嵌入式题
简答题 一、ARM 处理器的 7 种工作模式 处理器工作模式 简 写 描 述 用户模式（User）usr 正常程序执行模式，大部分任务执行在这种模式下 快速中断模式（FIQ）fiq 当一个高优先级（fast）中断产生时将会进入这种模式，一般用于高速数据传输和通道处理 外部中断模式（IRQ）irq 当一个低优先级（normal）中断产生时将会进入这种模式，一般用于通常的中断处理 特权模式（Supervisor）svc 当复位或软中断指令执行时进入这种模式，是一种供操作系统使用的保护模式 数据访问中止模式（Abort）abt 当存取异常时将会进入这种模式，用于虚拟存储或存储保护 未定义指令中止模式（Undef）und 当执行未定义指令时进入这种模式，有时用于通过软件仿真协处理器硬件的工作方式 系统模式（System）sys 使用和 User 模式相同寄存器集的模式，用于运行特权级操作系统任务 二、（11 选 5）：
1 嵌入式组成 从体系结构上看，嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入式软件组成。其中嵌入式处理器通常是单片机或微控制器，支撑硬件主要包括存储介质、通信部件和显示部件等，嵌入式软件则包括支撑硬件的驱动程序、操作系统、支撑软件及应用中间件等 2 SDRAM 特点及作用 与Flash存储器相比，SDRAM不具有掉电保持数据的特性，但其存取速度大大高于Flash存储器，且具有读/写的属性。
SDRAM 在系统中主要用作程序的运行空间、数据及堆栈区。当系统启动时，CPU 首先从复位地址 0x0 处读取启动代码，在完成系统的初始化后，程序代码一般应调入 SDRAM 中运行，以提高系统的运行速度，同时，系统及用户堆栈、运行数据也都放在 SDRAM 中。
SDRAM 具有单位空间存储容量大和价格便宜的优点，已广泛应用在各种嵌入式系统中 3 NOR FLASH 作用 4 串行接口电路 电平转换电路 MAX3232 引脚分布图 引 脚 名 称 功 能 描 述 引 脚 名 称 功 能 描 述
1 DCD 数据载波检测 5 GND 地 2 RXD 数据接收 6 DSR 数据设备准备好 3 TXD 数据发送 7 RTS 请求发送 4 DTR 数据终端准备好 8 CTS 清除发送 串口电路 5 JTAG（Joint Test Action Group，联合测试行动小组）是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试，JTAG 技术是一种嵌入式调试技术，它在芯片内部封装了专门的测试电路 TAP（Test Access Port，测试访问口），通过专用的 JTAG 测试工具对内部节点进行测试。
JTAG 测试允许多个器件通过 JTAG 接口串联在一起，形成一个 JTAG 链，能实现对各个器件分别测试。JTAG 接口还常用于实现 ISP（In-System Programmable，在系统编程）功能，如对 Flash 器件进行编程等。
通过 JTAG 接口，可对芯片内部的所有部件进行访问，因而是开发调试嵌入式系统的一种简洁高效的手段。目前 JTAG 接口的连接有两种标准，即 14 针接口和 20 针接口 标准的 JTAG 接口是 4 线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为测试模式选择、测试时钟、测试数据输入和测试数据输出。
20 针 JTAG 接口定义，接口定义如表 5-1 所示。
表 5-1 GTAG 接口定义 引 脚 名 称 描 述 1 VTref 目标板参考电压，接电源 2 VCC 接电源 3 nTRST 测试系统复位信号 4、6、8、10、12、14、16、18、20 GND 接地 5 TDI 测试数据串行输入 7 TMS 测试模式选择 9 TCK 测试时钟 11 RTCK 测试时钟返回信号 13 TDO 测试数据串行输出 15 nRESET 目标系统复位信号 17、19 NC 未连接 电路如图 5-8 所示。
图 5-8 GTAG 电路 6 Nor Flash 和 Nand Flash 对比 1）．接口对比 Nor Flash 带有通用的 SRAM 接口，可以轻松地挂接在 CPU 的地址、数据总线上，对CPU 的接口要求低。Nand Flash 器件使用复杂的 I/O 口来串行地存取数据，8 个引脚用来传送控制、地址和数据信息。
2）．容量和成本对比 相比起 Nand Flash 来说，Nor Flash 的容量要小。在价格方面，Nor Flash 比 Nand Flash高，3）．可靠性对比 Nand Flash 中的坏块是随机分布的。坏块问题在 Nor Flash 上是不存在的。
在 Flash 的位翻转（一个 bit 位发生翻转）现象上，Nand Flash 的出现几率要比 Nor Flash大得多。
4）．寿命对比 在 Nand Flash 中每个块的最大擦写次数是一百万次，而 Nor Flash 的擦写次数是十万次。
5)．升级对比 Nor Flash 的升级较为麻烦，因为不同容量的 Nor Flash 的地址线需求不一样，所以在更换不同容量的 Nor Flash 芯片时不方便。通常我们会通过在电路板的地址线上做一些跳接电阻来解决这样的问题，针对不同容量的 Nor Flash。而不同容量的 Nand Flash 的接口是固定的，所以升级简单。
6）．读写性能对比 Nand Flash 执行擦除操作是十分简单的，而 Nor Flash 则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为 1。擦除 Nor Flash 时是以 64～128KB 的块进行的，执行一个写入/擦除操作的时间约为 5s。擦除 Nand Flash 是以 8～32KB 的块进行的，执行相同的操作最多只需要 4ms。Nor Flash 的读速度比 Nand Flash 稍快一些。
7 嵌入式 Linux 开发环境 交叉开发环境是由开发主机和目标板两套计算机系统构成的。目标板 Linux 软件是在开发主机上编辑、编译，然后加载到目标板上运行的,还要借助各种连接手段。
图 7-1 反映了嵌入式 Linux 的交叉开发环境。其中，HOST 代表开发主机，我们的源程序、编译器都存放在这里。TARGET是目标平台，也就是 ARM 开发板。Linux 内核、应用程序会传到这上边运行。在开发过程中，一般采用 NFS（网络文件系统）挂载根文件系统，而这个根文件系统都存放在 HOST中。
嵌入式开发环境主要包括哪些组件？ 嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括 宿主机 目标机（评估电路板） 基于 JTAG 的 ICD 仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器 ICE 运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境 嵌入式操作系统 8、uboot 功能 U-Boot 能够支持 PowerPC、ARM、X86、MIPS 体系结构的上百种开发板，是功能最多、灵活性最强并且开发最积极的开放源码 Bootloader Boot Loader 在嵌入式系统中主要起什么作用？完成哪些主要的工作？ Boot Loader 是在嵌入式系统复位启动时，操作系统内核运行前，执行的一段程序。通过 Boot Loader，初始化硬件设备，建立内存和 I/O 空间映射图，为最终加载操作系统内核调整好适当的系统软硬件环境。
9 Linux 内核？移植所做事情？ Linux 内核是 Linux 操作系统的核心，也是整个 Linux 功能体现 它是用 C 语言编写，符合 POSIX 标准。
对于内核移植工作来说，主要是添加开发板初始化和驱动程序的代码。
10 嵌入式系统硬件组成:电源电路，时钟电路，复位电路，JTAG 接口电路，Nor Flash 电路，Nand Flash 电路，SDRAM 电路，串行接口电路，以太网接口电路，蜂鸣器电路及其 PWM电路，按键电路，实时时钟，A/D 转换器电路，IIS 音频接口电路，SD 卡接口电路，LCD电路，USB 接口电路 11 软中断指令 SWI 当指令 SWI 指令时，会发生什么？ 软件中断指令（Software Interrupt，SWI）用于产生软中断，从而实现从用户模式变换到管理模式，CPSR 保存到管理模式的 SPSR 中，执行转移到SWI 向量，在其他模式下也可以使用 SWI 指令，处理器同样切换到管理模式。
在 SWI 异常中断处理程序中，取出 SWI 立即数的步骤为：首先确定引起软中断的 SWI 指令是 ARM 指令还是 Thumb 指令，这可通过对 SPSR 访问得到；然后要确定该 SWI 指令的地址，这可通过访问 LR 寄存器得到；最后读出指令，分解立即数。
图 7-1 交叉开发环境
