嵌入式开发基础+实践教程课后题

西南交通大学信息科学与技术学院1嵌入式系统应用开发基础课后习题目录嵌入式系统应用开发基础课后习题...............................................................................................1第2章..............................................................................................................................................2第3章..............................................................................................................................................4第4章..............................................................................................................................................6第5章..............................................................................................................................................7第6章..............................................................................................................................................9第7章............................................................................................................................................13嵌入式系统应用开发实践教程课后习题.....................................................................................16第7章............................................................................................................................................16第8章............................................................................................................................................19第9章............................................................................................................................................20第10章..........................................................................................................................................21第11章..........................................................................................................................................24第12章..........................................................................................................................................25第13章..........................................................................................................................................26Attention本文档系个人总结，难免出现纰漏，仅供参考！西南交通大学信息科学与技术学院2第2章3、CISC和RISC体系结构各自有什么特点，优缺点有哪些？CISC是复杂指令集计算（complexinstructionsetcomputing）的缩写。CISC的主要特点是指令的种类繁多，指令功能强大，指令的机器码长度因指令不同而不同，指令的执行时间也根据不同的指令有较大的差异。RISC是精简指令集计算（reducedinstructionsetcomputing）的缩写。RISC的主要特点，它精简了CPU的指令集，统一了指令的字节长度，并把大部分指令的执行时间限制在一个时钟周期。特点归纳如下：（1）具有一个短小精悍的指令集（2）指令具有相同的机器码位长（3）95%的指令执行时间为一个时钟周期（4）没有采用CISC必用的微指令结构（5）采用了载入/存储（Load/Store）模式（6）具有更多数量的寄存器。CISC或RISC结构各自的优缺点主要体现在硬件结构的复杂性和编程软件的复杂性两个方面。CISC结构缺点：其结构的CPU虽然有着晶体管数量多，结构复杂，功耗大等缺点，CISC的优点：但其丰富的指令集使得编程方便简洁。由于其指令功能强大，实现同样功能所使用的代码量，CISC要比RISC结构CPU少很多。RISC的优点：晶体管数量少，功耗低，指令平均执行速度高；RISC的缺点：其指令集仅提供一些使用频度高的指令，对于一些CISC结构下一条指令就可以完成的功能，就必须用多条RISC指令甚至是复杂的程序体来实现。CISC技术的复杂性在于硬件，在于CPU内部用于实现复杂指令必须的微指令控制器实现技术。RISC技术的复杂性在于软件，在于编译程序的编写与优化。4、冯纽曼结构和哈佛结构各自有哪些特点？冯纽曼结构是经典的计算机系统架构方式，主要特征为程序中指令与数据使用相同的存储空间，因此指令与数据可以相混，即数据作为指令使用也无妨。冯纽曼结构处理器有以下几个特点：（1）必须有一个存储器（2）必须有一个控制器（3）必须有一个运算器，用于完成算术运算和逻辑运算（4）必须有输入和输出设备，用于进行人机通信。冯纽曼的主要贡献是提出并实现了存储程序的概念。哈佛结构的主要特点是程序和数据分别由不同的存储器提供，而且采用独立的总线进行访问。与冯纽曼结构处理器比较，哈佛结构处理器有两个明显的特点：（1）使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存（2）使用独立的两条总线，分别作为CPU与每个存储器之间的专用通信路径，而这两条总线之间毫无关联。改进型哈佛结构的特点为：（1）使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存，以便实现并行处理；（2）具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线，利用公用地址总线访问两个存储模块（程序存储模块和数据存储模块），公用数据总线则被用来完成程序存储模块或数据存储模块与CPU之间的数据传输（3）CPU内部保留了程序和数据分别访问结构，但外部分时复用一组地址和数据总线。冯纽曼结构与哈佛结构的区别完成一条指令需要3个步骤，取指令，指令译码和执行指令。对于冯纽曼结构处理器，由于取指令和存放数据要从同一个存储空间存取，经同一总线传输，因而他无法重叠执行；西南交通大学信息科学与技术学院3对于哈佛结构，由于取指令和存取数据分别经由不同的存储空间和不同的总线，使得各条指令可以重叠执行，客服了数据流传输的瓶颈，提高了运算速度。5、ARM7TDMI应用内核由哪些主要功能部件组成？其中的EmbeddedICE的作用是什么？ARM7DDMI内核采用了冯纽曼结构，其应用核包含以下主要功能部件：（1）ARM7TDMI内核；（2）测试访问口控制器（testaccesstap,TAP），TAP作用是实现对芯片所有引出脚的监控；（3）内嵌的在线仿真（in-circuitemulator,ICE）逻辑，其作用是以硬件的方式提供对电路调试的支持；（4）数据线分离器（BUSsplitter）EmbeddedICE的作用是以硬件的方式提供对电路调试的支持。具体是在JTAG逻辑上添加了硬件断点寄存器，比较器等，我们就可以实现断点设置，三总线触发条件设置等调试环境。6、什么是ARM体系结构中数据存储的大端格式和小端格式？X86处理器中采用的应该是什么格式？大端格式：字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中；小端格式：低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节；IntelX86采用小端格式存放。7、ARM核有多少个寄存器？什么寄存器用于PC（程序计数器）和链接寄存器？R13通常用来存储什么？ARM处理器共有37个寄存器，其中31个通用寄存器，6个状态寄存器；R13作为堆栈指针寄存器SP，R14作为链接寄存器LR，R15作为程序计数器PC；R13主要保存堆栈指针；8、ARM核具有哪些工作模式？它们分别是由CPSR的哪些位决定的？什么模式使用的寄存器最少？什么模式使用的寄存器最多？开机或复位时是什么工作模式？工作模式有：（1）用户模式usr（user），（2）系统模式sys（system），（3）快速中断模式fiq（fastinterruptrequest）,(4)中断模式irq（interruptrequest）,（5）数据访问中止模式abt（abort）,(6)未定义指令中止模式und（undefined），（7）管理模式svc（supervisor）；处理器当前的工作模式是由状态寄存器CPSR（currentprogramstatusregister）中的最低5位M[4:0]标示和确定的。系统和用户模式所用寄存器为17个，而其他5种模式（快速中断模式，中断模式，数据访问中止模式，未定义指令中止模式，管理模式）所用寄存器为18个。当系统复位或开机时将引发复位异常，并进入管理模式。9、什么是ARM的Thumb状态？CPSR的哪一位反映了处理器的状态？复位时是什么状态？ARM处理器设置了两种指令代码长度的指令模式。Thumb状态：以状态寄存器中的标志位T=1为标志，所有运行的指令都是16位的，对应的代码存储空间以16位对齐；ARM状态：以状态寄存器中的标志位T=0为标志，所有运行的指令都是32位的，对应的代码存储空间以32位对齐；状态寄存器CPSR的标志位T反映了处理器的状态；系统复位时处于ARM状态（ARM处西南交通大学信息科学与技术学院4理器的初始工作状态处于32位的ARM状态）。10、ARM有哪几个异常类型？当产生FIQ异常时，PC将指向异常向量表的哪个地址？ARM的异常类型有：复位异常、未定义指令异常、软件中断异常、指令预取中止异常、数据中止异常、IRQ（外部中断请求）和FIQ（快速中断请求）。当产生FIQ异常时，PC设置为0x0000,001C。11、请描