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ARM嵌入式系统设计参考复习题（2017-11）

主要知识点：

第一章 1.

嵌入式系统：

“以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统”

根据应用的要求，沿着“体积小、低功耗、高可靠”方向发展，对运算速度、存储容量没有统一要求。三要素：嵌入、专用、计算机。 2.

嵌入式系统有哪些部分组成？

一般由硬件层，中间层（HAL或BSP）和软件层组成。

粗略划分：嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统(可选)、嵌入式应用软件

稍细划分：嵌入式处理器、外围设备、驱动程序、嵌入式操作系统、应用接口、嵌入式应用软件 3. 4.

嵌入式系统特点：①系统内核小②专用性强③系统精简④高实时性。 嵌入式处理器的分类：

嵌入式微处理器（MPU）：就是和通用计算机的处理器对应的CPU，可以认为是“增强型”通用微处理器 。

嵌入式微控制器（MCU）：就是将整个计算机系统的主要硬件集成到一块芯片中，芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线，总线逻辑、定时/计数器、Watchdog、I/O、串行口、A/D等各种必要功能和外设。

嵌入式DSP处理器（DSP）：是专门用于信号处理方面的处理器，在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，具有很高的编译效率和指令执行速度。

嵌入式片上系统（SOC）：是追求产品系统最大包容的集成器件。绝大多数系统构件都在一个系统芯片内部。 第二章

1. ARM：是Advance RISC Machine 的缩写，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。

2. 在ARM9TDMI中 “9TDMI”的含义：

9：采用版本为9的ARM微处理器 T：支持16为压缩指令集Thumb，D： 支持片上Debug，称为D变种 M：内嵌硬件乘法器 Multiplier，称为M变种 I： 嵌入式ICE，支持片上断点和调试，称为I变种。 3. ARM Cortex-A8处理器的三种工作状态：

ARM状态，处理器执行32位的字对齐的ARM指令；Thumb状态：处理器执行16位的半字对齐的Thumb指令和ThumbEE状态：执行16位的半字对齐的Thumb指令集变种。

8种工作模式：用户模式（usr)、快速中断模式（fiq）、外部中断模式（irq）、管理模式（svc)、中止模式（abt）、未定义模式（und）、系统模式（sys）和监控模式（mon）。特权模式：除usr之外的其它的7种工作模式都是特权模式。异常模式：除usr和sys之外的其它的6种工作模式都是持权模式。

4. ARM A8寄存器分成哪几类？各类有哪些寄存器？寄存器LR有什么用途？ 分两类：33个通用寄存器和7 个状态寄存器。

33个通用寄存器：R0～R15；R13_svc、R14_svc；R13_abt、R14_abt；R13_und、R14_und；R13_irq、R14_irq；R8_fiq-R14_fiq、R13_mon、R14_mon；。7 个状态寄存器：CPSR；SPSR_svc、SPSR_abt、SPSR_und、SPSR_irq、SPSR_fiq和SPSR_mon。

LR （R14）：也称作子程序链接寄存器或链接寄存器LR，当执行BL子程序调用指令时，R14中得到R15（程序计数器PC）的备份。其他情况下，R14用作通用寄存器。与之类似，当发生中断或异常时，对应的分组寄存器R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt、R14_und和R14_mon用来保存R15的返回值。 5.CPSR各位是意义：

N：正负号/大小 标志位 0表示：正数/大于；1表示：负数/小于 Z：零标志位 0表示：结果不为零；1表示：结果为零C：进位/借位/移出位0表示：未进位/借位/移出0；1表示：进位/未借位/移出1 V：溢出标志位 0表示：结果未溢出；1表

示：结果溢出I、I和F：irq和fiq中断允许和禁止控制位，＝1 禁止irq或fiq中断 ＝0 允许irq或fiq中断。T： 控制(标志)位——反映处理器的运行状态T=1时，程序运行于Thumb状态，T=0时，程序运行于ARM状态。 TM：控制位——决定了处理器的运行模式 模式 TM[4:0] 用户 10000 快中断 10001 中断 10010 管理 10011 中止 10111 未定义 11011 系统 11111 监控 10110

6.ARM 异常响应过程（进入异常）执行哪些操作。

①保存返回地址、②保存当前状态寄存器CPSR的内容、③设置当前状态寄存器CPSR中的相应位、④转去执行中断处理程序。 第三章

1.ARM指令中的第二操作数“operand2”有哪些具体形式：三种：寄存器、寄存器移位、8位位图立即数。

2.对于ARM的变址寻址方式，有基地址和偏倚地址两部分组成。（1）基地址可以是哪些寄存器？（2）偏移地址可以有哪些形式？（3）总地址的计算方法有哪些？怎么表示？（4）变址寻址应用于哪些指令？ （1）基地址可以是通用寄存器R0---R15中的任意一个。

（2）偏移地址可以有三种形式：12位立即数、寄存器、寄存器移位。 （3）总地址的计算方法有三种：

前变址（前索引）：先基址+偏址，生成操作数地址，做指令指定的操作。如：LDR Rd，[Rn,#m]

后变址模式(修改基址寄存器)： ①基址寄存器不加偏移作为操作数地址。 ②完成指令操作后，用(基址+偏移)的值修改基址寄存器。如：LDR Rd，[Rn]，#m

自动变址模式(修改基址寄存器)： ①先基址+偏移，生成操作数地址，做指令指定的操作。②然后自动修改基址寄存器。如：LDR Rd，[Rn，#m ]!

（4）有4条指令： LDR、STR、LDM、STM

3．ARM 有寻址方式：立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、多寄存器寻址、堆栈寻址、块拷贝寻址、相对寻址

4. ARM 伪指令：ADR：小范围的地址读取伪指令、ADRL：中等范围的地址读取伪指令、LDR：大范围的地址读取伪指令、NOP：空操作伪指令。

5. ARM 指令集分为哪几种类型？各类有哪些指令（可以不考虑协处理器指令）。 五类：存器访问指令、数据处理指令、跳转指令、协处理器指令、杂项指令。 存储器访问指令：单存储器存取指令，多存储器存取指令。

数据处理指令：算术运算指令，逻辑运算指令，数据传送指令，比较指令，测试指令。

跳转指令：B跳转指令 BL带链接的跳转指令 BX带状态切换的跳转指令 BLX带链接和状态切换的跳转指令。

杂项指令：程序状态寄存器操作指令，中断操作指令。

6. ARM 有哪些条件码？各个条件码的符号及意义。（比较常用的应该会）。

条件码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 助记符 EQ NE CS/HS CC/LO MI PL VS VC 含 义 相等 不相等 无符号数大于或等于 无符号数小于 负数 非负数 溢出 没有溢出 标 志 Z=1 Z=0 C=1 C=0 N=1 N=0 V=1 V=0

1000 HI

无符号数大于 C=1且Z=0 1001 LS

无符号数小于或等于 C=0或Z=1 1010 GE

有符号数大于或等于 N=V 1011 LT

有符号数小于 N!=V 1100 GT

有符号数大于 Z=0且N=V 1101 LE

有符号数小于或等于 Z=1或N!=V 1110 AL 无条件执行

arm采用32位架构，基本数据类型4种，填空 Byte 8位 字节

HalfWord 16 半字 2字节对齐 Word 32 字 4 DoubleWord 64 双字 8

内核工作模式，cortex a8，（课本8种）8种 usr fiq irq

svc特权模式

abt数据访问中止模式 und未定义指令中止模式 sys

mon监控模式， 可在安全模式和非安全模式切换