說明
1 整理2009~2016年系統構架師”嵌入式系統設計”題目
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試題分佈
嵌入式系統設計
目錄
嵌入式系統設計 1
1 嵌入式系統概論 3
2 嵌入式系統的組成 4
2.1 硬件架構 4
2.2 軟件架構 6
3 嵌入式開發平臺與調試環境 6
3.1 嵌入式系統軟件開發平臺 6
3.2 嵌入式開發調試 6
4 嵌入式網絡系統 7
4.1 現場總線網 7
4.2 家庭信息網 7
4.3 無線數據通信網 7
4.4 嵌入式 INTERNET 7
5 嵌入式數據庫管理系統 8
5.1 使用環境的特點 8
5.2 系統組成與關鍵技術 8
6 實時系統與嵌入式操作系統 8
6.1 嵌入式系統的實時概念 8
6.2 嵌入式操作系統概述 9
6.3 實時嵌入式操作系統 9
6.4 主流嵌入式操作系統介紹 9
7 嵌入式系統開發設計 9
7.1 嵌入式系統設計概述 9
7.2 開發模型與設計流程 10
7.3 嵌入式系統設計的核心技術 10
7.4 嵌入式開發設計環境 10
7.5 嵌入式軟件設計模型 10
7.6 需求分析 10
7.7 系統設計 10
7.8 系統集成與測試 10
1 嵌入式系統概論
以下描述中，（10）不是嵌入式操作系統的特點。
2015年(10)
A.面向應用，可以進行裁剪和移植
B.用於特定領域，不需要支持多任務
C.可靠性高，無需人工干預獨立運行，並處理各類事件和故障
D.要求編碼體積小，能夠在嵌入式系統的有效存儲空間內運行
【答案】B 【解析】本題考査嵌入式系統的基礎知識。
嵌入式操作系統是應用於嵌入式系統，實現軟硬件資源的分配，任務調度，控制、協調併發活動等的操作系統軟件。它除了具有一般操作系統最基本的功能如多任務調度、同步機制等之外，通常還會具備以下適用於嵌入式系統的特性：面向應用，可以進行檢查和移植，以支持開放性和可伸縮性的體系結構；強實時性，以適應各種控制設備及系統；硬件適用性，對於不同硬件平臺提供有效的支持並實現統一的設備驅動接高可靠性，運行時無須用戶過多幹預，並處理各類事件和故障；編碼體積小，通常會固化在嵌入式系統有限的存儲單元中。
在嵌入式操作系統中，板級支持包BSP作爲對硬件的抽象，實現了（9）。
2015年(9)
A.硬件無關性，操作系統無關性
B.硬件有關性，操作系統有關性
C.硬件無關性，操作系統有關性
D.硬件有關性，操作系統無關性
【答案】D 【解析】本題考查嵌入式系統的基礎知識。 在嵌入式系統中，板級支持包Board Support
Package(簡稱BSP)是對硬件抽象層的實現，是介於主板的硬件和操作系統驅動程序之間的一層，爲整個軟件系統提供底層硬件支持，是介於底層硬件和上層軟件之間的底層軟件開發包，它主要的功能是給上層提供統一接口，同時屏蔽各種硬件底層的差異，以及提供操作系統的驅動及硬件驅動。簡單地說，就是BSP包含了所有與硬件有關的代碼，爲操作系統提供了硬件平臺無關性。
2 嵌入式系統的組成
2.1 硬件架構
以下關於嵌入式系統硬件抽象層的敘述，錯誤的是（11)。
2012年(11)
A.硬件抽象層與硬件密切相關，可對操作系統隱藏硬件的多樣性
B.硬件抽象層將操作系統與硬件平臺隔開
C.硬件抽象層使軟硬件的設計與調試可以並行
D.硬件抽象層應包括設備驅動程序和任務調度
【答案】D 【解析】
硬件抽象層是位於操作系統內核與硬件電路之間的接口層，其目的在於將硬件抽象化。它隱藏了特定平臺的硬件接口細節，爲操作系統提供虛擬硬件平臺，使其具有硬件無關性，可在多種平臺上進行移植。
看門狗（WatchDog)是嵌入式系統中一種常用的保證系統可靠性的技術，(11)會產生看門狗中斷。
2013年(11)
A.軟件喂狗
B.處理器溫度過高
C.外部中斷
D.看門狗定時器超時
【答案】D 【解析】本題考查嵌入式系統應用基礎知識。 看門狗（WatchDog)是一個獨立的定時器電路，有一個定時器控制寄存器，可以設定時間（開狗），到達時間後要置位（喂狗），如果沒有的話，就認爲是程序跑飛，就會發出RESET指令。當系統工作正常時，CPU將每隔一定時間輸出一個脈衝給看門狗，即“喂狗”，若程序運行出現問題或硬件出現故障時而無法按時“喂狗”時，看門狗電路將迫使系統自動復位而重新運行程序。
以下嵌入式處理器類型中不具備內存管理單元(MMU)的是（10），嵌入式操作系統（11）可以運行在它上面。
2014年(10)
A.PowerPC750
B.ARM920T
C.Cortex-M3
D.MIPS32 24K
2014年(11)
A.Linux
B.VxWorks653
C.uC/OS-II
D.Windows CE
【答案】C C 【解析】本題考査嵌入式處理器知識。
MMU是存儲器管理單元的縮寫，是用來管理虛擬內存系統的器件。MMU通常是CPU的一部分，本身有少量存儲空間存放從虛擬地址到物理地址的匹配表。此表稱作TLB(轉換旁置緩衝區）。所有數據請求都送往MMU，由MMU決定數據是在RAM內還是在大容量存儲器設備內。如果數據不在存儲空間內，MMU將產生頁面錯誤中斷。
MMU的兩個主要功能是將虛地址轉換成物理地址，控制存儲器存取允許。MMU關掉時，虛地址直接輸出到物理地址總線。
Cortex-M3處理器採用ARMv7-M架構，它包括所有的16位Thumb指令集和基本的32位Thumb-2指令集架構。Cortex-M3支持線程模式和處理模式。在復位時處理器進入“線程模式”，異常返冋時也會進入該模式，特權和用戶（非特權）模式代碼能夠在“線程模式”下運行。出現異常模式時處理器進入“處理模式”，在處理模式下，所有代碼都是特權訪問的。μC/OS-II可以運行在Cortex-M3處理器上。
2.2 軟件架構
系統間進行異步串行通信時，數據的串/並和並/串轉換一般是通過(12)實現的。
2009年(12)
A.I/O指令
B.專用的數據傳送指令
C.CPU中有移位功能的數據寄存器
D.接口中的移位寄存器
【答案】D 【解析】本題主要考查嵌入式系統間進行異步串行通信時數據的串/並和並/串轉換方式。一般來說，嵌入式系統通常採用接口中的移位寄存器來實現數據的串/並和並/串轉換操作。
3 嵌入式開發平臺與調試環境
3.1 嵌入式系統軟件開發平臺
3.2 嵌入式開發調試
以下關於嵌入式系統開發的敘述，正確的是（10)。
2012年(10)
A.宿主機與目標機之間只需要建立邏輯連接
B.宿主機與目標機之間只能採用串口通信方式
C.在宿主機上必須釆用交叉編譯器來生成目標機的可執行代碼
D.調試器與被調試程序必、須安裝在同一臺機器上
【答案】C 【解析】 在嵌入式系統開發中，由於嵌入式設備不具備足夠的處理器能力和存儲空間，程序開發一般用PC
(宿主機）來完成，然後將可執行文件下載到嵌入式系統（目標機）中運行。
當宿主機與目標機的機器指令不同時，就需要交叉工具鏈（指編譯、彙編、鏈接等一整套工具）。
在嵌入式系統設計中，用來講行CPU調試的常用接口是（10)。
2013年(10)
A.PCI接口
B.USB接口
C.網絡接口
D.JTAG接口
【答案】D 【解析】本題考查嵌入式系統應用基礎知識。
PCI是一種局部總線標準，它是在CPU和原來的系統總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現對這一層的管理，並實現上下之間的接口以協調數據的傳送。
JTAG是一個調試接口，用來供幵發人員調試CPU的工作狀態。JTAG軟件通過該接口控制CPU來調試CPU以及讀寫Flash。
4 嵌入式網絡系統
4.1 現場總線網
4.2 家庭信息網
4.3 無線數據通信網
4.4 嵌入式 Internet
5 嵌入式數據庫管理系統
5.1 使用環境的特點
5.2 系統組成與關鍵技術
以下關於嵌入式數據庫管理系統的描述不正確的是（12）。
2014年(12)
A.嵌入式數據庫管理系統一般只爲前端應用提供基本的數據支持
B.嵌入式數據庫管理系統一般支持實時數據的管理
C.嵌入式數據庫管理系統一般不支持多線程併發操作
D.嵌入式數據庫管理系統一般只提供本機服務接口
【答案】C 【解析】本題考査嵌入式系統數據庫知識。
嵌入式系統的數據庫系統稱爲嵌入式數據庫系統或嵌入式實時數據庫系統。嵌入式系統必須能夠在沒有人工干預的情況下，長時間不間斷地運行，因此要求高的可靠性。同時要求數據庫操作具備可預知性，而且系統的大小和性能也都必須是可預知的，以保證系統的性能。嵌入式系統需要與底層硬件打交道，因此在數據管理時，也要有底層控制的能力，如什麼時候會發生磁盤操作，磁盤操作的次數，如何控制等。底層控制的能力是決定數據庫管理操作的關鍵。
嵌入式數據庫管理系統一般只提供本機服務接口，爲前端應用提供基本的數據支持。
6 實時系統與嵌入式操作系統
6.1 嵌入式系統的實時概念
(12)不是反映嵌入式實時操作系統實時性的評價指標。
2012年(12)
A.任務執行時間
B.中斷響應和延遲時間
C.任務切換時間
D.信號量混洗時間
【答案】A 【解析】
一個嵌入式實時操作系統（RTOS)的評價要從很多角度進行，如體系結構、API的豐富程度、網絡支持、可靠性等。其中，實時性是RTOS評價的最重要的指標之一，實時性的優劣是用戶選擇操作系統的一個重要參考。
嚴格地說，影響嵌入式操作系統實時性的因素有很多，如常用系統調用平均運行時間、任務切換時間、線程切換時間、信號量混洗時間（指從一個任務釋放信號量到另一個等待該信號量的任務被激活的時間延遲)、中斷響應時間等。 任務執行時間不是反映RTOS實時性的評價指標。
6.2 嵌入式操作系統概述
6.3 實時嵌入式操作系統
6.4 主流嵌入式操作系統介紹
7 嵌入式系統開發設計
7.1 嵌入式系統設計概述
嵌入式系統中採用中斷方式實現輸入輸出的主要原因是（9）。在中斷時，CPU斷點信息一般保存到（10)中。
2009年(9)
A.速度最快
B.CPU不參與操作
C.實現起來比較容易
D.能對突發事件做出快速響應
2009年(10)
A.通用寄存器
B.堆
C.棧
D.I/O 接口
【答案】D C 【解析】本題主要考查嵌入式系統中斷的基礎知識。嵌入式系統中採用中斷方式實現輸入輸出的主要原因是能對突發事件做出快速響應。在中斷時，CPU斷點信息一般保存到棧中。
嵌入式軟件設計需要考慮（11）以保障軟件良好的可移植性。
2015年(11)
A.先進性
B.易用性
C.硬件無關性
D.可靠性
【答案】C 【解析】本題考查嵌入式系統的基礎知識。
嵌入式系統的軟件設計除了需要考慮一般軟件設計的基本要求之外，通常都會要求嵌入式系統軟件具有良好的可移植性，以實現對不同硬件平臺的適用性，這就要求基於硬件抽象層的系統軟件設計特性實現對上層軟件的統一接口，做到硬件無關性。
7.2 開發模型與設計流程
7.3 嵌入式系統設計的核心技術
7.4 嵌入式開發設計環境
7.5 嵌入式軟件設計模型
7.6 需求分析
7.7 系統設計
7.8 系統集成與測試