微机原理与嵌入式系统基础 练习and答案.pdf

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)在处理器工作中的作用。答:在ARM处理器中使用R实现对断点和调用点的记录,即使用R用作返回链接寄存器(LinkRegister,LR)。在硬件上CPU自动完成相应返回点的记录。需要时,可依据LR寄存器中的值追溯返回点。、分别简述ARM处理器中的CPSR、SPSR在处理器工作中的作用。:..答:ARM处理器中只有一个CPSR寄存器,被各模式共用,它记录了处理器当前的状态、模式、中断屏蔽状态以及处理器的运算状态标志。ARM处理器中含有个存储程序状态寄存器SPSR(SavedProgramStatusRegister),他们分别为SPSR_svc、SPSR_abt、SPSR_und、SPSR_irq、SPSR_fiq,分别隶属于ARM处理器的种异常模式。当处理器因某种异常发生而进入到对应的异常模式时,相应模式的SPSR将自动地备份CPSR的原值,将来可使用此SPSR中保存的备份值恢复CPSR。、结合CPSR的结构,说明其中的M[:]的作用和T位的作用。MCTVMMZIMFMN答:M[:]位用于标志处理器的当前模式;T位用于标志处理器的当前状态。、结合CPSR的结构,说明其中的I位和F位的作用。MCVMMINZMFTM答:I位用于标志处理器对于IRQ异常的屏蔽状态;I=时,表示处理器屏蔽了IRQ异常,I=时,表示处理器可以响应IRQ异常。时,表F=异常,FIQ时,表示处理器屏蔽了F=异常的屏蔽状态;。、简述ARMTDMI内部有哪些寄存器及特点。答:ARM微处理器内共有个位的程序可访问寄存器物理资源,其中个通用寄存器,个状态寄存器。寄存器寄存器x各种模式类别下可见的寄存器x名系用fiqirq未定义管理终止fOSC统户将Fosc提升产生稳定的到合适的频率时钟信号RF晶OSCON/ORFCCLK体晶体FF:..RRRRRRRR通RR用RR寄RR存R_fiqRR器R_fiqRRR_fiqRRR_fiqRRR_fiqRRR_fiqR_irqR_abtR_undR(SP)RR_svcR_fiqR_irqR_abtR_undR(LR)RR_svcRR(PC)CPSRCPSR状态寄存器SPSR_fiqSPSR_undSPSR_irq--------SPSR_svcSPSR_abtSPSR含义标志条件助记符Z=EQ相等Z=NE不相等C=CS/HS无符号数大于或等于C=CC/LO无符号数小于N=MI负数N=PL正数或零V=VS溢出V=VC没有溢出C=,Z=HI无符号数大于C=,Z=LS无符号数小于或等于N=VGE有符号数大于或等于N!=VLT有符号数小于Z=,N=VGT有符号数大于Z=,N!=VLE有符号数小于或等于AL无条件执行任何(指令默认条件)CPU内核PLLPLL振荡器振荡器F唤外接晶体或醒VPB唤醒VPB个模式共用的数据寄存器;R~R:是R~R;,其他种模式共用一套:R~RFIQ模式具有私有的R~R。R、RR:用户模式和系统模式公用一套R、,其他种模式各自具有私有的R、R;R,用作为程序计数器寄存器PCR:个模式共用,用作为当前程序状态寄存器;个模式共用CPSRCPSR:。种异常模式各自具有私有的SPSRSPSR:ARM处理器中有哪几种异常?什么是ARM处理器的异常?、中,异常是一些事件,这些事件能导致正常的程序执行流程被暂时地停止,而进入到该答:在ARM中定义了复位、未定义事件对应的处理器异常模式并对该事件进行处理,这个过程称作异常响应。ARM等种异常。irq以及fiq指令、SWI(软中断)、预取指终止、预取数终止、FIQ异常处理过程,说明其异常向量地址。IRQ分别简述ARM的、、同时处理器会自动转换到地址单元取指执行,CPU自动转移到xC异常时,答:发生FIQ地址单元取指执行,同时处理器会自动转x异常时,快中断模式。发生IRQCPU自动转移到xC、x异常向量地址分别是:FIQ、IRQ中断模式。IRQ换到.:..IRQ异常处理过程:??备份PC、CPSR的值到LR_irq、SPSR_irq;??CPSR的I位置‘',F位无影响,禁止IRQ异常;??CPSR的M[:]赋值‘b',处理器转入到ARM状态的irq模式;??PC(R)←x;FIQ异常处理过程:??备份PC、CPSR的值到LR_fiq、SPSR_fiq;??CPSR的I位和F位置‘',禁止IRQ、FIQ异常;??CPSR的M[:]赋值‘b',处理器转入到ARM状态的fiq模式;??PC(R)←xC;、ARM处理器对哪些异常可以屏蔽控制?如何屏蔽或允许控制?答:ARM处理器对IRQ、FIQ异常可以屏蔽控制;对CPSR寄存器的I_bit和F_bit置‘'或清‘'可以分别屏蔽或允许响应IRQ、FIQ异常。序号CPSRbit值说明CPSR[I]=,屏蔽IRQ异常响应;=,允许IRQ异常响应;CPSR[F]=,屏蔽FIQ异常响应;=,允许FIQ异常响应;、说明CPSR中T位的作用,ARM处理器如何切换状态?答:T----处理器状态控制位;‘'---Thumb状态,‘'---ARM状态。ARM处理器必须通过BX指令进行状态切换。、存储器和IO端口统一编址和独立编址各有什么特点?ARM处理器采用哪种编址方式?答:统一编址方式---存储器单元资源和IO端口资源统一编址在一个地址空间。特点:按地址空间位置约定各分类资源,访问IO端口如同访问存储器单元,无需专用的IO访问指令。芯片上没有专用于IO访问的引脚。独立编址方式---存储器资源和IO端口资源分别编址在两个地址空间,存储器地址空间和IO地址空间。特点:按资源分类的地址空间清晰,使用不同的指令访问存储器和IO端口,处理器指令系统中既有存储器访问指令,又有专用的IO访问指令。芯片上有专用于IO访问的引脚。ARM处理器的存储结构采用冯·诺依曼存储体系结构,程序存储器、数据存储器和I/O统一编址(即使用同一个地址空间),指令和数据共用一条位的数据总线。、大端存储模式和小端存储模式的含义是什么?画出数据x分别以大端存储模式和小端存储模式存储在x单元的具体存储格式。答:高位数据存储在高地址字节,这种组织数据的存储方式称为‘小端模式';另一种则反之,高位数据存储在低地址字节,这种组织数据的存储方式称为‘大端模式';数据x以小端存储模式存储在x单元的具体存储格式:字节地址单元单元数据xx:..xxxxxx数据x以大端存储模式存储在x单元的具体存储格式:字节地址单元单元数据xxxxxx第章练****题、ARMTDMI支持哪几种指令集,各有什么特点?答:ARMTDMI支持位的ARM指令集和位的Thumb指令集。ARM指令集效率高、功能全,但是代码密度低,所有ARM指令都是可以有条件执行的;Thumb指令集,功能上是ARM指令集的子集,Thumb状态下的ARMTDMI(-S)仍然是位的处理器,因此具有更高的代码密度;Thumb指令中仅有B指令具备条件执行功能。、ARM指令的寻址方式有几种?并指出下列指令中源操作数的寻址方式。⑴ADDR,R,R⑵LDRR,[R]⑶MVNR,#xF⑷LDMIAR,{R-R}⑸STRR,[R,#x]⑹LDRR,[R,R]⑺MOVR,R,ROR#⑻LDRR,[R],#x答:ARM处理器寻址方式可以分为两大类:数据处理指令操作数寻址方式和存储器访问指令操作数寻址方式,其中数据处理指令操作数寻址方式又可分为立即数寻址方式、寄存器寻址方式和寄存器移位寻址方式种类型;存储器访问指令操作数寻址方式又可以分为寄存器间接寻址、基址变址寻址、相对寻址、多寄存器寻址(块拷贝寻址)和堆栈寻址种类型。⑴ADDR,R,R寄存器寻址方式⑵LDRR,[R]寄存器间接寻址⑶MVNR,#xF立即数寻址方式⑷LDMIAR,{R-R}多寄存器寻址(块拷贝寻址)⑸STRR,[R,#x]相对寻址⑹LDRR,[R,R]基址变址寻址⑺MOVR,R,ROR#寄存器移位寻址方式⑻LDRR,[R],#x相对寻址:..、ARM指令的基本格式?答:ARM指令的基本格式如下:<指令助记符>{<执行条件>}{S}<目标寄存器>,<第操作数的寄存器>{,<第操作数>}{}{S},{,}其中,<>号内的项是必需的,{}号内的项是可选的。如是指令助记符,是必须含有的,而{}为指令执行条件,是依据实际需要可选项。若不书写,则使用默认条件AL(无条件执行)。opcode指令助记符,用于指定指令的操作功能。执行条件,用于指定指令的执行条件。condS用于指定指令的执行是否影响CPSR寄存器的值,书写时影响CPSR。Rd目标寄存器,用于存放运算的结果。Rn第个操作数的寄存器。用于存放参与运算的操作数。operand第个操作数。用于指定参与运算的操作数。、指出下列指令是否正确,若不正确请说明原因。⑴MOVR,#⑵MVNR,#xF⑶LDMIAR,{R-R}⑷ADDR,R,#!⑸LDRR,[R]!⑹MRSPC,CPSR⑺LDMFDR!,{R,R-R}⑻ADDR,[R],R答:()对()错,MVN指令中的源操作数不是bit位图数据()对()错,立即数后不能附加!操作符()对()对()对()错,ADD指令中的操作数不能用存储器访问寻址方式、何谓ARM指令的条件码?默认的条件码是什么?举例说明ARM指令的条件码对指令执行的影响。答:所谓的ARM指令条件码分别对应了CPSR寄存器标志位(N、Z、C、V)的个值组合状态,处理器根据CPSR中标志位N、Z、C和V的值来确定该指令是否执行,当CPSR中的条件码标志满足时,处理器执行本条指令,否则本条指令等价于空操作。其中条件(AL)是缺省条件,可以省略。如果指令不含有条件码时,就默认是该条件。、解释“满堆栈”、“空堆栈”、“递增堆栈”和“递减堆栈”?ARM指令系统中是如何支持的?答:满堆栈就是堆栈指针总是指向最后压入堆栈的数据的存储单元的堆栈,堆栈指针所指单元中含有堆栈数据;空堆栈就是堆栈指针总是指向下一个将要放入数据的存储单元的堆栈,堆栈指针所指单元中未含有堆栈数据;递增堆栈就是堆栈底部位于低地址处,入栈操作后堆栈向高地址方向增长的堆栈;递减堆栈就是堆栈底部位于高地址处,入栈操作后堆栈向低地址方向增长的(指针地址递减)的堆栈;:..ARM指令系统支持的是满递减堆栈,即堆栈底部位于高地址处,堆栈向低地址方向递减,且堆栈指针总是指向最后压入堆栈的数据的存储单元;、请说明MOV指令与LDR加载指令的区别和用途。答:MOV指令用于将位位图立即数或寄存器数据传送到目标寄存器(Rd),也可用于移位运算等操作。LDR指令用于从存储器中加载一个数据到寄存器中。用于访问存储器操作。、什么是‘文字池'?它在ARM汇编程序中用和用途?答:文字池是镶嵌在代码中的一段存储空间,可用来存放常量数据;,也可以是存储单元地址。bit立即数的访问。LDRARM汇编语言中使用加载指令附加文字池的方法,以实现对任意BX指令的功能差别?简述它们的应用场合。B指令、BL指令与、解释B指令跳转到标号指定的地址执行程序。答:R中,然后跳转到标号指定地址运行程序。BL指令先将下一条指令的地址拷贝到置位,中的标志T,则跳转时自动将CPSR为BX指令跳转到Rm指定的地址处执行程序,若Rm[]清零,即把中的标志T,则跳转时自动将CPSR即把目标地址的代码解释为Thumb代码;若Rm[]为ARM代码。该指令用于处理器状态切换。目标地址的代码解释为C语言功能描述:ARM汇编指令条件码如下表,分析下两段程序片断的功能,写出其等价的类、NV从不执行(不要使用)任何程序片断:程序片断:CMPR,RCMPR,#CMPNER,#R,R,#ADDHIADDNER,R,#ADDLSR,R,R)()if((R!=)&&(R!=))R>Rif)答:((R=R+R;;R++elseR++;使用、代码语句。C汇编指令的条