1、第二章 ARM體系結(jié)構(gòu)一、填空1、 ARM微處理器支持7種運行模式為 、 、 、 、 、 、 。用戶模式usr： ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài)快速中斷模式fiq： 用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道處理外部中斷模式irq： 用于通用的中斷處理管理模式svc： 操作系統(tǒng)使用的保護模式數(shù)據(jù)訪問終止模式(abt)： 當數(shù)據(jù)或指令預(yù)取終止時進入該模式，可用于虛擬存儲及存儲保護。系統(tǒng)模式sys： 運行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)。未定義指令中止模式und：當未定義的指令執(zhí)行時進入該模式，可用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。2、嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)可以采用 或 結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)可以選 和 。馮· 諾依曼體系結(jié)構(gòu)

2、:程序和數(shù)據(jù)共用一個存儲空間，程序指令存儲地址和數(shù)據(jù)存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置，采用單一的地址及數(shù)據(jù)總線，程序和數(shù)據(jù)的寬度相同。例如：8086、ARM7、MIPS哈佛體系結(jié)構(gòu):程序和數(shù)據(jù)是兩個相互獨立的存儲器，每個存儲器獨立編址、獨立訪問，是一種將程序存儲和數(shù)據(jù)存儲分開的存儲器結(jié)構(gòu)。例如：AVR、ARM9、ARM10精簡指令系統(tǒng) RISC 復(fù)雜指令集系統(tǒng) CISC 3、 AMBA定義了3組總線 、 和 。AHB(AMBA高性能總線)：用于高性能。高數(shù)據(jù)吞吐部件，如CPU、DMA、DSP之間的連接。ASB(AMBA系統(tǒng)總線)：用來作處理器與外設(shè)之間的互連，將被AHB取代。APBAMB

3、A外設(shè)總線：為系統(tǒng)的低速外部設(shè)備提供低功耗的簡易互連。系統(tǒng)總線和外設(shè)總線之間的橋接器提供AHB/ASB部件與APB部件之間的訪問代理與緩沖。4、 ARM系列微處理器支持的邊界對齊格式有： 、 和字對齊。字節(jié)對齊半字對齊5、 RS-232C的幀格式由四部分組成，包括：起始位、 、奇偶校驗位和 。數(shù)據(jù)位停止位6、 ARM微處理器有 種工作模式，它們分為兩類 、 。其中用戶模式屬于 。七非特權(quán)模式 特權(quán)模式非特權(quán)模式7、 ARM7TDMI采用 級流水線結(jié)構(gòu)，ARM920TDMI采用 級流水線。358、 ARM支持兩個指令集， ARM核因運行的指令集不同，分別有兩個狀態(tài) 、 ，狀態(tài)寄存器CPSR的 位

4、反映了處理器運行不同指令的當前狀態(tài)。ARMThumb T 9、ARM 處理器共有37個寄存器,包括31個 和6個 。通用寄存器 (包括PC在內(nèi))這些寄存器都是32位的狀態(tài)寄存器這些寄存器也是32位的，但是只使用了其中的12位二、選擇題1、下面哪一種工作模式不屬于ARM特權(quán)模式 。A、用戶模式B、系統(tǒng)模式C、軟中斷模式D、FIQ模式2、ARM920T的工作狀態(tài)包括 。A、測試狀態(tài)和運行狀態(tài)B、掛起狀態(tài)和就緒狀態(tài)C、就緒狀態(tài)和運行狀態(tài)D、ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)3、RS232-C串口通信中，表示邏輯1的電平是 。A、0vB、3.3vC、5v15vD、5v15v4、在嵌入式ARM處理器中，下面哪種

5、中斷方式優(yōu)先級最高。 ( )A. ResetB. 數(shù)據(jù)中止C. FIQD. IRQ5、當異常發(fā)生時，寄存器 用于保存CPSR的當前值，從異常退出時則可由它來恢復(fù)CPSR.A、SPSRB、R13C、R14D、R156、CPSR寄存器中反映處理器狀態(tài)的位是 A.J位B.I位   C.F位 D.T位7、以下哪一項不屬于ARM異常中斷 A、復(fù)位 B、IRQ C、條件轉(zhuǎn)移 D、.數(shù)據(jù)終止8、在ARM Linux體系中，用來處理外設(shè)中斷的異常模式是 A、軟件中斷SWIB、未定義的指令異常C、中斷請求IRQD、快速中斷請求FIQ9、存儲一個32位數(shù)0x876165到2000H2

6、003H四個字節(jié)單元中，假設(shè)以小端模式存儲，則2000H存儲單元的內(nèi)容為 。A、0x00   B、0x87  C、0x65   D、0x61 10、寄存器R13除了可以做通用寄存器外，還可以做 。A、程序計數(shù)器  B、鏈接寄存器 C、棧指針寄存器   D、基址寄存器 11、FIQ中斷的入口地址是  。A、0x0000001C   B、0x00000008 C、0x00000018   D、0x00000014

7、0;12、ARM指令集和Thumb指令集分別是  位的。 A. 8位，16位   B. 16位，32位  C. 16位，16位   D. 32位，16位 13、寄存器R15除了可以做通用寄存器外，還可以做 A. 程序計數(shù)器B. 鏈接寄存器C. 堆棧指針寄存器D. 基址寄存器14、以下CPSR寄存器標志位的作用說法錯誤的選項是 。A. N：負數(shù) B. Z：零 C. C：進位 D. V: 借位15、嵌入式系統(tǒng)最常用的數(shù)據(jù)傳送方式是。A、查詢B、中斷C、DMAD、I/O處

8、理機16、ARM微處理器的寄存器在Thumb狀態(tài)與ARM狀態(tài)下相同的是A、R8-R12 B、R15和CPSR C、R13-R14 D、R0-R717、ARM寄存器組中除了以下哪組寄存器以外所有處理器模式下都可以訪問 A、 SPSR B、R0-R7 C、CPSR D、R8-R9三、簡答1、請簡述ARM微處理器的用戶模式和特權(quán)模式，以及用戶模式向特權(quán)模式的轉(zhuǎn)換。PPT 43頁除了用戶模式之外的其他6種處理器模式稱為特權(quán)模式特權(quán)模式下，程序可以訪問所有的系統(tǒng)資源，也可以任意地進行處理器模式的切換。特權(quán)模式中，除系統(tǒng)模式外，其他5種模式又稱為異常模式大多數(shù)的用戶程序運行在用戶模式下，此時，應(yīng)用程序不能

9、夠訪問一些受操作系統(tǒng)保護的系統(tǒng)資源，應(yīng)用程序也不能直接進行處理器模式的切換。用戶模式下，當需要進行處理器模式切換時，應(yīng)用程序可以產(chǎn)生異常處理，在異常處理中進行處理器模式的切換。2、 請簡述ARM微處理器兩種工作狀態(tài)集的切換操作及方法。PPT 48頁進入Thumb狀態(tài)當操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為1時，可以采用執(zhí)行BX指令的方法，使微處理器從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)。此外，當處理器處于Thumb狀態(tài)時發(fā)生異常如IRQ、FIQ、Undef等，則異常處理返回時，自動切換到Thumb狀態(tài)。 進入ARM狀態(tài)當操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為0時，執(zhí)行BX指令時可以使微處理器從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)。此外，

10、在處理器進行異常處理時，把PC指針放入異常模式鏈接寄存器中，并從異常向量地址開始執(zhí)行程序，也可以使處理器切換到ARM狀態(tài)。 3、試描述異常發(fā)生時的響應(yīng)的過程。PPT 94-101頁1.在適當?shù)腖R中保存下一條指令的地址，當異常入口來自：·ARM狀態(tài)，那么ARM將當前指令地址加4或加8復(fù)制取決于異常的類型到LR中；·為Thumb狀態(tài)，那么ARM將當前指令地址加2、4或加8 取決于異常的類型復(fù)制到LR中；異常處理器程序不必確定狀態(tài)。將CPSR復(fù)制到適當?shù)腟PSR中；3. 將CPSR模式位強制設(shè)置為與異常類型相對應(yīng)的值；4.強制PC從相關(guān)的異常向量處取指。當異常結(jié)束時，異常處理程

11、序必須：1.將SPSR的值復(fù)制回CPSR；2.假設(shè)在進入異常處理時設(shè)置了中斷禁止位，要在此 清除；3.將LR R14 中的值減去偏移量后存入PC，偏移量根據(jù)異常的類型而有所不同；注：恢復(fù)CPSR的動作會將T、F和I位自動恢復(fù)為異常發(fā)生前的值。在異常處理結(jié)束后，異常處理程序完成以下動作：將SPSR寄存器的值復(fù)制回CPSR寄存器；將LR寄存的值減去一個常量后復(fù)制到PC寄存器，跳轉(zhuǎn)到被中斷的用戶程序。4、簡述ARM匯編語言與C語言和混合編程有哪幾種方式。PPT 205頁匯編程序中調(diào)用C程序C程序中調(diào)用匯編程序C程序中內(nèi)嵌匯編語句從匯編程序中訪問C程序變量5、 什么是小端和大端存儲器組織？假設(shè)一個32

12、位字長的微處理器上定義一個int類型的常量a，其內(nèi)存地址位于0x6000處，其值用十六進制表示為0x12345678，分別寫出以大端和小端存儲的結(jié)果。PPT 114頁小端存儲器系統(tǒng)： 在小端格式中，高位數(shù)字存放在高位字節(jié)中。因此存儲器系統(tǒng)字節(jié)0連接到數(shù)據(jù)線70(低位對齊)。 大端存儲器系統(tǒng)： 在大端格式中，高位數(shù)字存放在低位字節(jié)中。因此存儲器系統(tǒng)字節(jié)0連接到數(shù)據(jù)線3124(高位對齊) 。 6、 簡述ARM的幾個特殊寄存器R13、R14、R15、R16的作用。PPT 58-67頁寄存器R13用作堆棧指針，記作SP。寄存器R13常作為堆棧指針SP。在ARM指令集當中，沒有以特殊方式使用R13的指令

13、或其它功能，只是習慣上都這樣使用。但是在Thumb指令集中存在使用R13的指令。在子程序中寄存器R13不能用作其他用途。寄存器SP在進入子程序時的值和退出子程序時的值必須相等。R14為鏈接寄存器LR，在結(jié)構(gòu)上有兩個特殊功能：·在每種模式下，模式自身的R14版本用于保存子程序返回地址；如果在子程序中保存了返回地址，寄存器R14則可以用作其他用途。·當發(fā)生異常時，將R14對應(yīng)的異常模式版本設(shè)置為異常返回地址有些異常有一個小的固定偏移量。寄存器R15是程序計數(shù)器，記作PC。它指向正在取指的地址。可以認為它是一個通用寄存器，但是對于它的使用有許多與指令相關(guān)的限制或特殊情況。如果R15使用的方式超出了這些限制，那么結(jié)果將是不可