南昌大学2007-08嵌入式期末考：ARM微处理器与内存管理

南昌大学在2007～2008学年的嵌入式系统期末考试试卷A中涵盖了ARM微处理器的相关知识点，这对于理解和复习嵌入式技术非常有帮助。以下是一些关键知识点的详细解析： 1. **ARM工作模式**： ARM微处理器支持7种工作模式，这些模式分为非特权模式和特权模式。非特权模式包括用户模式（User）、系统模式（System）、FIQ模式（Fast Interrupt）、IRQ模式（Interrupt Request）等，用户模式属于非特权模式，是程序执行的基本状态，具有较低权限。 2. **指令集和状态寄存器**： ARM支持ARM和Thumb两种指令集，CPSR（Control Program Status Register，控制程序状态寄存器）的状态位T（ Thumb State）指示处理器当前运行的是ARM指令集还是Thumb指令集。Thumb指令集旨在减小代码大小和功耗。 3. **寄存器使用**： ARM核中的寄存器既有通用寄存器如R1-R14（其中R15是程序计数器PC，R13常用于堆栈指针SP），也有专用寄存器，如用于异常处理的寄存器等。 4. **总线架构**： ARM处理器有两种总线架构：冯诺依曼架构，数据和指令共享同一接口；哈佛架构则分开，提高数据访问速度。 5. **复位与异常处理**： ARM微处理器复位后，PC通常指向0x0地址，初始工作模式为Supervisor。系统异常处理涉及虚拟内存管理，异常处理程序通过MMU和内存管理机制确保异常时程序能正确切换内存映射。 6. **字节序**： 编译链接代码时要考虑字节序问题，常见的有小端对齐和大端对齐，影响数据在内存中的存储方式。 7. **工具链**： 构建嵌入式系统开发环境常用工具链包括开源的GNU工具链和由ARM公司提供的ADS（Advanced Development Studio）工具链。 8. **计算机类型**： ARM微处理器基于RISC架构，指令长度固定，这有利于优化硬件设计和执行效率。 9. **指令编写**： 考试中可能涉及到的实际操作题，例如编写一条ARM指令实现r1=r2*3的操作，具体形式如`ADD R1, R2, R2, LSL #1`，这要求考生熟悉ARM指令集的语法和操作码。 这份试卷不仅测试了理论知识，还考察了学生的实际编程能力，对于学习嵌入式系统的学生来说，是全面理解ARM技术的重要参考资料。