arm嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應用課后題答案與習題_第1頁
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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隨機存儲器DRAM動態(tài)隨機存儲器ROM只讀存儲器PROM可編程只讀存儲器EPROM可插除可編程只讀存儲器CANCAN總線RTOS實時操作系統(tǒng)SOPC片上可編程系統(tǒng)ICE硬件調(diào)試器FI快速終端請求EEPROM電可插除可編程只讀存儲器API應用程序接DMA直接內(nèi)存存取RISC精簡指令集計算機SPI串行萬維指令MMU存儲管理單元UART異步接受發(fā)送裝置ARM先進RISC存儲器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、控制、輔助、操作機械設備的裝置。以應用為中心,一計算機技術為基礎,軟硬件可裁剪,適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗等嚴格要求的專用計算機系統(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)是專用的計算機系統(tǒng),而PC是通用的計算機系統(tǒng)。(2)技術要求不同,通用PC追求高速、海量的數(shù)據(jù)運算;嵌入式要求對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,存儲容量不斷擴大;嵌入式追求特定對象系統(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?簡單說明各部分的功能與作用(1)硬件層是整個核心控制模塊(由嵌入式微處理器、存儲系統(tǒng)、通信模塊、人機接口、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上增加電源電路、時鐘電路、和存儲器電路(RAM和ROM等),這就構成了一個嵌入式核心控制模塊,操作系統(tǒng)和應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)的底層設備驅(qū)動程序與硬件無關。一般包括硬件抽象層(HardwareAbstractLayer,HAL)和板級支持包(BoardSupptPackage,BSP)。(3)軟件層由實時操作系統(tǒng)(RealTimeOperatingSystem,RTOS)、文件系統(tǒng)、圖形用戶接口(GraphicalUserInterfaces,GUI)、網(wǎng)絡組件組成。(4)功能層是面向被控對象和用戶的,當需要用

5、戶操作是往往需要提供一個友好的人機界面。5、什么是可編程片上系統(tǒng)?在技術上它有哪些特點?用可編程邏輯技術把整個系統(tǒng)放到一塊硅片上,稱作可編程片上系統(tǒng)SOPC,特點如下:實現(xiàn)復雜系統(tǒng)功能的VLSI;采用超深亞微米工藝技術;使用一個以上的嵌入式處理器DSP外部可對芯片進行編程;主要采用第三方IP進行設計;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備?簡要說明嵌入式外圍設備是如何分類的。嵌入式外圍設備,是指在一個嵌入式系統(tǒng)硬件構成中,除了核心控制部件嵌入式微處理器DSP以外的各種存儲器,輸入輸出接口、人機接口的顯示器鍵盤、串行通信接口等。根據(jù)外圍設備的功能可分為以下五類:存儲器類型;通信接口;輸入輸出設備;設備擴展接口;電源及輔助設備。7、.簡述嵌入式系統(tǒng)軟件的組成和功能?組成:應用層,OS層,BSP層11、什么是軟硬件協(xié)同設計

7、?他最大的特點是什么?嵌入式系統(tǒng)開發(fā)為什么可以采用這種方法進行。嵌入式是系統(tǒng)設計時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)合來構成的功能設備。由于嵌入式系統(tǒng)是一個專用系統(tǒng),所以在嵌入式產(chǎn)品的設計過程中,軟件設計和硬件設計是緊密結(jié)合的、相互協(xié)調(diào)的;特點是:在設計時從系統(tǒng)功能的是先考慮,把實現(xiàn)時的軟硬件同時考慮進去,硬件設計包括芯片級“功能定制”設計。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、取得更好的設計效果。第二章1、CISC與RISC分別指什么?說明他們各自有什么特點,應用領域和發(fā)展趨勢如何?復雜指令集CPU內(nèi)部為將較復雜的指令譯碼,也就是指令較長,分成幾個微指令去執(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)構都為CISCCPU。RISC是精簡指令集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,CISCO的CPU也是RISC的結(jié)構。RISC與CISC的主要特征對比比較內(nèi)容CISCRISC指令系統(tǒng)復雜,龐大簡單,精簡指令數(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,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,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寄存器的值(7)堆棧尋址按照特定順序進行存取的存取區(qū)。(8)塊拷貝尋址(9)相對尋址第四章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。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)約存儲空間,提高效率ARM指令與處理器32位的處理能力相適應,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?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器指令那樣是在程序運行期間由計算機來執(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用于聲明一個數(shù)據(jù)緩沖池,(也稱為文字池)的開始。在使用偽指令LDR時,常常需要在適當?shù)牡胤郊尤隠TG聲明數(shù)據(jù)緩沖池,LDR加載的數(shù)據(jù)暫時放于數(shù)據(jù)緩沖池。當程序中使用LDR之類的指令時,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,這樣處理器就不會錯誤的將數(shù)據(jù)緩沖池中的數(shù)據(jù)當作指令來執(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能被Num整除的地址開始分配。如果下一個地址正好能被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€字節(jié),直到下一個地址能被Num整除為止.一、填空題(請將答案填入題后括號中)1、一般而言,嵌入式系統(tǒng)的構架可以分為4個部分:處理器、(存儲器)、輸入輸出和軟件,一般軟件亦分為(系統(tǒng)軟件)和應用軟件兩個主要部分。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)接硬件與應用程序的系統(tǒng)程序,其基本功能有進程管理、(進程間通信)、(內(nèi)存

15、管理)、IO資源管理。4、從嵌入式操作系統(tǒng)特點可以將嵌入式操作系統(tǒng)分為實時操作系統(tǒng)和(分時操作系統(tǒng)),其中實時系統(tǒng)亦可分為(硬實時系統(tǒng))和軟實時系統(tǒng)。5、內(nèi)核負責管理各個任務,或者為每個任務分配CPU時間,并且負責任務之間的(通信),內(nèi)核的基本服務是(任務切換)。6、嵌入式開發(fā)一般采用(宿主機目標機)方式,其中宿主機一般是指(pc機臺式機)。7、哈佛體系結(jié)構數(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。8.ARM

16、7TDMI采用(3)級流水線結(jié)構,ARM920TDMI采用(5)級流水線。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)操作系統(tǒng),VxWks屬于(實時嵌入式)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),支持在線斷點和調(diào)試。1嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心,以計算機技術為基礎,并_軟硬件可

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

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