《嵌入式ARM系統(tǒng)原理與實例開發(fā)》課后答案免費下載
《嵌入式ARM系統(tǒng)原理與實例開發(fā)》是一本介紹ARM處理器原理與底層程序開發(fā)實例的教材，在內(nèi)容編寫上按由淺入深、從易到難的順序，構(gòu)建了完整的嵌入式ARM底層相關(guān)開發(fā)知識體系。以下是由陽光網(wǎng)小編整理關(guān)于《嵌入式ARM系統(tǒng)原理與實例開發(fā)》課后答案免費下載地址，希望大家喜歡!
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第1 章
(1)嵌入式系統(tǒng)的定義是什么?嵌入式系統(tǒng)具有哪些主要特點?
目前最通用的定義為：“以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。”
答：更為廣泛的概念：“除通用計算機系統(tǒng)外，一切智能的電子設(shè)備都屬于嵌入式設(shè)備”。主要特點如下：在硬件上，嵌入式系統(tǒng)至少擁有一個高性能處理器作為硬件平臺(目前以32 位處理器為主流)，如ARM、MIPS 等處理器。
在軟件上，嵌入式系統(tǒng)擁有一個多任務(wù)操作系統(tǒng)為軟件系統(tǒng)平臺，如Linux、WinCE、Symbian、μc/osII、VxWork 等。
(2)嵌入式系統(tǒng)與傳統(tǒng)的單片機系統(tǒng)在軟件和硬件上有哪些主要的不同?
答：
(1)在硬件上，嵌入式系統(tǒng)至少擁有一個高性能處理器作為硬件平臺，而單片機系統(tǒng)一般為8 位處理器和16 位處理器。
(2)在軟件上，嵌入式系統(tǒng)擁有一個多任務(wù)操作系統(tǒng)為軟件系統(tǒng)平臺，單片機系統(tǒng)則一般為單任務(wù)軟件。
(3)常見的處理器有哪些類型，各有什么特點。各類處理器主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?
答：
微控制器：微控制器的最大特點是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富，適合于控制。
數(shù)字信號處理器：在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法方面進行了特殊設(shè)計，數(shù)字信息信號處理器在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等各種儀器上獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。
微處理器：以最低的功耗和資源實現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求。和工業(yè)控制計算機相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、低功耗、可靠性高的優(yōu)點。
片上系統(tǒng)：主要特點包括(1)改變內(nèi)部工作電壓，降低芯片功耗。(2)減少芯片對外管腳數(shù)，簡化制造過程。(3)減少外圍驅(qū)動接口單元及電路板之間的信號傳遞，可以加快微處理器數(shù)據(jù)處理的速度。(4)內(nèi)嵌的線路可以避免外部電路板在信號傳遞時所造成干擾信號。
(4)在嵌入式系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)具有怎樣主要功能和特點?
答：
方便用戶使用，OS 應(yīng)該使計算機系統(tǒng)使用起來十分方便。
擴展機器功能，OS 應(yīng)該對系統(tǒng)硬件功能進行充分融合利用，擴充機器功能。
管理系統(tǒng)資源，OS 應(yīng)該管理好系統(tǒng)中的所有硬件軟件資源。
提高系統(tǒng)效率，OS 應(yīng)該充分利用計算機系統(tǒng)的資源，提高計算機系統(tǒng)的效率。
構(gòu)筑開放環(huán)境，OS 應(yīng)該構(gòu)筑出一個開放環(huán)境。
支持體系結(jié)構(gòu)的可伸縮性和可擴展性，支持應(yīng)用程序在不同平臺上的可移植性。
(5)常見的實時操作系統(tǒng)有哪些，各有什么特點，具體應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?
答：
Vxworks 操作系統(tǒng)
WinCE 操作系統(tǒng)
Symbian 操作系統(tǒng)
Linux 操作系統(tǒng)
μC/OS
(6)在設(shè)計嵌入式系統(tǒng)時，在選擇嵌入式處理器和實時操作系統(tǒng)時，分別考慮哪些主要因素?
答：
在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計時，以滿足系統(tǒng)要求為依據(jù)。在選擇處理器時，主要考慮功能、功耗、體積、可靠性等因素，在選擇操作系統(tǒng)時，主要考慮操作系統(tǒng)的實時性，可靠性，可裁剪性等。
第2 章
(1)以ARM 為內(nèi)核的32 位微處理器主要有哪些特點，在ARM 內(nèi)核處理器命名上，T、D、M、I、
E、S 和J 各代表什么意義?
答：
T 表示支持16 位Thumb 指令集;
D 表示支持在線Debug;
M 表示內(nèi)嵌乘法器Multiplier;
I 表示嵌入式ICE，支持在線斷點和調(diào)試;
E 表示DSP 指令，支持DSP 的特定指令，主要是16bit;
S 表示具有可綜合功能，提供VHDL 或者Verilog 語言設(shè)計，可以實現(xiàn)自己特定的硬件;
J 表示支持新的JAVA 功能。
(2)通用計算機與嵌入式處理器各采用哪種CPU 架構(gòu)，這兩類在CPU 架構(gòu)主要有哪些不同?
答：
通用計算機：采用馮諾依曼結(jié)構(gòu)的'微處理器的程序空間和數(shù)據(jù)是合在一起的，即取指令和取操作數(shù)都是在同一條總線上，通過時分復(fù)用的方式進行的。大多數(shù)嵌入式處理器：采用哈佛總線結(jié)構(gòu)的芯片內(nèi)部程序空間和地址空間是分開的，這就允許同時取指令(來自程序空間)和同時取操作數(shù)(來自數(shù)據(jù)空間)。
(3)通用計算機與嵌入式處理器各采用哪種指令集，這兩類指令集有哪些不同?
答：
通用計算機：復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機(CISC)包含一個豐富的微代碼系統(tǒng)，簡化了處理器上運行程序的編制.主要有以下幾個特點：
具有大量的指令和尋址方式;
大多數(shù)程序只使用少量的指令就能夠運行。絕大多數(shù)嵌入式處理器：精簡指令系統(tǒng)計算機(RISC)有一個精簡的指令系統(tǒng)。從而提高了微理器的效率，但需要更復(fù)雜的外部程序，也就是把在處理器層沒有完成的工作放到了上層進行，而處理器層少的這些成本可以用對物理器件速度的提高上去。RISC 有下特點：
8/2 原則：80%的程序只使用20%的指令;
采用Load/store 指令模式，凡數(shù)據(jù)由外存到內(nèi)存、內(nèi)存到寄存器方向的流動統(tǒng)一用Load指令，而對于反方向的操作，都用store;
用小指令集、多寄存器、指令執(zhí)行簡單快速;
統(tǒng)一用單周期指令，從根本上克服了CISC 指令周期數(shù)有長有短、偶發(fā)性不確定、運行失常的缺點。
(4)ARM7、ARM9 內(nèi)核處理器各采用幾級流水線，分別是哪幾級流水線結(jié)構(gòu)?
答：
ARM7TDMI 采用三級流水線，分另為取指令、解碼指令和執(zhí)行操作。
ARM9TDMI 采用5 級流水線結(jié)構(gòu)，分別為取指令、譯碼、執(zhí)行、存儲、寫操作五級。
(5)從內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能來看，ARM7、ARM9、Xscal 內(nèi)核處理器各自有哪些不同，主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?
答：
ARM7 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，包括Address Register(地址寄存器)、Address Incrementer(地址累加器)、Resister B ank( 寄存器塊)、Booth’s Multiplie(r 乘法器)、32位ALU 單元、Write/Read Dat aRegister(讀/寫數(shù)據(jù)寄存器)、邏輯控制單元等部分。沒有內(nèi)存管理單片。
ARM9TDMI 處理器內(nèi)核采用ARM V4T 架構(gòu)，增加了可用的存儲器寬度、指令存儲器接口以及數(shù)據(jù)存儲器接口，可以支持16bitThumb 指令集和32btiARM 指令，ARM9 作為高性能的32 位RISC 處理器內(nèi)核，可以實現(xiàn)對指令和數(shù)據(jù)存儲器的同時訪問。如圖2-9 所示為ARM9功能結(jié)構(gòu)圖。主要包含以下結(jié)構(gòu)：
16KB 指令和16KB 數(shù)據(jù)緩存;
存儲管理單元MMU，這有別于ARM7TDMI;
一個AMBA(Advanced Microprocessor Bus Architecture)總線接口;
一個Embedded Trace Macrocell (ETM)接口。
有內(nèi)存管理單元，便于移植操作系統(tǒng)。
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