大疆2014嵌入式笔试题 答案

1. 有如下CAT_s结构体定义，回答：

1) 在一台64位的机器上，使用32位编译，Garfield 变量占用多少内存空间？64位编译又是如何？（总分5分）

2) 使用32位编译情况下，给出一种判断所使用机器大小端的方法。（总分5分）

struct CAT_s{
int ld;
char Color;
unsigned short Age;
char *Name;
void(*Jump)(void);
}Garfield;

(1)：16=4+1+1+2+4+4； 24=4+1+1+2+8+8

(2)：使用union，比较数据存放的顺序

2. 描述下面XXX 这个宏的作用。（总分10分）

#define offsetof(TYPE,MEMBER)((size_t)&((TYPE*)0)->MEMBER)
#define XXX(ptr,type,member({   \
const typeof(((type*)0)->member)*__mptr=(ptr);   \
(type*)(char*)__mptr – offsetof(type,member));})

XXX宏的作用是根据MEMBER成员的地址求其TYPE结构体的地址。

3. 简述C 函数：1) 参数如何传递（__cdecl调用方式）；2) 返回值如何传递；3) 调用后如何 返回到调用前的下一条指令执行。（总分10分）

答：（1）函数参数从右至坐压栈，使用堆栈传递参数，堆栈由调用者清理，可变参数的函数必须使用__cdecl调用方式。（2）返回值存放在r0寄存器。如果返回值是双字就存放在r0和r1（ARM架构）。（3）函数调用时使用call指令将CP和IP压入堆栈，然后跳转；ret指令指令从堆栈中取出CS:IP。实现返回调用程序（X86）。ARM处理器的返回地址存放在lr寄存器（链接寄存器）中，BX,BL跳转指令实现返回。【特征：ARM通用寄存器多，指令种类少，X86专用指令多，指令可以直接访问操作存储器中的数据】。

参考：https://www.cnblogs.com/jueyunqi/p/4140141.html

参考：https://blog.csdn.net/aguangg_6655_la/article/details/53613270

4、在一个多任务嵌入式系统中，有一个CPU 可直接寻址的32位寄存器REGn ，地址为 0x1F000010，编写一个安全的函数，将寄存器REGn 的指定位反转（要求保持其他bit 的值不变）。（总分10分）

答：

int bit_reverse(int bit)
{
    if(bit >= 0 && bit < 32)
    {
        *((volatile unsigned int *)0x1F000010) ^= 0x01<

5. 有10000个正整数，每个数的取值范围均在1到1000之间，变成找出从小到大排在第 3400（从0开始算起）的那个数，将此数的值返回，要求不使用排序实现。（总分10分）

答：思路：建立一个数组，统计1-1000每个数出现的次数。复杂度O(n)。

二．嵌入式基本知识

1. 简述处理器中断处理的过程（中断向量、中断保护现场、中断嵌套、中断返回等）。（总 分10分）

答：

请求中断：当某一中断源需要CPU为其进行中断服务时，就输出中断请求信号，使中断控制系统的中断请求触发器置位，向CPU请求中断。系统要求中断请求信号一直保持到CPU对其进行中断响应为止；
中断响应：CPU对系统内部中断源提出的中断请求必须响应，而且自动取得中断服务子程序的入口地址，执行中断服务子程序。对于外部中断，CPU在执行当前指令的最后一个时钟周期去查询INTR引脚，若查询到中断请求信号有效，同时在系统开中断（即IF=1）的情况下，CPU向发出中断请求的外设回送一个低电平有效的中断应答信号，作为对中断请求INTR的应答，系统自动进入中断响应周期；
保护现场：主程序和中断服务子程序都要使用CPU内部寄存器等资源，为使中断处理程序不破坏主程序中寄存器的内容，应先将断点处各寄存器的内容（主要是当前IP（将要执行的下一条地址）和CS值（代码段地址））压入堆栈保护起来，再进入的中断处理。现场保护是由用户使用PUSH指令来实现的；
中断服务：中断服务是执行中断的主体部分，不同的中断请求，有各自不同的中断服务内容，需要根据中断源所要完成的功能，事先编写相应的中断服务子程序存入内存，等待中断请求响应后调用执行；
恢复现场：当中断处理完毕后，用户通过POP指令将保存在堆栈中的各个寄存器的内容弹出，即恢复主程序断点处寄存器的原值。
中断返回：在中断服务子程序的最后要安排一条中断返回指令IRET（interrupt return），执行该指令，系统自动将堆栈内保存的 IP（将要执行的下一条地址）和CS值（代码段地址）弹出，从而恢复主程序断点处的地址值，同时还自动恢复标志寄存器FR或EFR的内容，使CPU转到被中断的程序中继续执行。
 

2. 简述处理器在读内存的过程中，CPU 核、cache 、MMU 如何协同工作？画出CPU 核、 cache 、MMU 、内存之间的关系示意图加以说明（可以以你熟悉的处理器为例）。（总分10分）

答 ：TLB cache MMU DRAM CPU 。之间的关系和概念。【下次补充】

 

三．基本通信知识

1. 请说明总线接口USRT 、I2C 、USB 的异同点（串/并、速度、全/半双工、总线拓扑等）。 （总分5分）

2. 列举你所知道的linux 内核态和用户态之间的通信方式并给出你认为效率最高的方式， 说明理由。（总分5分）

 

四．系统设计

有一个使用UART 进行通信的子系统X ，其中UART0进行数据包接收和回复，UART1进行数据包转发。子系统X 的通信模块职责是从UART0接收数据包，如果为本地数据包（receiver 为子系统X ），则解析数据包中的命令码（2字节）和数据域（0~128字节），根据命令码调用内部的处理程序，并将处理结果通过UART0回复给发送端，如果非本地数据包，则通过UART1转发。

如果由你来设计子系统X 的通信模块：

1) 请设计通信数据包格式，并说明各字段的定义；（总分5分）

2) 在一个实时操作系统中，你会如何部署模块中的任务和缓存数据，画出任务间的数据流

视图加以说明；（总分5分）

3) 你会如何设置任务的优先级，说说优缺点；（总分5分）

4) 如果将命令码对应的处理优先级分为高、低两个等级，你又会如何设计；（总分5分）

 

 

 

 

 

 

参考：https://blog.csdn.net/qq_38410730/article/details/80905551