嵌入式课后习题答案.docVIP

. . 嵌入式系统概述 一、举出3个课本中未提到的嵌入式系统的例子。（红绿灯控制、数字空调、机顶盒） 二、什么是嵌入式系统？特点是？ 答：嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。 英国电机工程师协会定义： 嵌入式系统为控制、检测或辅助某个设备、机器或工厂运作的装置。 （1）以技术角度定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 （2）从系统角度的定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。术语嵌入式反映了这些系统通常是大系统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。 特点：1、嵌入式系统通常应用在为特定用户设计的系统中，具有功耗低、体积小、集成度高等特点。将通用CPU中由板卡完成的任务集成在了嵌入式CPU内部。 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于各个行业的具体应用相结合的产物。所以是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 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、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处理器芯片中，而不是存储于磁盘等载体中。由于嵌入式系统必须有较高的时实性，因此对程序的质量，特别是可靠性有较高的要求。 5、嵌入式系统本身不具备自举开发能力，必须有一套专用的开发工具和环境才能进行开发。 三、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 答：嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元，与普通台式计算机的微处理器相比，其工作稳定性更高，功耗较小，对环境（如温度、湿度、电磁场、震动等）的适应能力更强，体积更小，且集成的功能较多。 嵌入式处理器从应用角度，可以大致分为以下几类： 1.注重嵌入式处理器的尺寸、能耗和价格。应用于新型电子娱乐等不注重计算的设备； 2.注重嵌入式处理器的性能。应用于路由器等高速计算密集型的设备； 3.注重嵌入式处理器的性能、尺寸、能耗和价格。应用于各种工业控制设备； 按照结构分类：嵌入式微处理器（EMPU）；嵌入式微控制器(MCU)；嵌入式DSP处理器(DSP)；嵌入式片上系统（SOC）。 嵌入式系统的分类也是以上答案（P5） 。 四、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 答：操作系统是计算机中最基本的程序。操作系统负责计算机系统中全部软硬资源的分配与回收、控制与协调等并发的活动；操作系统提供用户接口，使用户获得良好的工作环境；操作系统为用户扩展新的系统功能提供软件平台。 使用嵌入式操作系统原因之一就是因为其具有实时性。使用嵌入式实时操作系统具有以下优点： 嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。 嵌入式实时操作系统提高了开发效率，缩短了开发周期。 嵌入式实时操作系统充分发挥了32位CPU的多任务潜力。 第二章 ARM7体系结构 一、基础知识 （1）ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？（P19） 答：T后缀：高密度16位Thumb指令集扩展。 D后缀：支持片上调试。 M后缀：64位乘法指令。 I后缀：Embedded ICE硬件仿真功能模块。 （2）ARM7TDMI采用几级流水线？（P20）使用何种存储器编址方式？ 答：采用三级流水线，三个阶段分别为：取指、译码、执行。使用了冯诺依曼结构，指令和数据共用一条32位总线。 （3）ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？（P24~P26） 答：处理器模式指的是处理器在执行程序时，在不同时刻所处的不同状态。处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。 （4）分别列举ARM的处理器模式和状态。 答：处理器模式：7种，：用户模式（usr）和特权模式，特权模式包括系统模式（sys）和异常模式，异常模式包括：管理模式(svc)、中止模式(abt)、未定义模式（und）、中断模式(irq)、快速中断模式(fiq)。 处理器状态：ARM状态为32位，这种状态下执行的是字方式ARM指令，具有最完整的功能，处理器在系统上电时默认为ARM状态。 Thumb状态为16位，这种状态下执行半字方式的Thumb指令。 （5）PC和LR分别使用哪个寄存器？（P31~P32） 答：程序计数器（PC）使用R15寄存器，链接寄存器（LR）使用R14寄存器。 （6）R13寄存器的通用功能是什么？（P29~P30） 答：ARM处理器通常将寄存器R13作为堆栈指针(SP),用于保存堆栈的出入口处地址。 （7）CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态？ 答：程序状态寄存器CPSR, （8）描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中断？(P38) 答：当控制位I置位时，I