嵌入式系统的原理复习题.docVIP

复习提纲 一、嵌入式系统及ARM(Advanced RISC machines)处理器概述 嵌入式系统的概念（IEEE定义和国内普遍认同的定义） 根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义： 嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”； 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪， 适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用 计算机系统。 嵌入式系统的组成（硬件组成和软件组成） 硬件+软件 硬件：由嵌入式微处理器、外围硬件设备组成 软件：包括底层系统软件和用户应用软件 二、CM4体系结构 CM4内核三级流水线的三个阶段，如假设某嵌入式处理器有3级流水线，每级流水线所耗时间均为为2ms,则执行25条指令需要耗费时间？ 三级流水线，分别是取指、译码和执行; 为了兼容Thumb代码，读取PC会返回当前指令地址+4。偏移量总是4， 不管是执行16位指令还是32位指令， 这保证了Thumb和Thumb-2指 令之间的一致性。 ARM的完整拼写形式为 Acorn RISC Machine ，CM4处理器内部正在执行的指令的地址为0此时读取PC的值，该值为 0 。 CM4内核读取指令及访问数据的三套总线、CM4内核的两种运行模式、两种权限级别，上电复位后是什么模式什么级别 三套总线：I-code总线 D-code总线 系统总线 CM4处理器有两种模式：线程模式、handler模式，还支持两种操作级 别：特权级、非特权级（用户级）。 复位后是特权级下的线程模式 CM4内核的寄存器组中，各个寄存器的作用及各个寄存器的访问权限级别、CM4的复位序列 R0-R7 低组通用寄存器；R8-R12高组通用寄存器；R13堆栈寄存器；(MSP,PSP)R14连接寄存器；R15程序计数寄存器；xPSR程序状态寄存器； 程序状态寄存器(xPSR) 程序状态寄存器在其内部又被分为三个子状态寄存器： 应用程序状态寄存器（ APSR） 中断状态寄存器（ IPSR） 执行状态寄存器（ EPSR） 通过 MRS/MSR 指令，这 3 个 PSRs 即可以单独访问，也可以组合访问（ 2 个组合， 3 个组合都可以）。当使用三合一的方式访问时，应使用名字“ xPSR”或者“ PSR”。 CM4程序设计 Cortex-M4内核在执行指令时，只有一种状态，那就是Thumb状态。 CM4寻址方式、常用指令： MOV AND ORR（有1为1，为0为0） BIC（清0） EOR（异或，相异出1） SUB ADD TST TEQ CMP LDR（加载） STR（存储） LDRB（8位无符号字加载） STRB（8位无符号字存储） LDM（多寄存器加载） STM（多寄存器存储） B（无条件跳转） BL BX BLX MRS（读取特殊寄存器的值到通用寄存器） MSR（将通用寄存器的值写到特殊寄存器） 伪指令：LDR 指令的条件码如：NE（不等于） EQ（等于） LT（小于） GT（大于）等，后缀“S”“！”，什么样的指令会影响APSR寄存器的标志位 “S”后缀：指令中使用“S”后缀，指令执行后状态寄存器的条件标志 位将被刷新；不使用“S”后缀时，指令执行后状态寄存器的条件标志 位不会发生变化。 如果指令地址表达式中不含“！”后缀，则基址寄存器中的地址不会发 生变化，指令中含有则变化 N E C V S 伪操作：伪操作主要有符号定义伪操作、数据定义伪操作、汇编控制伪操作及其杂项伪操作等 DCB（字节）、DCD（字）、AREA（用于定义一个代码段或数据段）、END（用于指示源程序结束）、EQU（用于定义字符名称）、IMPORT（IMPORT用于通知编译器当前符号不在本文件中）、EXPORT（EXPORT（或GLOBAL）用于声明符号可以被其他文件引用。） ATPCS规则中寄存器的使用、参数传递、子程序返回的规则 子程序间通过寄存器R0、R1、R2、 R3来传递参数。如果参数多于4 个，则多出的部分用数据栈传递。被调用的子程序在返回前无需恢复寄 存器R0-R3的内容。 在子程序中，使用寄存器R4-R11来保存局部变量．如果在子程序中使 用到了寄存器R4-R11中的某些寄存器，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 的寄存器则不必进行这些操作。在Thumb程序中，通常只能使用寄存 器R4-R7来保存局部变量。 寄存器R13用作数据栈指针，记作sp。在子程序中寄存器R13不能用 作其他用途。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。 连接寄存器R14（lr）。它用于保存子程序的返回地