ARM嵌入式系统入门：课后习题详解与体系结构解析

本资源是一份针对ARM嵌入式系统基础教程第二版的课后习题答案文档，主要涵盖了嵌入式系统及其组件、ARM7体系结构以及相关技术细节。以下是部分内容的详细解析： 1. **嵌入式系统概念**： - 嵌入式系统广泛应用于各种设备中，如示例中的键盘、鼠标和扫描仪，它们都是嵌入式处理器实现特定功能的实例。 - 嵌入式系统定义为一种嵌入在对象或设备内部的专用计算机系统，旨在完成特定任务，并注重尺寸、能耗、性能和成本的平衡。 2. **ARM7体系结构**： - ARM7TDMI中的T代表Thumb指令集的高密度扩展，D提供片上调试支持，M表示支持64位乘法，I则代表嵌入式ICE硬件仿真功能。 - ARM7TDMI采用三级流水线架构，遵循冯·诺依曼存储器模型，内存地址通过这种方式进行编址。 - 处理器模式和状态区分：模式涉及不同寄存器的使用，如用户模式、系统模式等，状态则涉及指令执行，如ARM状态和Thumb状态。 - 寄存器PC（程序计数器）与R15关联，LR（链接寄存器）与R14关联，R13作为堆栈指针SP，CPSR寄存器用于保存条件代码标志和控制标志。 3. **中断管理**： - 禁止IRQ和FIQ中断可通过设置控制位I和F来实现。当I置位时，IRQ中断禁止；F置位则禁用FIQ中断。 - 小端和大端格式下，R2和R1的值保持一致，但在地址0x4000单元的字节顺序不同。 4. **ARM7异常处理**： - 异常是指处理器在执行过程中遇到意外情况，如未定义指令、外部中断等。ARM7TDMI异常包括多种类型，如预取错误、数据访问违例、外部中断请求等。 - 异常发生时，处理器会根据异常类型进入不同的处理模式，如异常模式或未定义模式。进入异常后，内核通常会保存当前状态、处理异常并可能跳转到特定的异常处理程序。 - 异常处理完成后，处理器会执行返回指令，比如从异常模式返回到先前的处理模式，以便继续正常执行。 通过这份文档，学习者可以深入了解ARM7体系结构的工作原理，掌握嵌入式操作系统的基础知识，并且通过解答习题来检验和巩固所学的理论知识。这对于深入理解和实际应用ARM嵌入式系统至关重要。