ARM微处理器有   7种工作模式，它们分为两类  非模式      、   模式          。其中用户模式属于   非模式           

2、ARM支持两个指令集， ARM核因运行的指令集不同，分别有两个状态    ARM     、 Thumb      ，状态寄存器CPSR的  T   位反映了处理器运行不同指令的当前状态

3、ARM核有多个寄存器，其中大部分用于通用寄存器，有小部分作为专用寄存器，    R15  寄存器用于存储PC，R13通常用来存储    SP    

4、ARM处理器有两种总线架构，数据和指令使用同一接口的是 冯诺依曼     ，数据和指令分开使用不同接口的是    哈佛结构       

5、ARM微处理器复位后，PC的地址通常是 0x0  ，初始的工作模式是Supervisor  。        

6、ARM微处理器支持虚拟内存，它是通过系统控制协处理器 CP15    和MMU（存储管理部件）来进行虚拟内存的存储和管理。当系统发生    数据       异常和    指令领取   异常时，异常处理程序透过嵌入式操作系统的内存管理机制，通过MMU交换物理内存和虚拟内存的页面，以保证程序正常执行。

7、编译链接代码时，有两种存储代码和数据的字节顺序，一种是 小端对齐    ，另一种是   打断对齐       

8、构建嵌入式系统开发环境的工具链有多种，其中开放源码的工具链是 GNU工具链    ，ARM公司提供的工具链是 ADS工具链  

9、计算机有CISC和RISC两种类型，以ARM微处理器为核心的计算机属于       RISC、        类型，其指令长度是    定长的           。

二、指令测试题(共12分)

1、写一条 ARM 指令，完成操作r1 = r2 * 3（4分）

ADD R1,R2,R2,

LSL #1

2、初始值R1=23H，R2=0FH执行指令BIC  R0， R1，R2，LSL #1后，寄存器R0，R1的值分别是多少？（4分）

R0=21H，R1=23H    

3、说明指令STMIA    r12!, {r0-r11}的操作功能。（4分）

将R0-R11十二个寄存器中的32位数据，存储到R12地址指针为起始地址的内存中，地址的操作方式是先操作、后增加，并更新地址。  

4、写一段 ARM汇编程序：循环累加队列myarray中的所有元素，直到碰上零值元素，结果放在r4中。程序框架如下，补充代码完成上述功能。（8分）

    AREA total, CODE READONLY

    ENTRY

start

    MOV     r4, #0

    ADR     r0, myarray

；在此补充代码

loop

LDR r1, [r0], #4    

ADD    r4, r4, r1

CMP    r1, #0

BNE    loop

5、这是一个由源程序strtest.c和scopy.s组成的混合程序项目，通过调用strcopy完成字符串复制，程序代码如下。要求阅读程序，在程序中的注释符“//”后，说明该句程序的作用，并说明extern和EXPORT伪指令的在程序中的作用。（8分）

strtest.c

#include

extern void strcopy(char *d, const char *s);

int main()

{       const char *srcstr = "First string - source";

        char dststr[] = "Second string - destination";

        printf("Before copying:\\n");

        printf("  '%s'\\n  '%s'\\n",srcstr,dststr); //

        strcopy(dststr,srcstr);             //

        printf("After copying:\\n");

        printf("  '%s'\\n  '%s'\\n",srcstr,dststr);//

        return 0;

}

scopy.s

AREA    SCopy, CODE, READONLY

        EXPORT strcopy

strcopy                 

        LDRB    r2, [r1],#1     ；

        STRB    r2, [r0],#1     ；

        CMP     r2, #0          ；

        BNE     strcopy         ；

        MOV     pc,lr           ；

END

//输出源串和目标串                                         （8分）

//调用strcopy函数

//输出复制后的源串和目标串

；r1指向源串，从源串载入一个字节的字符到r2,并更新r1=r1+1

；r0指向目标串，从r2保存一个字节的字符到目标串,并更新r0=r0+1

；测试串尾标志\\0

；非零转标号strcopy

    ；返回

三、程序测试题(共24分)  

1、写一段 ARM汇编程序：循环累加队列myarray中的所有元素，直到碰上零值元素，结果放在r4中。程序框架如下，补充代码完成上述功能。（8分）

    AREA total, CODE READONLY

    ENTRY

start

    MOV     r4, #0

    ADR     r0, myarray

；在此补充代码

答：

loop

LDR r1, [r0], #4    

ADD    r4, r4, r1

CMP    r1, #0

BNE    loop

stop

    B     stop

myarray

    DCD 0x11

    DCD    0x22

    ……

DCD 0x0

    END

2、有如下程序段，画出程序流程图，并回答执行程序以后R0的值是多少。（8分）

num     EQU     2             

start

        MOV     r0, #0         

        MOV     r1, #5

        MOV     r2, #2

        BL      func       

stop

        B   stop      

func                       

        CMP     r0, #num      

        MOVHS   pc, lr        

        ADR     r3, JumpTable  

        LDR     pc, [r3,r0,LSL#2]      

JumpTable

        DCD       DoA    

        DCD      DoS   

DoA

        ADD     r0, r1, r2      

        MOV     pc, lr         

DoS

        SUB     r0, r1, r2      

        MOV     pc,lr         

        END                  

答：R0为0调用DoA，R0为1调用DoS，R0大于2直接返回，流程图略。R0=7

1、这是一个由源程序strtest.c和scopy.s组成的混合程序项目，通过调用strcopy完成字符串复制，程序代码如下。要求阅读程序，在程序中的注释符后，说明该句程序的作用，并说明extern和EXPORT伪指令的在程序中的作用。（8分）

strtest.c

#include

extern void strcopy(char *d, const char *s);

int main()

{       const char *srcstr = "First string - source";

        char dststr[] = "Second string - destination";

        printf("Before copying:\\n");

        printf("  '%s'\\n  '%s'\\n",srcstr,dststr); //输出源串和目标串

        strcopy(dststr,srcstr);             //调用strcopy函数

        printf("After copying:\\n");

        printf("  '%s'\\n  '%s'\\n",srcstr,dststr);// 输出复制后的源串和目标串

        return 0;

}

scopy.s

AREA    SCopy, CODE, READONLY

        EXPORT strcopy

strcopy                 

        LDRB    r2, [r1],#1     ； r1指向源串，从源串载入一个字节的字符到r2,并更新r1=r1+1

        STRB    r2, [r0],#1     ；r0指向目标串，从r2保存一个字节的字符到目标串,并更新r0=r0+1

        CMP     r2, #0          ；测试串尾标志\\0

        BNE     strcopy         ；非零转标号strcopy

        MOV     pc,lr           ；返回

        END

四、问答题（每题6分，共24分)

1、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举出六种较常用的。

Windows CE/Windows Mobile、VxWork、Linux、uCos、Symbian、QNX任选六

2、ARM系统中的堆栈有四种，如下图。请按图标出四种堆栈的类型。ATPCS编程规范约定使用的堆栈是哪一种？

答：FD、FA、ED、EA。ATPCS编程规范约定使用的堆栈是FD

3、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：Boot Loader是在嵌入式系统复位启动时，操作系统内核运行前，执行的一段程序。通过Boot Loader，初始化硬件设备，建立内存和I/O空间映射图，为最终加载操作系统内核调整好适当的系统软硬件环境。

4、搭建嵌入式开发环境，连接目标板，一般使用什么通信接口连接？在Windows主机上使用什么软件建立连接？在Linux主机上使用什么软件建立连接？

1、答：RS-232，以太网口、并口

在Windows主机上使用超级终端软件

在Linux主机上使用Minicom软件

5嵌入式开发环境主要包括哪些组件？

  嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括

●宿主机

●目标机（评估电路板）

●基于JTAG的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE

●运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境

●嵌入式操作系统

6  在进行基于ARM核的嵌入式系统软件开发时，调用如下函数：

int do_something(int arg1,void *arg2,char arg3,int *arg4)

这四个参数通过什么方式从调用程序传入被调函数？

   根据ATPCS编程规范，调用函数和子程序通过R0——R3四个寄存器传递参数，超过四个参数使用堆栈传递。因此arg1通过R0传入， arg2, 通过R1传入，arg3通过R2传入，arg4通过R3传入

7  目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举出六种较常用的。

Windows CE/Windows Mobile、VxWork、Linux、uCos、Symbian、QNX任选六