2011中南大学嵌入式系统考试试卷答案

中南大学考试试卷（答案）2010--2011学年2学期时间100分钟2011年6月8日嵌入式系统课程32学时2.0学分考试形式：开卷专业年级：电气类08级总分100分，占总评成绩70%注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一．填空题(每空1分，共20分)1．嵌入式系统的设计可以分成三个阶段：分析、设计，实现。2．微处理器有两种总线架构，使用数据和指令使用同一接口的是冯诺依曼，分开的指令和数据接口、取指和数据访问可以并行进行的是哈佛结构。3．ARM核有两个指令集，分别是ARM、THUMB4.嵌入性，专用性，与计算机系统是嵌入式系统的3个基本要素。5．工业嵌入式系统的发展趋势是网路化、智能化和控制的分散化。。6．GPIO口的功能是通过相应的端口控制寄存器来设定端口引脚的功能。7．看门狗定时器有三个控制其操作专用寄存器：分别为WTCON、WTDAT、WTCNT。8．端口F端口控制寄存器包括GPFCON、GPFDAT、GPFUP。9．ARM公司提供的专门用于ARM相关应用开发和调试的综合性软件为：ADS1.210．DMA的主要优点就是其传输数据不受CPU的干涉。二．简答题(56分，每小题7分)1．嵌入式开发环境主要包括那些组件答：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a.宿主机b.目标机c.基于Jtag的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICEd.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e.嵌入式操作系统2．ARM核中什么寄存器用于存储PC?R13通常用来存储什么？R14通常用来存储什么？答：R15用于程序计数器PC,R13通常用来做堆栈指针寄存器，R14通常用来做链接寄存器，保存函数调用的返回地址。3．S3C2440A中的中断控制器可以从60个中断源接收中断请求，简述中断控制器请求ARM920T的FIR或IRQ中断机制。答：4．简述嵌入式系统的概念、组成及特点。答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，采用可裁减软硬件，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。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。其特点有1)嵌入式系统通常是面向特定应用的2)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后的产物3)嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余4)嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行5)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固化在存储器芯片或单片机本身中6)嵌入式系统本身不具有自主开发能力。5.试说明看门狗Watchdog的作用和原理？答：在嵌入式应用中，CPU必须可靠工作，即使因为某种原因进入了一个错误状态，系统也应该可以自动恢复。看门狗的用途就是使微控制器在进入错误状态后的一定时间内复位。其工作原理是在系统正常工作时，用户程序每隔一段时间执行喂狗动作,如果系统出错，喂狗时隔超过看门狗溢出时间，那么看门狗将会产生复位信号，使系统复位。6．如果S3C2440A的UART时钟为40MHz，要将UART0设为正常工作模式，并且为偶校验，停止位1位，数据位7位，波特率为230400bps，该怎么设置，UART0的线控制寄存器为ULCON0，波特率设置寄存器为UBRDIV0。答：UBRDIV0=0X09;ULCON0&=0XFFFFFF00;ULCON0|=0X2A;7在C语言与汇编程序混合编程中，子程序调用的ATPCS规定了哪些基本规则。简要说明寄存器使用规则。答：基本规则有三个方面内容，分别是寄存器的使用规则及其相应的名字，数据栈的使用规则，参数传递规则。A寄存器的使用规则:（1）子程序通过寄存器R0~R3来传递参数。这时寄存器可以记作：A0~A3，被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器R0~R3的内容。（2）在子程序中，使用R4~R11来保存局部变量,这时寄存器R4~R11可以记作：V1~V8。如果在子程序中使用到V1~V8的某些寄存器，子程序进入时必须保存这些寄存器的值，在返回前必须恢复这些寄存器的值，对于子程序中没有用到的寄存器则不必执行这些操作。在THUMB程序中，通常只能使用寄存器R4~R7来保存局部变量。（3）寄存器R12用作子程序间scratch寄存器，记作ip；在子程序的连接代码段中经常会有这种使用规则。（4）寄存器R13用作数据栈指针，记做SP；在子程序中寄存器R13不能用做其他用途。寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。（5）寄存器R14用作连接寄存器，记作lr；它用于保存子程序的返回地址，如果在子程序中保存了返回地址，则R14可用作其它的用途。（6）寄存器R15是程序计数器，记作PC；它不能用作其他用途。（7）ATPCS中的各寄存器在ARM编译器和汇编器中都是预定义的。8．结合实际说明一下ARM的中断进入和返回的过程。答：A．中断的进入：（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。（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序。也可以设置中断禁止位来阻止其他无法处理的异常嵌套。B．从中断返回：（1）将链接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。（2）将SPSR复制回CPSR中。（3）如果进入时设置了中断禁止位，那么清除该标志。三程序设计（24分，每小题12分）1、通过控制GPF0,GPF1,GPF2,GPF3的控制实现对LED1,LED2,LED3,LED4轮流亮灭的控制。要求将程序缺失的部分补全。（12分）AREA|DATA|,CODE,READONLYENTRYldrr13,=0x1000IMPORTLedMainbLedMainEND#defineGPFCON(*(volatileunsigned*)0x56000050)#defineGPFDAT(*(volatileunsigned*)0x56000054)#defineGPFUP(*(volatileunsigned*)0x56000058)intLedMain(){voidDelay(unsignedint);unsignedcharledtab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};inti;GPFUP&=（0XFFFFFFF0）;//使能上拉F3-6GPFCON&=（0XFF00）;GPFCON|=（0X0055;）//将F3-6设为输出口while(1){for(i=0;i4;i++){（GPFDAT=ledtab[i];）Delay(70);}}return(0);}voidDelay(unsignedintx){unsignedinti,j,k;for(i=0;i=x;i++)for(j=0;j=0xff;j++)for(k=0;k=0xff;k++);}2、EINT0接S3C2440A的GPF0，并接上拉电阻，试设计主程序和中断服务程序。(12分)Intmain（）{Eint_int();Enable_eint()While(1){Uart_printf(“mainisrunning”);}Voideint_int(void){Rgpfcon=Rgpfcon&~(3)|(11);Rgpfup|=(10);Rextint0=(Rextint0&~(70))|(20);Pisr_eint0=(unsigned)einto_isr;}Voidenable_eint(void)Reintpend=0xffffff;Reintmask=~(111);Rsrcpnd=bit_eint0;Rintpnd=bit_eint0;Rintmsk=~(bit_eint0);}Staticvoid__eint0_isr(void){Clearpending(bit_eint0);Uart_printf(“eint0isrunning”);}