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嵌入式系统设计师考试大纲 一、考试说明 1、考试要求：1掌握科学根底知识；2掌握嵌入式系统的硬件、软件知识；3掌握嵌入式系统分析的方法；4掌握嵌入式系统设计及开发的方法及步骤；5掌握嵌入式系统实施的方法 6掌握嵌入式系统运行维护知识；7了解信息化根底知识、信息技术引用的根底知识；8了解信息技术标准、平安，以及有关法律的根本知识；9了解嵌入式技术开展趋势；10正确阅读和理解计算机及嵌入式领域的英文资料。2、通过本考试的合格人员能根据工程管理和工程技术的实际要求，按照系统总体设计规格进展软、硬件实际，编写系统开发规格说明书等相应的文档；组织和指导嵌入式系统靠法实施人员实施硬件电路、编写和调试程序，并对嵌入式系统硬件设备和程序进展优化和集成测试，开发出符合系统总体设计要求的高质量嵌入式系统；具有工程师的实际工作能力和业务水平。二、考试范围 考试科目 1：嵌入式系统根底知识 o 二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制及其相互转换 o 数的机内表示原码、反码、补码、移码，定点和浮点，精度和溢出 o 字符、汉字、声音、图像的编码方式 o 校验方法和校验码奇偶验码、海明校验码、循环校验码 o 计算机中的二进制数运算方法 o 逻辑代数的根本运算和逻辑表达式的化简 o CPU 和存储器的组成、性能、根本工作原理 o 常用 I/O 设备、通信设备的性能，以及根本工作原理 o I/O 接口的功能、类型和特点 o 虚拟存储存储根本工作原理，多级存储体系 1.5 平安性、可靠性及系统性能评测根底知识 o 诊断及容错 o 系统可靠性分析评价 o 计算机系统性能评测方法 组合电路和时序电路 总线电路及电平转换电路 可编程逻辑器件 嵌入式微处理器体系构造 o 冯 o 诺伊曼构造及哈佛构造 o CISC 及 RISC o 流水线技术 o 信息存储的字节顺序大端存储法和小端存储法 嵌入式系统处理器的构造和类型 o 常用 8 位处理器的体系构造和类型 o 常用 16 位处理器的体系构造特点 o 常用 32 位处理器的体系构造特点 o 常用 DSP 处理器的体系构造特点 o 多核处理器的体系构造特点 异常 o 同步异常陷阱、故障、终止 o 异步异常中断 o 可屏蔽中断、不可屏蔽中断 o 中断优先级、中断嵌套 2.3 嵌入式系统的存储体系 存储器系统 o 存储器系统的层次构造 o 高速缓存Cache o 内存管理单元MMU ROM 的种类及选型 o 常见 ROM 的种类 o PROM、EPROM、E2PROM 型 ROM 的典型特征和不同点 Flash Memory 的种类及选型 o Flash Memory 的种类 o NOR 和 NAND 型 Flash Memory 的典型特征和不同点 RAM 的种类及选型 o 常见 RAM 的种类 o SRAM、DRAM、DDRAM、NVRAM 的典型特征和不同点 外存 o 常见外存的种类 o 磁盘、光盘、CF、SD 等的典型特征和不同点 2.4 嵌入式系统 I/O 接口 定时器和计数器根本原理及构造 GPIO、PWM 接口根本原理及构造 2.4.3 A/D、D/A 接口根本原理及构造 键盘、显示、触摸屏接口根本及构造 嵌入式系统音频接口 o PCI、USB、串口、红外、并口、SPI、IIC、PCMCIA 的根本原理及构造 o 以太网、CAN、WLAN、蓝牙、1394 的根本原理及构造 电子电路设计根底知识 o 电子电路设计原理 o 电子电路设计方法及步骤 o 电子电路设计中的可靠知识 2.7.2 PCB 设计根底知识 o PCB 设计原理 o PCB 设计方法及步骤 o 多层 PCB 设计的考前须知及布线原则 o PCB 设计中的可靠性知识 电子电路测试根底知识 o 电子电路测试原理及方法 o 硬件抗干扰测试 3.嵌入式系统软件知识 嵌入式软件的分类系统软件、支撑软件、应用软件 无操作系统支持的嵌入式软件体系构造轮询、中断、前后台 有操作系统支持的嵌入式软件体系构造 板极支持包根底知识系统初始化、设备驱动程序 嵌入式中间件GUI、数据库 3.2 嵌入式操作系统根底知识 嵌入式操作系统体系构造 o 单体构造、分层构造和微内核构造 任务管理 o 多道程序技术 o 进程、线程、任务的概念 o 任务的实现任务的层次构造、任务控制块、任务的状态及状态转换、任务队列 o 任务调度调度算法的性能指标、可抢占调度、不可抢占调度、先来先效劳、短作业优先算法、时间片轮转算法、优先级算法 o 实时系统及任务调度RMS、EDF 算法 o 任务间通信共享内存、消息、管道、信号 o 同步及互斥竞争条件、临界区、互斥、信号量、死锁 存储管理 o Flat 存储管理方式 o 分区存储管理固定分区、可变分区 o 地址重定位逻辑地址、物理地址、地址映射 o 页式存储管理 o 虚拟存储技术程序局部性原理、虚拟页式存储管理、页面置换算法、工作集模型 设备管理 o 设备无关性、I/O 地址、I/O 控制、中断处理、缓冲技术、假脱机技术 文件系统根底知识 o 文件和目录 o 文件的构造和组织 o 存取方法、存取控制 o 常见嵌入式文件系统FAT、JFFS、YAFFS 操作系统移植根底知识 3.3 嵌入式系统程序设计 嵌入式软件开发根底知识 嵌入式程序设计语言 o 汇编、编译、解释系统的根底知识和根本工作原理 o 汇编语言 o 基于过程的语言过程/函数、参数传递、全局变量、递归、动态内存分配、数据类型 o 面向对象的语言对象、数据抽象、继承、多态、自动内存管理 o 各类程序设计语言的主要特点和适用情况 嵌入式软件开发环境 o 宿主机、目标机 o 编辑器、编译器、链接器、调试器、模拟器 o 常用嵌入式开发工具编程器、硬件仿真器、逻辑分析仪、示波器 o 集成开发环境 o 开发辅助工具 嵌入式软件开发 o 软件设计模块构造设计、数据构造设计、内存布局、面向对象的分析及设计 o 嵌入式引导程序的设计、设备驱动程序设计、内核设计、网络程序设计、应用软件设计 o 编码编程标准、代码审查 o 测试测试环境、测试用例、测试方法、测试工具 o 下载和运行 嵌入式应用软件移植 o 系统开发生命周期各阶段的目标和任务的划分方法 o 系统开发工程挂你根底知识及其常用管理工具使用方法 o 主要的系统开发方法 o 系统开发工具及环境知识 4.2 系统分析根底知识 o 系统分析的目的和任务 o 系统分析方法 o 系统规格说明书的编写方法 4.3 系统设计知识 o 传统系统设计方法 o 软硬件协同设计方法 4.4 系统实施知识 o 系统架构设计 o 系统详细设计 o 系统调试技术 o 系统测试 4.5 系统维护知识 o 系统运行管理知识 o 系统维护知识 o 系统评价知识 o 平安性根本概念 o 加密及解密机制 o 标准化的概念 o 国际标准、国家标准、行业标准、企业标准根本知识 o 代码标准、文件格式标准、平安标准、软件开发标准和文档标准知识 o 标准化机构 o 嵌入式系统相关标准 o 信息化和信息系统根本概念 o 有关的法律、法规 o 正确阅读和理解相关领域的英文资料 考试科目 2：嵌入式系统设计应用技术 o 系统硬件配置 o 系统功能组成分配 o 软硬件功能的分配 o 可行性验证及设计审查 o 系统规格 o 周期，本钱及工作量估计 o 开发方案 o 软件构造 o 设计评审 o 软件详细设计 o 测试环境 o 测试方案内容、方法、标准、过程、检验 o 硬件测试 o 软件测试单元测试、集成测试 o 软硬件联合测试 o 实施测试 1.8 软件维护 嵌入式微处理构造及应用 异常及中断处理技术 DMA 技术 多处理系统 o 多处理器系统特点 o 多处理器系统构建技术 总线架构 o 应用系统中的总线配置 内存种类及架构 o 存储器系统接口设计 数字电路和逻辑电路 o 专用集成电路 o 可编程逻辑控制器件 输入/输出接口 o 接口信号电平转换 o 接口驱动电路设计 输入/输出接口应用技术 o 外围设备 o 串口通信 o 并口通信 o 模拟接口 o 通信接口设备 o 通信标准和协议 o 数据传输方式 外围存储设备 o 存储卡，记忆棒，IC 卡，MMC 卡，SD 卡 o DVD、CD-R、CD-RW 外围输入/输出设备 o 键盘，鼠标，触摸屏 o 液晶板、LED、7 段数码管、蜂鸣器 电源设计技术 错误检测及隔离技术 冗余设计 系统恢复设计 诊断技术 常用平安标准 抗干扰设计 电磁兼容设计 系统加密 3.嵌入式系统软件设计 时间管理 o 系统时间 o 时钟中断 内存管理 o 静态内存管理 o 动态内存管理 任务管理和任务间的通信 o 任务间的通信机制 o 信号量 o 邮箱 o 消息队列 异常处理 o 异常处理方法 o 中断优先级处理方法 o 系统调用 嵌入式文件系统应用技术 嵌入式系统图形用户接口GUI应用技术 嵌入式系统数据库应用技术 汇编语言设计 o 数据类型 o 汇编语言程序构造 o 汇编语言程序设计及优化 o 子程序调用 嵌入式 C 语言设计 o ANSI-C 的数据类型 o C 程序构造 o C 语言程序设计及优化 o 程序的编译及链接 面向对象程序设计及开发 o 面向对象的分析及设计方法 UML o 面向对象的编程语言 o 使用 C+进展嵌入式系统开发 o 使用 Java 进展嵌入式系统开发 3.4 系统级软件设计技术 o 嵌入式系统固件及系统初始化设计 o 设备驱动程序设计 o 硬件抽象层、板级支持包设计 o 嵌入式软件的移植技术 开发工具 o 文本编辑器 o 汇编、编译和连接程序 o ICE 和 ICE 监控器 o 配置管理工具 o 逆工程工具 平台 o 操作系统 o 分布式开发环境 开发环境创立方法及评估 o 开发工作分析 o 开发环境的建立 o 维护、管理、使用开发环境的方法 o 开发环境的平测 实时系统的分析技术 o 构造化分析方法 o 面向对象分析方法 实时系统的设计技术 o 构造化分析方法 o 面向对象分析方法 硬件描述语言 o 硬件开发设计过程 o 硬件描述语言的种类及特点 仿真技术 o 逻辑仿真方法 o 逻辑仿真工具 大规模集成电路系统的开发方法 o ASIC 开发方法 o FPGA 设计方法 o IPintellectual property o 软硬件任务工和切调 o 设计平审 o 低功耗系统工作机制 o 低功耗系统模型构造 o 低功耗的硬件设计技术 o 低功耗的软件设计技术 o 分布式系统设计原理 o 分布式系统的通信技术 o 分布式系统设计应用 三 题型举例 一、选择题 o 假设嵌入式系统中采用 I/O 地址统一编址模式,访问内存单元和 I/O 设备是通过(1)来区分的。二、问答题 在某个嵌入式操作系统中，任务的状态转换图不完整如下，请阅读该图以及以下说明，答复以下问题 1 至问题 4，将解答填入答题纸的对应栏内。说明 任务总共有五个状态：休眠状态、就绪状态、运行状态、中断效劳状态和等待状态，在任何时候，一个任务只会处于其中的某一个状态。问题 13 分 在单个 CPU 的系统中,处于运行状态的任务最多有多少个?问题 23 分 对于运行状态、就绪状态和等待状态这间的相互转换，图中并没有画出来，请补充。用文字处理的形式来进展描述，格式形如运行状态中断效劳状态。问题 36 分 从运行状态可以直接变为等待状态吗？如果不能为什么？如果能什么时候会发生这种转换？举例说明。问题 43 分 从就绪状态可以直接变为等待状态吗？如果不能，为什么？如果能，什么时候会发生这种转换？举例说明。