1、注意：复习要点只是复习的内容指引，并非复习内容的全部。只有对教材内容进行较全面的学习和理解，掌握它们的内在联系，才能真正融会贯通。样题一、选择题（共 30 分, 每题 2 分）1. 关于 ARM7 中控制 T 的功能，以下说明错误的是（ ）A. 当控制位 T 置位时，处理器正处在 Thumb 状态下运行B. 当控制位 T 清 0 时，处理器正处在 ARM 状态下运行C. 控制位是 CPSR 寄存器中的一个标志位D. 用户可通过修改 CPSR 寄存器的值，来改变控制 T 的状态2. LPC2000 系列 ARM 芯片的引脚最多有多少种功能（ ）A. 2 种 B. 3 种 C. 4 种 D. 5
2、种3. 关于中断禁止标志位，下列说法正确的是（ ）A 当控制位 I 置位时，表示允许 FIQ 中断B 当控制位 I 清 0 时，表示允许 IRQ 中断C 当控制位 F 置位时，表示禁止 FIQ 中断D 当控制位 F 清 0 时，表示禁止 IRQ 中断4. ARM7 处理器两套指令集，下列说法正确的是（ ）A. ARM 指令集和 Thumb 指令集是完全独立的B. 在运行状态下，两套指令集不能相切换C. ARM 指令集是 Thumb 指令集的一个子集D. 使用 Thumb 指令集可以节省程序占用的存储空间5. ARM7 处理器采用多少级流水线来加速指令流的速度（ ）A 5 级 B。3 级 C.
3、4 级 D. 2 级6. 下列操作系统中，不属于常用的嵌入操作系统的是（ ）A. ucLinux B. WindowsXP C. uC/OS II D. WinCE7. LPC2000 系列 ARM 芯片的某个引脚作为 MAT0.1 功能使用时，其功能是（ ）A. 作为定时器 0 的捕获输入通道 1 的输入引脚B. 作为定时器 1 的捕获输入通道 0 的输入引脚C. 作为定时器 0 的匹配输出通道 1 的输出引脚D. 作为定时器 1 的匹配输出通道 0 的输出引脚8. LPC2000 系列 ARM 支持多少个 IRQ 向量中断通道（ ）A. 16 B. 32 C. 48 D. 649. ARM
4、7 的 R15 寄存器的通用功能是什么？A. 程序计数器 B. 保存子程序返回地址 C. 程序状态寄存器 D. 堆栈指针10. LPC2000 系列芯片共有几个外部中断输入？（ ）A. 有 2 个外部中断输入，它们既可以是 FIQ 也可以是 IRQ。B. 有 4 个外部中断输入，它们既可以是 FIQ 也可以是 IRQ。C. 有 2 个外部中断输入，且只能设置为 IRQ 中断。D. 有 4 个外部中断输入，且只能设置为 IRQ 中断。 (其它略)二、专业名词解释（12 分）1. RTOS 2. 任务3. 异常4. 小端地址模式5. VIC6. VPB三、简答题（共 24 分）1. 请列出 4 种
5、 ARM 公司当前应用比较广泛的 ARM 处理核名称。2. 设置引脚为 GPIO 功能时，如何控制某个引脚单独输入或输出？当需要知道某个引脚的输入状态时，应该读取哪个寄存器？3. ARM7TDMI 处理器采用什么样的体系结构，其可寻址地址空间多大？4. ARM7 的内部寄存器 R13、R14 、R15 的主要功能和作用？5. ARM7TDMI 有几种处理器模式，简单介绍该几种模式的工作特点？6. 互斥信号量与计数信号量有何区别？四、设计分析题（共 34 分）1. 已知一个 LPC2114 的系统的外部晶振频率为 10MHz，试计算：1) 最大的系统时钟频率（Fcclk）为多少 MHz？（3 分
6、）2) 此时 PLL 的 M 值和 P 值各为什么值？（4 分）3) 编写设置 PLL 的程序段。 （7 分）2. 利用定时器 1 实现 20ms 的定时中断实现在 P0.4 产生 25Hz 频率方波输出，使用向量 IRQ通道 1。 （已知 Fpclk = 10MHz， 定时器 1 的中断源通道号为 5）1) 编写初始化代码 （6 分）2) 编写中断服务函数（6 分）3. 说明 EXTPOLAR 和 EXTMODE 两个寄存器的功能，并写出将外部中断 EINT1（P0.3）设置为上升沿中断的初始化代码。 （8 分）PLL 相关寄存器 名称 描述 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3
7、 Bit2 Bit1 Bit0PLLCFG PLL 配置寄存器- PSEL1:0P 值选择位00:P=1; 01:P=210:P=4; 11:P=8MSEL4:0 M 值选择位00000:M=1; 00001: M=2; 00010:M=3; 00011: M=4; 11101: M=30; 11110:M=31; 11111: M=32;PLLCON PLL 控制寄存器- PLL 使能（PLLC）PLL 连接（PLLC）PLLFEED PLL 馈送寄存器，必须顺序写入 0xAA,0x55 到该寄存器，才能使 PLL 配置和控制寄存器生效名称 描述 Bit15-11 Bit10 Bit9 Bi
8、t8 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4Bit0PLLSTAT PLL 状态寄存器- PLOCK锁定状态PLLC状态PLLE状态- PSEL1:0状态MSEL4:0状态UART0 相关寄存器名称 描述 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0U0LCR 控制寄存器DLAB0: 禁止1: 允许设置间隔 奇偶固定 偶选择 奇偶使能0：禁止1：使能停止位0: 1位1: 2位字长选择00: 5 位;01: 6 位10: 7 位;11: 8 位U0DLL 除数锁存低字节（波特率低字节）U0DLM 除数锁存高字节（波特率高字节）定时器相关寄存器(其中 x=015)
9、名称 描述 Bit31Bit6 Bit5 Bit4Bit0VICVectorCntlx 向量控制寄存器 - 向量 IRQ 使能 分配给该向量 IRQ 通道的中断请求源或软件中断的编号VICVectorAddrx 向量地址寄存器 存放对应向量 IRQ 中断服务程序的地址VICIntSelect 中断选择寄存器 第一位对应一个中断源，1 为 FIQ，0 为 IRQVICIntEnable 中断使能寄存器 第一位对应一个中断源，1 允许，0 禁止定时器相关寄存器(其中 n 为 0 或 1)名称 描述 Bit31Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0TnTC 定时器计数器
10、，32 位TnPR 预分频寄存器，32 位，TnMR0 匹配寄存器 0 32 位的匹配值，可通过 MCR 设定为在匹配时产生复位、停止计数或中断等TnMCR 匹配控制寄存器 其它类推 MR1 停止 MR1 复位 MR1 中断MRO 停止 MR0 复位 MRO 中断TnIR 中断标志寄存器 CAP3 CAP2 CAP1 CAP0 MR3 MR2 MR1 MROTnTCR 控制寄存器 - 使能 复位外部中断相关寄存器名称 描述 Bit7Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0EXTMODE 外部中断模式寄存器 - 0 电平触发，1 边沿触发EXTPOLAR 外部中断极性寄存器 - 0 为低
11、电平或下降沿，1 为高电平或上升沿EXTINT 外部中断标志位 - EINT3 标志 EINT2 标志 EINT1 标志 EINT0 标志（样题到此结束）注意：以下内容从网络上收集的，虽与本课程相关，但仅供参考。一、填空题：1. 嵌入式系统在硬件设计、操作系统的选择、以及软件的设计上都要遵循“面向应用、量体裁衣、够用为度” 的原则。2. 嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件，是控制、辅助系统运行的硬件单元。3. 试列举三种以上主流的通用处理器：ARMStrongARM、MIPS 、PowerPC、X86 、68KColdfire。4. ARM 处理器共有 37 个寄存器，其中包括 31 个通用寄
12、存器和 6 个状态寄存器。5. ARM 处理器有 7 种不同的处理器模式，在每一种处理器模式下均有一组相应的寄存器与之对应。即在任意一种处理器模式下，可访问的寄存器包括 15 个通用寄存器（R0 R14） 、一至二个状态寄存器和程序计数器。6. 寄存器 R13 在 ARM 指令中常用作堆栈指针。 R14 也称作子程序连接寄存器或连接寄存器 LR，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和 R14_und 用来保存 R15 的返回值。7. ARM 微处理器的在较新的体系结构中支持两种指令集：ARM 指令集（指令长度为 32位）和 Th
13、umb 指令集（指令长度为 16 位） 。8. 寄存器 R15 用作程序计数器 (PC)。该寄存器在 ARM 状态下，位1:0为 0，位31:2用于保存 PC；在 Thumb 状态下，位0 为 0，位31:1 用于保存 PC。9. 寄存器 R16 用作 CPSR(当前程序状态寄存器) ，CPSR 可在任何运行模式下被访问。每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器，称为 SPSR（备份的程序状态寄存器）。10. Thumb 状态下的寄存器集是 ARM 状态下寄存器集的一个子集，程序可以直接访问 8 个通用寄存器（R7R0） 、程序计数器（ PC） 、堆栈指针（SP ） 、连接寄存器（LR）
14、和CPSR。11. 每一条 ARM 指令包含的条件码位于指令的最高 4（ 31:28）位，每种条件码可用两个字符表示，可以添加在指令助记符的后面和指令同时使用。12. 函数的参数传递方法有两种：R0R3 寄存器和堆栈。13. 处理器有五种地址空间：寄存器地址空间、程序存储器地址空间、内部数据存储器地址空间、外部数据存储器地址空间、IO 地址空间。每种处理器有其中的一种或几种地址空间。14. 试列举三种以上常见的嵌入式操作系统：Xinu、uC/OS-II、eCOS、LynxOS、pSOS+、QNX、VRTX、Linux 、 VxWorks、Nucleus 、inCE 。二、名词解释：1. 嵌入式
15、系统：一个成为其他产品构成成分的、为特殊目的而个性化设计的计算机软、硬件的组合。2. 微控制器(Micro Controller Unit)：又称单片机，它是将整个计算机系统集成到一块芯片中，由于微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称微控制器。3. ARM 处理器： ARM 处理器是英国 ARM(Advanced RISC Machines)公司设计的全球领先的 1632 位 RISC 微处理器， ARM 公司通过转让 RISC 微处理器，外围和系统芯片设计技术给合作伙伴，使他们能用这些技术来生产各具特色的芯片。4. 异常：当正常的程序执行流程发生暂时的停止时，称之为异常，例如
16、处理一个外部的中断请求。5. 寻址方式：所谓寻址方式就是处理器根据指令中给出的地址信息来寻找物理地址的方式。6. I2C 总线：I2C 总线由两根线组成，一根串行时钟总线 SCL 和一根串行数据总线SDA，I2C 总线系统有主控 CPU 控制，所有的受控元器件都挂接在这条线上。9. 大（小）端地址模式：占多字节的数据在存储时，如果高位字节存在低地址（首地址） ，称大端地址模式；如果低位字节存在低地址（首地址） ，称小端地址模式。12. ELF（Executable and Linking Format）：ELF 是 UNIX 系统实验室(USL) 作为应用程序二进制接口（Application
17、 Binary Interface（ABI） ）而开发和发布的，已被软件业广泛采用，在 Linux 系统中 ELF 格式是其默认的目标文件格式，许多嵌入式软件都采用 ELF 格式作为目标文件格式。15. 目标系统(target system)：指应用程序运行的环境，可以是基于 ARM 的硬件系统，也可以是 ARM 仿真运行环境。16. 生成目标(build target)：指的是用于生成特定的目标文件的生成选项(包括汇编选项、编译选项、连接选项和连接后处理选项等)以及所用的所有的文件的集合。17. RTOS：即实时操作系统，是指目标系统在指定的时间内输出结果的实时系统。适时不是指快速处理，而是
18、不能超过指定的时间。18. 任务：任务是代码运行的一个映像，从系统的角度看，任务是竞争系统资源的最小运行单元。19. 临界区：指处理时不可分割的代码。一旦这部分代码开始执行，则不允许任何中断打入。20. 资源：任何为任务所占用的实体都可称为资源。三、问答题：1. 嵌入式系统同通用型计算机系统相比具有哪些特点？答：嵌入式系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：1）嵌入式系统是面向特定应用的。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。4）嵌入式系统具有较长的生命周期。5）嵌入式系统中的软件一般都固化在存
19、储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。6）嵌入式系统本身不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。2. 请比较嵌入式系统与 PC 机的异同。答：1）共同点：计算机科学的三代基石：计算机体系结构、操作系统原理和编译原理。2）异同点：表现在处理器与存储器的选择、输入/输出的配置、操作系统的使用、以及软件开发的方法与过程等方面。3. 试比较嵌入式系统与单片机的联系与区别：答：1）联系：重量级的单片机可视为嵌入式系统，而轻量级的嵌入式系统与单片机则没有很大的差别；也就是说，单片机是嵌入式系统的前身，嵌入式系统是增强版的单片机。2）区别：在处理能力、存储空间、操作系统、开发及
20、调试方法等方面均有区别。4. 简述嵌入式系统的工程步骤及开发流程。答：嵌入式系统开发的工程步骤及开发流程如下：1）系统需求；2）风险评估；3）制订系统规格；4）系统规划；5）系统设计；6）系统实现；7）系统测试；8）售后服务；9）项目总结。5. 简述采用 RISC 架构的 ARM 微处理器的特点。答：采用 RISC 架构的 ARM 微处理器一般具有如下特点：1）体积小、低功耗、低成本、高性能；2）支持 Thumb（16 位）/ARM （32 位）双指令集，能很好的兼容 8 位/16 位器件；3）大量使用寄存器，指令执行速度更快；4）大多数数据操作都在寄存器中完成；5）寻址方式灵活简单，执行效率
21、高；6）指令长度固定；6. 嵌入式 RISC 处理器“ARM7TMDI”中 TDMI 的基本含义是什么？答：ARM7TMDI 是目前使用最广泛的 32 位嵌入式 RISC 处理器，属低端 ARM 处理器核。TDMI 的基本含义为：T ：支持 16 为压缩指令集 Thumb；D：支持片上 Debug；M：内嵌硬件乘法器（Multiplier）I：嵌入式 ICE，支持片上断点和调试点；7. ARM 微处理器内核是如何进行异常处理的？答：1）当异常产生时，ARM 内核拷贝 CPSR 到 SPSR_，设置适当的 CPSR 位：改变处理器状态进入 ARM 态，改变处理器模式进入相应的异常模式，设置中断禁
22、止位禁止相应中断(如果需要)；保存返回地址到 LR_，设置 PC 为相应的异常向量。2）返回时，异常处理需要从 SPSR_恢复 CPSR，从 LR_恢复 PC，注意:这些操作只能在 ARM 态执行。9. ARM 提供的可执行映像文件的模板包括哪 3 个生成目标？各包含什么调试信息？答：ARM 提供的可执行的映像文件的模板包括了下面 3 个生成目标：1）Debug 使用本生成目标生成的映像文件中包含了所有的调试信息，用于在开发过程中使用；2）Release 使用本生成目标生成的映像文件中不包含调试信息，用于生成实际发行的软件版本；3）DebugRel 使用本生成目标生成的映像文件中包含了基本的调
23、试信息。10. 为什么需要嵌入式操作系统？答：嵌入式系统与一般的系统不同，设计成为执行特定的操作，但是初期的嵌入式系统比较单纯，不需要特殊的操作系统，由人来编写程序并顺序执行，只有当中间发生中断时才会暂时脱离此顺序程序。过去的嵌入式系统主要与简单而顺序的操作有关，使用操作系统成为浪费和不必要的举措。但是最近的嵌入式系统领域中系统本身相当庞大，网络和多媒体成为系统的基本功能，嵌入式系统要做的事情既多又复杂，顺序程序的操作变得越来越难。因而在嵌入式系统中出现了操作系统的概念，要满足其实时的要求，进而产生了实时操作系统。11. 简述 C/OS-操作系统的移植条件。答：要使 C/OS-正常运行,处理器
24、必须满足 5 个要求：a)处理器的 C 编译器能产生可重入型代码；b)处理器支持中断,并且能产生定时中断；c) 用 C 语言就可以开 /关中断；d)处理器能支持一定数量的数据存储硬件堆栈；e)处理器有将堆栈指针以及其它 CPU 寄存器的内容读出,并存储到堆栈或内存中去的指令。13. 字符设备和块设备的主要区别是什么？答：字符设备和块设备的主要区别是：在对字符设备发出读写请求时，实际的硬件 I/O 一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作为缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求时，就返回请求的数据，如果不能就调用请求函数来进行实际的I/0 操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的 CPU 时间来等待。14. 简要说明嵌入式操作系统多任务通讯的常用方式。答：多任务通讯的方式：a)共享内存，主要是数据的共享； b)信号量，用于基本的互斥和任务同步；c) 消息队列和管道，单 CPU 的消息传送；d)Socket 和远程过程调用，用于网络间任务消息传送。
