第一章嵌入式系统概论一.填空1. 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的、以计算机技术为基础的计算机系统。
2. 计算机系统按应用可以分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统。
3. 嵌入式系统按软件结构可分为嵌入式单线程系统和嵌入式事件驱动系统。
4. 嵌入式系统按是否具有实时性能可分为嵌入式非实时系统和嵌入式实时系统。
5. 嵌入式实时系统除具有嵌入式系统的基本特征外，还具实时性和可靠性的重要特点。
6. 嵌入式系统的硬件架构是以嵌入式处理器为中心，由存储器，I/O设备，通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。
7. 嵌入式系统的软件通常固态化存储在ROM、FLASH或NVRAM中。
8. 嵌入式系统的开发由于受到系统资源开销的限制，通常采用交叉开发环境。
9. 嵌入式系统开发采用的交叉开发环境是由宿主机和目标机组成的。
10. 嵌入式系统的设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。
二.选择1. 以下哪一项不属于嵌入式操作系统（C）A．VxWorks B. WinCE C. BSD D. uClinux2. 以下关于嵌入式系统说确的是（A）A．以开发为中心 B 对实时，成本，功耗要求严格C．软硬件协同 D 软件可剪裁3. 以下关于嵌入式系统说确的是（A）A．嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统B．对高性能要求严格C．软硬件缺乏协同D．不要时性4. 对响应时间有严格要求的嵌入式系统是（A）A.嵌入式实时系统B.嵌入式多线程系统C.嵌入式多核系统D.嵌入式轮转询问系统5. 以下哪一项属于嵌入式系统不具备的特点（B）A.采用专用处理器B. 跨平台可移植C.软硬件协同一体化D.小型化与有限资源6. 嵌入式系统硬件的核心是（B）A.存储器B.嵌入式微处理器C.嵌入式微控制器D.BSP7. 嵌入式系统的软件部分不包括(A)A．DSP B.嵌入式操作系统 C.设备驱动程序D.应用程序8. 对性能要求高的嵌入式系统是（C）A.嵌入式实时系统B.嵌入式多线程系统C.嵌入式多核系统D.嵌入式轮转询问系统9. 嵌入式应用软件的开发阶段不包括（D）A．交叉编译和 B.开发环境的建立C．联机调试 D.应用程序模块加载10. 为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都保存在（A）A．存储器芯片 B.磁盘 C.cache D.CDROM五.简答题1. 给出嵌入式系统的一般定义和基本特征。
定义：嵌入式系统（Embedded System）是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
基本特征：(1)专用性: 采用专用的嵌入式处理器，功能算法的专用性；(2)小型化与有限资源: 资源约束和空间约束与专用性；(3)系统软硬件设计的协同一体化：硬件与软件的协同设计和应用软件与操作系统的一体化设计开发。
2. 嵌入式实时系统相对其它嵌入式系统具有哪些不同的特点？任意列举两种为实现嵌入式实时系统所采用的措施。
嵌入式实时系统除具有嵌入式系统的基本特征外，还具有实时性和可靠性的重要特点。
为实现以上实时性能的要求，嵌入式系统一般采用如下方式：(1)采用高速硬件。
如高速处理器、高速A/D、D/A等；(2)利用嵌入式处理器提供的中断功能；(3)需要嵌入式实时操作系统（RTOS）的支持；(4)应用程序代码量小、执行速度快。
3. 请列举两种嵌入式系统开发的方法。
目前，嵌入式系统的开发有模拟开发调试、嵌入式在线仿真和远程调试等几种方法。
4. 请简述嵌入式系统的特点。
1、面向特定应用的特点。
2、嵌入式系统的硬件和软件都必须进行高效地设计。
3、嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。
4、为了提高执行素的和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片中或单片机本身，而不是存储于磁盘中。
5、嵌入式开发的软件代码尤其要求高质量，高可靠性。
6、嵌入式系统本身不具备二次开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行再次开发。
5. 请列举ARM处理器支持的运行模式。
1、用户模式2、快速中断模式3、外部中断模式4、管理模式5、数据访问终止模式6、系统模式第二章. 嵌入式处理器基础一.填空1. ARM嵌入式系统主要由嵌入式处理器，相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成。
2. ARM 微处理器的特点包括:低功耗，低成本和高性能。
3. ARM 处理器共有37个寄存器,包括31个通用寄存器和6个状态寄存器。
4. ARM微处理器支持两种指令集：ARM指令集和Thumb指令集。
5. ARM体系结构采用的特征有：Load/Store 体系结构，固定的32位指令，3地址指令格式。
6. ARM体系结构可用两种方法存储字数据，具体为大端模式和小端模式。
7. ARM微处理器中，Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集。
8. ARM微处理器的工作模式中，系统模式并不是通过异常进入的，它和用户模式具有完全一样的寄存器。
9. ARM处理器工作状态主要有运行，睡眠，空闲。
10. 常用的嵌入式外围设备有存储设备，通信设备，显示设备。
二.选择1. 以下哪一项不属于嵌入式处理器的特点（C）A.对实时多任务支持能力强B.功耗低C.处理器结构不易扩展D.存储保护能力强2. 以下哪一项不属于嵌入式处理器（B）A.PowerPCB.pentiumC.ARMD.MIPS3. 在指令系统的各种寻址方式中，获取操作数最快的方式是（B）A.直接寻址B. 立即寻址C. 寄存器寻址D. 间接寻址4. ARM微处理器的寄存器在Thumb状态与ARM状态下相同的是（D）A.R8-R12B.R15和CPSRC.R13-R14D.R0-R75. ARM 指令系统采用（C）指令A.单地址B.双地址C.三地址D.四地址6. ARM3级流水线下取第一条指令前程序计数器为PC，则取第三条指令为（D）A PC+3B PC+6C PC+8D PC+127. 以下哪一项不属于ARM核的功能模块（C）A.支持16位压缩指令集ThumbB.支持片上DebugC.媒体功能扩展SIMDD.嵌入式ICE，支持片上断点和调试8. ARM寄存器组中除了以下哪组寄存器以外所有处理器模式下都可以访问（A）A.SPSRB.R0-R7C.CPSRD.R8-R99. ARM异常处理中，软件中断处理程序执行（A）指令可以从SWI模式返回，无论是在ARM状态还是Thumb状态。
A.MOVS PC , R14_svcB.MOVEQ PC，R14_svcC.MOVS PC, R14_undD.MOVEQ PC, R14_und10. 以下哪一项不属于ARM异常中断（C）A．复位B.IRQ C.条件转移 D.数据终止三.判断1. FIQ异常是为了支持数据传输或者中断处理而设计的。
( 错)2. ARM指令为32位的长度，Thumb指令为16位长度。
( 对)3. ARM微处理器采用RISC指令集，使用大量的寄存器。
( 对)4. 所有的ARM指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而提高指令的执行效率(对5. ARM微处理器的存储器格式必须按对齐规则对存储单元进行访问。
( 错)6. ARM微处理器通用寄存器R14～R0、程序计数器PC、一个或两个状态寄存器都是可访问的。
( 对)7. ARM状态下的寄存器组织分为三类：分组寄存器，程序寄存器，状态寄存器。
( 错)8. R13在Thumb指令中常用作堆栈指针，但这只是一种习惯用法，用户也可使用其他的寄存器作为堆栈指针。
( 错)9. ARM微处理器中状态寄存器的低8位称为控制位，发生异常时这些位可以被改变，但当处理器运行特权模式，这些位不可以改变。
( 错)10. ARM微处理器可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率。
( 对)四.名词解释1. 单机处理器所谓单机处理器是指那些专门用于处理功能的处理器芯片，相对于集成化处理器，单机处理器需要一些外围电路支持才能够实现其基本功能。
2. ARM架构进阶精简指令集机器，是一个32位精简指令集（RISC）中央处理器架构，ARM处理器体系结构由ARM公司开发并拥有知识产权。
3. 超标量体系结构能够在一个时钟周期执行多个指令，在超标量体系结构设计中，处理器或指令编译器判断指令能独立于其它顺序指令执行，还是依赖于另一指令，必须跟其按顺序执行，然后处理器使用多个执行单元同时执行两个或更多独立指令。
4. DSP微处理器是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。
其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。
再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。
5. 嵌入式片上系统单个芯片上集成一个完整的系统，对所有或部分必要的电子电路进行包分组的技术。
完整的系统一般包括中央处理器，存储器以及外围电路等。
随着电子数据交换的推广和VLSI 设计的普及化，以及半导体工艺的迅速发展，在一个硅片上可以实现一个更为复杂的系统。
五.简答题1. 当出现异常时，ARM微处理器会执行哪几步操作？（1）将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。
若异常是从ARM状态进入，则LR寄存器中保存的是下一条指令的地址（当前PC＋4或PC＋8，与异常的类型有关）；若异常是从Thumb状态进入，则在LR寄存器中保存当前PC的偏移量，这样，异常处理程序就不需要确定异常是从何种状态进入的。
例如：在软件中断异常SWI，指令MOV PC，R14_svc总是返回到下一条指令，不管SWI是在ARM状态执行，还是在Thumb状态执行；（2）将CPSR复制到相应的SPSR中；（3）根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位；（4）强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程处。
2. 请简述ARM微处理器两种工作状态集的切换操作及方法。
ARM指令集和Thumb指令集均有切换处理器状态的指令，并可在两种工作状态之间切换：（1）在开始执行代码时，处于ARM状态；（2）当操作数寄存器的状态位（位0）为1时，可以采用执行BX指令的方法，使微处理器从ARM状态切换到Thumb状态；（3）当处理器处于Thumb状态时发生异常（如IRQ、FIQ、Undef、Abort、SWI 等），则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态；（4）当操作数寄存器的状态位为0时，执行BX指令（状态跳转）时可以使微处理器从Thumb状态切换到ARM状态。
在处理器进行异常处理时，把PC指针放入异常模式寄存器中，并从异常向量地址开始执行程序，也可以使处理器切换到ARM状态。
3. 请简述ARM微处理器的用户模式和特权模式，以及用户模式向特权模式的转换。