【秋招】嵌入式面试八股文 - ARM 02篇

本文为第二章 ARM 部分，具体整篇目录可以看前言！

【秋招】嵌入式面试八股文分享

第一部分（纯八股）

2. ARM

2.1 硬件基础

2.1.9 异常和中断

在处理器执行到因编译错误而导致的错误指令时，或者在执行期间出现特殊错误，必须靠内核处理的时候，处理器就会产生一个异常。

2.1.10 中断和DMA的区别

DMA：是一种无须CPU的参与，就可以让外设与系统内存之间进行双向数据传输的硬件机制，使用 DMA可以使系统CPU从实际的I/O数据传输过程中摆脱出来，从而大大提高系统的吞吐率。

中断：是指CPU在执行程序的过程中，出现了某些突发事件时，CPU必须暂停执行当前的程序，转去处理突发事件，处理完毕后CPU又返回源程序被中断的位置并继续执行。

所以中断和DMA的区别就是：DMA不需CPU参与，而中断是需要CPU参与的。

2.1.11 H中断能不能睡眠，为什么？下半部能不能睡眠？

2.1.12 中断响应执行流程

中断的响应流程：cpu接受中断->保存中断上下文跳转到中断处理历程->执行中断上半部->执行中断下半部->恢复中断上下文。

2.1.13 中断和轮询哪个效率高？怎样决定是采用中断方式还是采用轮询方式去实现驱动？

中断是CPU处于被动状态下来接受设备的信号，而轮询是CPU主动去查询该设备是否有请求。

凡事都是两面性，所以，看效率不能简单的说那个效率高。如果是请求设备是一个频繁请求cpu的设备，或者有大量数据请求的网络设备，那么轮询的效率是比中断高。如果是一般设备，并且该设备请求 cpu的频率比较低，则用中断效率要高一些。主要是看请求频率。

2.1.14 当一个异常出现以后，ARM微处理器会执行哪几步操作？

1. 将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。若异常是从ARM状态进入，则LR寄存器中保存的是下一条指令的地址（当前PC＋4或PC＋ 8，与异常的类型有关）；若异常是从Thumb状态进入，则在LR寄存器中保存当前PC的偏移量，这样，异常处理程序就不需要确定异常是从何种状态进入的。例如：在软件中断异常SWI，指令 MOV PC，R14_svc总是返回到下一条指令，不管SWI是在ARM状态执行，还是在Thumb状态执行。

2. 将CPSR复制到相应的SPSR中。

3. 根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。

4. 强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处

注意：

CPSR: 程序状态寄存器(当前程序状态寄存器)，在任何处理器模式下被访问

SPSR：程序状态保存寄存器（saved programstatus register）,每一种处理器模式下都有一个状态寄存器SPSR,SPSR用于保存CPSR的状态，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态

2.1.15 ARM内核架构

1. ICode总线：ICode 中的 I 表示 Instruction，即指令。我们写好的程序编译之后都是一条条指令，存放在 FLASH 中，内核要读取这些指令来执行程序就必须通过 ICode 总线，它几乎每时每刻都需要被使用，它是专门用来取指的。

2、DCode总线：DCode 中的 D 表示 Data，即数据，那说明这条总线是用来取数的。我们在写程序的时候，数据有常量和变量两种，常量就是固定不变的，用 C 语言中的 const 关键字修饰，是放到内部的 FLASH 当中的，变量是可变的，不管是全局变量还是局部变量都放在内部的 SRAM。因为数据可以被 Dcode 总线和 DMA 总线访问，所以为了避免访问冲突，在取数的时候需要经过一个总线矩阵来仲裁，决定哪个总线在取数。

3、系统总线：系统总线主要是访问外设的寄存器，我们通常说的寄存器编程，即读写寄存器都是通过这根系统总线来完成的

（1）FSMC的英文全称是 Flexible static memory controller，叫灵活的静态的存储器控制器，是 STM32F10xx 中一个很有特色的外设，通过 FSMC，我们可以扩展内存，如外部的 SRAM，NANDFLASH 和 NORFLASH。

（2）内部的闪存存储器即 FLASH，我们编写好的程序就放在这个地方。内核通过 ICode 总线来取里面的指令。

（3）DMA总线（Direct Memory Access)即直接存储器访问。主要用来传输数据，这个数据可以是某个外设的数据寄存存器，可以在SRAM，可以在内部的FLASH。

（4）AHB到APB的桥。AHB（Advanced High performance Bus）系统总线高级高性能总线

APB(Advance Peripheral BUS)外围总线。

（5）看门狗模块（watchdog timer）：定期查看芯片内部的情况，一旦发生错误向芯片发出重启信号。看门狗命令在程序的中断中拥有最高的优先级。

2.1.16 STM32是大端还是小端？

STM32是小端模式

2.1.17 Linux系统启动流程？

2.1.17.1 执行ROM代码

它是处理器上电以后首先执行的程序，ROM代码的主要工作就是读取 STM32MP1的BOOT引脚电平，然后根据电平判断当前启动设备，最后从选定的启动设备里面读取FSBL代码，并将FSBL代码放到对应的RAM空间。（first stage boot loader 第一阶段加载程序）

2.1.17.2 FSBL

FSBL 代码初始化时钟树、初始化外部RAM控制器，也就是DDR。最终FSBL将SSBL加载到DDR里面并运行SSBL代码。

DDR的全称其实是DDR SDRAM。所以在介绍DDR之前，得先了解什么是SDRAM。

SDRAM（同步动态随机存取内）可以看作一种特殊的DRAM（动态随机存取内存），我们平时说的计算机内存条就是一种DRAM。

SDRAM除了异步接口，还多了一个同步接口。同步接口需要数据发送方和接收方有一个统一的时钟信号，技术相对复杂，相应的传输速率和并发度都更高。

2.1.17.3 SSBL

由于SSBL代码运行在DDR里面，无需担心空间不够，因此SSBL代码的功能就可以做的很全面，比如使能USB、网络、显示等等。这样我们就可以在SSBL中灵活的加载linux内核，比如从Flash设备上读取，或者通过网络下载下载等，用户使用起来也非常的友好。SSBL一般是Uboot，用来启动Linux内核。