2024年3月28日发(作者：湛迎蓉)
ARM嵌入式体系结构与接口技术（Cortex-A53
刘洪涛
版）（微课版）-习题答案
第一章 嵌入式系统基础知识
1. 嵌入式系统的定义？
答：嵌入式系统是以应用为中心,以现代计算机技术为基础,能够根据用户需求(功能、可靠性、成本、体
积、功耗、环境等灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统。
2. 嵌入式系统的特点？
答：软硬件可裁剪，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格，代码短小精悍，可固化，实时性，
若交互性，需要专门的开发环境和开发工具。
3. 嵌入式系统的主要组成？
答：嵌入式系统由硬件部分和软件部分组成。硬件是基础，软件是灵魂与核心。“软硬兼施”才能综合提
高嵌入式系统的性能。具体来说，一般嵌入式系统可以分为嵌入式处理器（CPU）、外围设备、嵌入式操作
系统（可选）以及应用软件等四个部分。
4. 市场上主流的嵌入式系统有哪些？
答：VxWorks，QNX，Palm OS，WinCE，Linux，Unix，Lynx，Nucleux，Hopen，Delta OS。
5. 简述嵌入式系统的开发流程？
答：
开发开始
选择合适的嵌入式
操作系统
移植嵌入式操作系统
是否移植成功
NO
解决问题
YES
在操作系统上开发驱动
及应用程序
NO
程序是否正常运行解决问题
YES
系统工作是否正常
YES
NO
解决问题
开发结束
第二章 ARM技术概述
1. ARM的三种含义？
答：它是一个公司的名称，是一类微处理器的统称，还是一种技术的名称。
2. RISC和CISC的区别？
答：精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer，RISC），RISC把着眼点放在如何使计算机
的结构更加简单和如何使计算机的处理速度更加快速上。RISC选取了使用频率最高的简单指令，抛弃复杂
指令，固定指令长度，减少指令格式和寻址方式，不用或少用微码控制。这些特点使得RISC非常适合嵌入
式处理器。
复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computing，CISC），CISC更侧重于硬件执行指令的功能性，
使CISC指令及处理器的硬件结构变得更复杂。这些会导致成本、芯片体积的增加，影响其在嵌入式产品中
的应用。
3. ARM处理器的特点？
答：
a) 体积小、低功耗、低成本、高性能；
b) 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；
c) 大量使用寄存器，指令执行速度更快；
d) 大多数数据操作都在寄存器中完成；
e) 寻址方式灵活简单，执行效率高；
f) 指令长度固定。
第三章 Cortex-A53编程模型
1. ARM-v8架构支持的基本数据类型？
答：
A. Byte：字节，8bit。
B. Halfword：半字，16bit（半字必须与 2 字节边界对齐）。
C. Word：字，32bit（字必须与 4 字节边界对齐）。
D. DoubleWorld：双字，64bit。
E. QueaWord：四字，128bit。
2. 简述ARM-v8架构支持几种模式？
答：User mode，FIQ mode，IRQ mode，SVC mode，Abtrt mode，Undefined mod，System mode，
Monitor mode，Hypervisor mode。
3. X30寄存器的作用？
答：x30 别名lr，链接寄存器用于保存返回地址。
4. 简述存储器的大端对齐和小端对齐？
答：
大端对齐：低地址存放数据的高有效位，高地址存放数据的低有效位；
小端对齐：低地址存放数据的低有效位，高地址存放数据的高有效位。
5. 简述指令的3级流水线？
答：到ARM7为止的ARM处理器使用简单的3级流水线，它包括下列流水线级。
① 取指令（fetch）：从寄存器装载一条指令。
② 译码（decode）：识别被执行的指令，并为下一个周期准备数据通路的控制信号。在这一级，指
令占有译码逻辑，不占用数据通路。
③ 执行（excute）：处理指令并将结果写回寄存器。
如图2-4所示为3级流水线指令的执行过程。
图3-3 3级流水线
当处理器执行简单的数据处理指令时，流水线使得平均每个时钟周期能完成1条指令。但1条指令需
2024年3月28日发(作者：湛迎蓉)
ARM嵌入式体系结构与接口技术（Cortex-A53
刘洪涛
版）（微课版）-习题答案
第一章 嵌入式系统基础知识
1. 嵌入式系统的定义？
答：嵌入式系统是以应用为中心,以现代计算机技术为基础,能够根据用户需求(功能、可靠性、成本、体
积、功耗、环境等灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统。
2. 嵌入式系统的特点？
答：软硬件可裁剪，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格，代码短小精悍，可固化，实时性，
若交互性，需要专门的开发环境和开发工具。
3. 嵌入式系统的主要组成？
答：嵌入式系统由硬件部分和软件部分组成。硬件是基础，软件是灵魂与核心。“软硬兼施”才能综合提
高嵌入式系统的性能。具体来说，一般嵌入式系统可以分为嵌入式处理器（CPU）、外围设备、嵌入式操作
系统（可选）以及应用软件等四个部分。
4. 市场上主流的嵌入式系统有哪些？
答：VxWorks，QNX，Palm OS，WinCE，Linux，Unix，Lynx，Nucleux，Hopen，Delta OS。
5. 简述嵌入式系统的开发流程？
答：
开发开始
选择合适的嵌入式
操作系统
移植嵌入式操作系统
是否移植成功
NO
解决问题
YES
在操作系统上开发驱动
及应用程序
NO
程序是否正常运行解决问题
YES
系统工作是否正常
YES
NO
解决问题
开发结束
第二章 ARM技术概述
1. ARM的三种含义？
答：它是一个公司的名称，是一类微处理器的统称，还是一种技术的名称。
2. RISC和CISC的区别？
答：精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer，RISC），RISC把着眼点放在如何使计算机
的结构更加简单和如何使计算机的处理速度更加快速上。RISC选取了使用频率最高的简单指令，抛弃复杂
指令，固定指令长度，减少指令格式和寻址方式，不用或少用微码控制。这些特点使得RISC非常适合嵌入
式处理器。
复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computing，CISC），CISC更侧重于硬件执行指令的功能性，
使CISC指令及处理器的硬件结构变得更复杂。这些会导致成本、芯片体积的增加，影响其在嵌入式产品中
的应用。
3. ARM处理器的特点？
答：
a) 体积小、低功耗、低成本、高性能；
b) 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；
c) 大量使用寄存器，指令执行速度更快；
d) 大多数数据操作都在寄存器中完成；
e) 寻址方式灵活简单，执行效率高；
f) 指令长度固定。
第三章 Cortex-A53编程模型
1. ARM-v8架构支持的基本数据类型？
答：
A. Byte：字节，8bit。
B. Halfword：半字，16bit（半字必须与 2 字节边界对齐）。
C. Word：字，32bit（字必须与 4 字节边界对齐）。
D. DoubleWorld：双字，64bit。
E. QueaWord：四字，128bit。
2. 简述ARM-v8架构支持几种模式？
答：User mode，FIQ mode，IRQ mode，SVC mode，Abtrt mode，Undefined mod，System mode，
Monitor mode，Hypervisor mode。
3. X30寄存器的作用？
答：x30 别名lr，链接寄存器用于保存返回地址。
4. 简述存储器的大端对齐和小端对齐？
答：
大端对齐：低地址存放数据的高有效位，高地址存放数据的低有效位；
小端对齐：低地址存放数据的低有效位，高地址存放数据的高有效位。
5. 简述指令的3级流水线？
答：到ARM7为止的ARM处理器使用简单的3级流水线，它包括下列流水线级。
① 取指令（fetch）：从寄存器装载一条指令。
② 译码（decode）：识别被执行的指令，并为下一个周期准备数据通路的控制信号。在这一级，指
令占有译码逻辑，不占用数据通路。
③ 执行（excute）：处理指令并将结果写回寄存器。
如图2-4所示为3级流水线指令的执行过程。
图3-3 3级流水线
当处理器执行简单的数据处理指令时，流水线使得平均每个时钟周期能完成1条指令。但1条指令需