微处理器系统结构与嵌入式系统设计答案

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1、“微处理器系统结构与嵌入式系统设计”第一章习题解答1.2以集成电路级别而言，计算机系统的三个主要组成部分是什么？中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片1.3阐述摩尔定律。每18个月，芯片的晶体管密度提高一倍，运算性能提高一倍，而价格下降一半。1.5什么是SoC？什么是IP核，它有哪几种实现形式？SoC：系统级芯片、片上系统、系统芯片、系统集成芯片或系统芯片集等，从应用开发角度出发，其主要含义是指单芯片上集成微电子应用产品所需的所有功能系统。IP核：满足特定的规范和要求，并且能够在设计中反复进行复用的功能模块。它有软核、硬核和固核三

2、种实现形式。1.8什么是嵌入式系统？嵌入式系统的主要特点有哪些？概念：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求的专用计算机系统，即“嵌入到应用对象体系中的专用计算机系统”。特点：1、嵌入式系统通常是面向特定应用的。2、嵌入式系统式将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。3、嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。4、嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键，对嵌入式处

3、理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有以下不同点。①软件要求固体化，大多数嵌入式系统的软件固化在只读存储器中；②要求高质量、高可靠性的软件代码；③许多应用中要求系统软件具有实时处理能力。5、嵌入式系统和具体应用有机的结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行的，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，就具有较长的生命周期。6、嵌入式系统本身不具备自开发能力，设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。第二章习题答案2.2完成下列逻辑运算（1）101+1.01=110.01（2）10

4、10.001-10.1=111.101（3）-1011.01101-1.1001=-1100.11111（4）10.1101-1.1001=1.01（5）110011/11=10001（6）(-101.01)/(-0.1)=1010.12.3完成下列逻辑运算（1）10110101∨11110000=11110101（2）11010001∧10101011=10000001（3）10101011⊕00011100=101101112.4选择题（1）下列无符号数中最小的数是(A)。A．B．C．D．（1）下列无符号数中最大的数是(B)

5、。A．B．C．D．（2）在机器数(A)中，零的表示形式是唯一的。A．补码B．原码C．补码和反码D．原码和反码（3）单纯从理论出发，计算机的所有功能都可以交给硬件实现。而事实上，硬件只实现比较简单的功能，复杂的功能则交给软件完成。这样做的理由是(BCD)。A．提高解题速度B．降低成本C．增强计算机的适应性，扩大应用面D．易于制造（4）编译程序和解释程序相比，编译程序的优点是(D)，解释程序的优点是(C)。A．编译过程(解释并执行过程)花费时间短B．占用内存少C．比较容易发现和排除源程序错误D．编译结果(目标程序)执行速度快2.5通

6、常使用逻辑运算代替数值运算是非常方便的。例如，逻辑运算AND将两个位组合的方法同乘法运算一样。哪一种逻辑运算和两个位的加法几乎相同？这样情况下会导致什么错误发生？逻辑运算OR和两个位的加法几乎相同。问题在于多个bit的乘或加运算无法用AND或OR运算替代，因为逻辑运算没有相应的进位机制。2.6假设一台数码相机的存储容量是256MB，如果每个像素需要3个字节的存储空间，而且一张照片包括每行1024个像素和每列1024个像素，那么这台数码相机可以存放多少张照片？每张照片所需空间为：1024*1024*3=3MB则256M可存照片数为

7、：256MB/3MB≈85张。2.14某测试程序在一个40MHz处理器上运行，其目标代码有100000条指令，由如下各类指令及其时钟周期计数混合组成，试确定这个程序的有效CPI、MIPS的值和执行时间。指令类型指令计数时钟周期计数整数算术450001数据传送320002浮点数150002控制传送80002CPI=(45000/100000)*1+(32000/100000)*2+(15000/100000)*2+(8000/100000)*2=0.45*1+0.32*2+0.15*2+0.08*2=1.55MIPS=40/1.5

8、5=25.8执行时间T=(100000*1.55)*(1/(40*10∧6))=15.5/4*10∧（-3）=3.875*10∧（-3）s=3.875ms2.15假设一条指令的执行过程分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一段的时间分别为∆t,2∆t和3∆t