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增选习题及解答-单片机嵌入式系统学习指导、实验指导

时间:2023-10-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据异常类型,设置CPSR运行模式。若cache使能,根据ARM输出的虚拟地址在cache中搜索:若cache命中,ARM处理器与cache交换数据;若cache禁止或cache未命中,则首先访问TLB,根据ARM输出的虚拟地址在TLB中搜索。答:仿真电路如图12-2所示。图12-2 增选习题5附图C语言源程序如下:

增选习题及解答-单片机嵌入式系统学习指导、实验指导

1.与通用计算机相比,嵌入式系统有哪些特点?

答:嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU,与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中,它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化,移动能力大大增强,跟网络的耦合也越来越紧密。

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。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。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,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行,因此嵌入式系统产品一旦进入市场,就会具有较长的生命周期。

2.ARM7TDMI采用几级流水线?使用何种存储器编址方式?

答:它采用了三级流水线(取指、译码、执行),使用了冯·诺依曼(Von Neumann)结构,指令和数据共用一条32位总线。

3.试述ARM处理器对异常中断的相应过程?

答:当一个异常出现以后,ARM处理器执行完一个指令后(复位异常除外)会执行以下几步操作:

(1)将下一条指令的指令地址存入相应寄存器LR(R14_XXX)中,以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行,并将CPSR复制到相应的SPSR中。

(2)根据异常类型,设置CPSR运行模式。

(3)强制PC从相关的异常向量地址取一条指令执行,从而跳转到相应的异常处理程序处。(www.xing528.com)

4.简述MMU使能时存储访问过程

答:通过配置cp15寄存器,设置MMU使能。若cache使能,根据ARM输出的虚拟地址在cache中搜索:若cache命中,ARM处理器与cache交换数据;若cache禁止或cache未命中,则首先访问TLB,根据ARM输出的虚拟地址在TLB中搜索。若TLB命中,则将TLB中物理页地址与虚拟地址的页内偏移量拼接成物理地址,访问主页,并把该块数据读取到cache中;若cache且TLB均未命中,则访问主页中的页表。

5.ARM的P0.0口接LED,串行接口接Proteus的虚拟终端。每隔一段时间改变一次LED的状态,并且回答在串行接口上输出LED的当前状态。试搭建Proteus仿真电路并编写C语言程序。

答:仿真电路如图12-2所示。

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图12-2 增选习题5附图

C语言源程序如下:

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