【嵌入式】嵌入式系统开发与应用第二版课后答案第二章(田泽)
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1尝试比较CISC体系结构 和RISC体系结构的特点。ARM为何采用RISC体系结构?
CISC:增加指令集的复杂度,以芯片面积为代价
RISC:只执行最常用的指令,大部分复杂指令由简单指令合成
因为:
组织结构:
1RISC的硬连线的指令编码逻辑
2便于流水线执行
3大多数RISC指令为单周期执行
处理器:
1处理器管芯面积小
2开发时间缩短,开发成本减低
3容易实现高性能,低成本的处理器
2简述ARM体系结构的特点
1.Load/Store 体系结构
2.固定的32为指令
3.3地址指令格式
3什么是Thumb技术,其优点是什么?与ARM指令集相比,Thumb指令集有哪些局限?
Thumb是ARM体系结构的扩展
优点:提高了代码密度
局限:
1.完成相同操作时,Thumb需要更多的指令
2.Thumb指令集没有包含进行异常处理时需要的一些指令
4什么是Thumb-2内核技术?它有哪些特点?
Thumb-2内核技术是ARM体系的新指令集
特点:更高性能,更低功耗,更简短的代码长度
5目前ARM处理器核有哪几种?简述ARM7TDMI内核的重要特性
处理器内核:
ARM7TDMI
ARM9TDMI
ARM10TDMI
ARM11
SecurCore
Cortex
重要特性:
1.能实现ARM体系结构版本4T
2.支持Thumb指令集
3.32*8 DSP乘法器
4.32位寻址空间,4GB线性地址空间
5.包含ICE模块
6分别以ARM7TDMI和ARM9TDMI为例,介绍3级流水线和5级流水线的执行过程,并进行相应的比较
三级流水:取指--->译码--->执行
五级流水:取指--->译码--->执行--->缓冲/数据--->回写
比较:
1三级流水译码不包含reg读,五级流水译码包含reg读
2三级流水执行包含reg读,移位/ALU,reg写,五级流水执行只包含位移/ALU
3五级流水增加了存储器数据访问过程,并将reg写单独分离为一个过程
7ARM Cortex处理器包括哪几个系列?各有什么特点?
ARM Cortex-A系列:微处理器核,能运行通用操作系统
ARM Cortex-R系列:微处理器核,运行实时操作系统
ARM Cortex-M系列:微控制核,功耗低,性能高
8ARM微处理器支持哪几种工作模式?各个工作模式有什么特点?
9ARM处理器共有多少个寄存器?这些寄存器在用户编程的功能中是如何划分的?ARM状态下的通用寄存器可分为哪几类?
10简述ARM状态下分组寄存器R13 R14 R15 的功能以及R15使用的注意事项
11简述ARM程序状态寄存器各位的功能
12试分析Thumb状态与ARm转台寄存器的关系
13ARM体系结构支持哪几种类型的异常?他们之间的优先级关系如何?各种异常与处理模式有何关系?
14简述ARM处理对异常中断响应过程
15ARM如何从异常中断处理程序返回?需要注意哪些问题
16什么是ARM异常中断向量表?它有何作用?存储在什么地方?
17如果FIQ、IRQ和第三个异常(不是复位)同时发生,ARM应该如何处理?
18ARM支持中断嵌套吗?如何实现ARM处理器的中断嵌套?
19ARM处理器支持哪些数据类型
20大端存储与小端存储有何不同?他们对存储数据有什么要求和影响?
21简述ARM的存储层次
22简述存储器管理单元MMU的作用。MMU和MPU有什么不同?
23同意的Cache与分开的Cache有什么区别?他们各自的有点是什么?
24简述ARM协处理器的作用
25AMBA规范定义了几种总线?各自有什么特点?
26简述基于JTAG仿真器的ARM系统调试结构
27简述基于EmbeddedICE的ARM调试结构
28试分析ARM实时调试的完整解决方案
29从应用的角度分析,ARM芯片选择的原则是什么?