2013年下半年嵌入式系统设计师上,下午真题试题分析与解答

  阅读以下说明，回答问题1至问题3，将答案填入答题纸对应栏内。

【说明】

    在某嵌入式处理器上，编写以下两段秸序（编译选项中，存储采用4字节对齐方式）。

    程序段1：

struct    studentl {

 char name [10] ;

 long sno;

 char sex;

 float  score [4] ;

   *pl, al, bl;

程序段2：

union   student2 {

 char name [10] ;

 long sno;

 char sex,

 float  score [4] ;

   *p2, a2, b2;

    汉诺塔问题说明：有n个盘子在A处，盘子从小到大，最上面的盘予最小，程序要

把这n个盘子从A处搬到C处，可以在E处暂存，但任何时候都不能出现大的盘子压

在小的盘子上面的情况。

    下列是一段求解汉诺塔问题的C语言程序。

#include    

void move (int  n, char  a, char  c)

  {

     static int Step=l;

   printf ("Step  %2d:   Disk  %d   %c..-->  %c\n", Step, n, a, c) ;

   Step++;

  }

void Hanoi (int  n, char  a, char b, cnar  c)

  {

    if (n>l)

    {

     Hanoi (n-l,   a, c, b) ;

     move (n,   a. c) ;

     Hanoi (n-l,  b, a, c) ;

    }

    else move (n,a，c)；

    }

    void main()

    {

    Hanoi(3,  ’A’,  、B’,  、C ’)；

    }

【问题1】（3分）

    C语言函数的一般格式为：

    <函数类型>  <函数名>  （<参数列表>）

    {

    <函数体>；

    }

    简答下述问题，将答案填写在答题纸中对应栏目。

    (l)<函数类型>的含义是什么？

    (2)<参数列表>的含义是什么？

    (3)C语言函数之间的参数如何传递？

【问题2] (6分)

    回答问题，将答案填写在答题纸中对应栏目。

    (1)sizeof(struct studentl)结果是多少

    (2) sizeof(union student2)结果是多少

    (3)变量a2在程序段2中定义，写出执亍以下语句后的输出结果。

    strcpy (a2. name,¨zhangwei¨);

    a2．sex=’f’；

    printf ("%s¨, a2 .name);

【问题3]（6分）

    仔细阅读求解汉诺塔问题的C语言程序，完成其中(1)～(4)空白填空，将答案

填入答题纸的对应栏内。

    运行结果为：

 Step1：Disk l A---->C

Step 2:  (l)

Step 3:  Disk I   C---->B

Step4: （2）

Step 5:  (3)

Step 6:  Disk 2   B---->C

Step 7:  (4)

试题四（共15分）

    阅读以下关于某嵌入式系统BIT的说明，回答问题1至问题3，将答案填入答题纸

的对应栏内。

【说明】

【说明】

    某公司负责研制一个嵌入式计算机系统，如图4-1所示。该系统以PowerPC处理器

为核心，通过AD进行实时数据采集，并将采集来的数据进行预处理后，通过RS422总

线发送给后端计算中心。

    同时为了提高产品的安全性和可靠性，设计实现了机内自测试(Built In Test，BIT)。

BIT依靠自身电路和程序完成对计算机平台硬件的功能检查、故障诊断与隔离。

【问题1】(6分)

    王工负责对该系统进行故障模式分析，识别出了该系统可能出现的故障模式，如表

4.1所示。请将属于CPU和RAM的故障填写在答题纸的对应栏中。

【问题2]（3分）

    王工设计了三种BIT测试程序，分别是上电BIT、周期BIT、维护BIT。运行流程

如图4-2所示。

                   图4-2软件运行流程示意图

    请回答下面三个问题，将答案填写在答题纸的对应栏中。

    (1)请问不影响和破坏任务正常运行的是哪一种BIT?

    (2)请问具有最完备的测试用例集合，可用于故障隔离和定位的是哪一种BIT?

    (3)请问确保设备单元在使用前都被测式的是哪一种BIT?

【问题3]（6分）

    李工负责设计CPU单元的BIT测试算法，通过对每组指令分别设计一组测试用例，

定义不同的操作数、操作码和预期值，在指令运行后比较结果与预期值。由于该系统选

用的处理器集成了多级Cache（高速缓存），并且指令缓存和数据缓存是分开的，执行指

令功能测试前需要刷新指令Cache，以保证与内存中的测试代码一致。每个测试项的测

试结果正确为0，故障为1。

    以32位字比较指令cmpw测试为例，cmpw将寄存器rA和rB内数据比较的结果（大于、

小于、等于）放入条件寄存器CIX，其操作码为Ox7COOOOOO，测试用例数据如表4.2所示。

表4.2字比较指令CI ipw测试用例数据

    cmpw指令功能测试的算法流程示意如图4—3所示。请补全流程图4.3中的执行操作，

将答案填写在答题纸的对应栏中。

 阅读以下关于软件测试的说明，回答司题l至问题3，将解答填入答题纸的对应

栏内。

【说明】

    使用在汽车、飞机中的嵌入式软件， 日于直接影响人的生命及财产安全，测试要求

更为严格。语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖和MC/DC覆盖是通常对这类软件的要求。

    以下是一段C语言代码，请仔细阅读并回答相关问题：

【问题1】（6分）

    请根据测试要求，简要说明语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖和MC/DC覆盖的含义。

将答案填写在答题纸的对应栏中。

【问题2】（5分）

    画出以上代码的流程图，将答案填写在答题纸的对应栏中。

【问题3】（4分）

    请根据【说明】中的C语言代码，计算满足MC/DC覆盖要求的用例数量及条件取

值范围，将答案填写在答题纸的对应栏中．

  阅读以下关于某嵌入式处理器和存储器方面的说明，回答问题1至问题3，将答案

填入答题纸的对应栏内。

【说明】

    在某嵌入式系统设计中，需要使用嵌入式主处理器对外围模拟视频信号进行采集、

编码、存储和网络传输。图2-1为李工设计的该嵌入式系统的原理框图：采用两片

TVP5146芯片进行两路模拟视频数据采集，在该处理器外围采用MAX3232芯片进行串

口扩展，以方便系统调试，同时在该原理图中还设计了相应的Flash存储器接口，DDR

存储器，网络及电源等电路。

    在该电路设计中，视频采集芯片TVP5146需要主处理器通过I2C接口进行采集模式、

亮度、对比度、增益等参数的调节，但是三处理器只有一个12C接口，因此需要将两个

TVP5146挂载的同一个I2C总线上，如图1-2所示。TVP5146的I2C芯片地址选择如表

2.1所示，当进行I2C读时，I2C地址的最低位是1，当进行写操作时，I2C地址最低位是

0，AO由外围电路的高低电平决定，高电32为1，低电平为0。

【问题1】 (6分，答案用十六进制表示，比如O(AA)

    根据图2-2及表2.1所示，对图2-2中的TVP5146(1)和TVP5146(2)两个芯片分别进

行I2C读写操作时，其对应的地址依次是：

    TVP5146(1)读操作时的I2C地址：  (1)

    TVP5146(1)写操作时的12C地址：  (2)

    TVP5146(2)读操作时的I2C地址：  (3)

    TVP5146(2)写操作时的I2C地址：  (4)

【问题2】(3分，答案用十六进制表示，比如( xAA)

    在图2-2原理图设计中，主处理器的串口控制器的时钟为27M，在进行串口调试时，

李工需要将串口配置为9600bps的波特率，需要对串口控制器的DLL (Divisor Latches

Low寄存器)和DLH(Divisor Latches High寄存器)进行配置，DLL和DLH的寄存器分

别如图2-3和图2-4所示。

‘  根据以上信息．  DLL和DLH寄存器应该分别被配置为：

    DLL:  (l)

，  DLH:  (2)

【问题3) (6分，答案用十六进制表示，比如OxAA)

    在李工对TVP5146进行配置时，需要编写I2C的读写函数，在进行I2C的读写操作

时，需要对I2C的控制寄存器、数据寄存器以及状态寄存器进行配置和查询。具体的写

操作流程为：先配置控制寄存器为写模式，再检查状态寄存器，如果准备就绪，则向数

据寄存器写数据，写完之后进行状态寄存器查询状态，根据状态退出写操作。具体的读

操作流程为：先配置控制寄存器为读模式，再检查状态寄存器，如果准备就绪，则从数

据寄存器中读出，然后退出。李工所选用的处理器对应的I2C控制寄存器、数据寄存器、

状态寄存器各自的定义如表2.2、表2.3和表2.4所示。

请将空（1）---（4）处空缺的代码补充完整

 阅读以下关于电梯模拟控制系统设计方案的说明，回答问题1至问题3，将答案填

入答题纸的对应栏内。

【说明】

    王工在实验室负责自动电梯模拟控制系统的设计，自动电梯模拟控制系统需要完成

电梯运行控制算法、输入界面和输出界面三项主要任务。系统结构图如图l-I所示。

    根据电梯运行的流程，把电梯划分为停上状态、运行状态、开门状态和关门状态4

种控制状态。停止状态是指电梯在没有任何。青求的情况下静止状态，而不是指电梯在运

行过程中开门前的停顿状况，本题忽略停顿状况，把电梯从运行状态直接迁移为开门状

态。电梯根据控制状态的迁移规则进行状态迁移，系统初始时，电梯处于停止状态。

[问题1]（6分）    

    电梯根据控制状态的迁移规则进行迁移其状态迁移图如图1-2所示。请根据下面

状态转移的条件，完成状态迁移图，将解答填入答题纸的对应栏中。

    可供选择的状态转移条件：

    a．其他楼层有呼叫请求：

    b．无呼叫请求；

    c．乘客进入电梯或等待一段时间后；

    d．到达请求楼层；

    e．电梯所在楼层有呼叫请求。

[问题2]（5分）

    电梯运行处理程序的流程图如图1-3，所示。请完成该流程图，将答案填写在答题纸

的对应栏中。

【问题3】（4分）    

    系统采用多级优先级中断结构，如图1-4所示。它要求CPU在执行完当前指令时转

而对中断请求进行服务。设备A连接于最高优先级，设备B次之，设备C又次之。IRQx

为中断请求信号，INTx为CPU发出的中断响应信号。

    现假设：TDC为硬件中断周期时间；TM为一个指令执行周期时间；TA. TB. Tc分别

为A、B、C的中断服务程序执行时间；Ts、TR为保护现场和恢复现场所需的时间。图

1-5是中断处理过程示意图。

当三个设备同时发出中断请求时，依次处理设备A、B、C的时间是多少？这种结

构下中断饱和时间是多少？请将答案填写在答题纸的对应栏中。

Conventionally,a computer consists of at1.ast one processing element, typically a(73)and some form of memory.

A computer program, orjust a program, is a sequence of (75) ,written to performaspecified task with a computer.

The most well-known member of the el hemet protocol family is IEEE 802.11,otherwiseknown as (74)．

Any computer, be it a large PC or a small embedded computer, is useless if it has nomeans to interact with the outside worl

Interrupt Service Routines (ISR) are the )ortions of the program code that handle theinterrupt requests. When an Interrupt is triggere i (either a hardware or software interrupt), theprocessor breaks away from the current task. moves the (72) to the ISR, and thencontinues operation. When the ISR has comr Leted, the processor retums execution to theprevious location.

(70)

(68)

POP3协议采用(69)一模式进行通信，当客户机需要服务时，客户端软件与POP3服务器建立(70)连接。

在IPv4向IPv6过渡期间，如果要使得两个IPv6结点可以通过现有的IPv4网络进行通信，则应该使用(67)；如果要使得纯IPv6结点可以与纯IPv4结点进行通信，则需要使用(68)。

某单位的局域网配置如下图所示，PC2发送到Internet上的报文的源IP地址为 (66) 。

在软件质量因素中，软件在异常条件下仍能运行的能力称为软件的 (65)。

C语言中下列运算符的优先级按由低到高的次序，正确的是(63)。

软件测试可分为静态测试和动态测试,(64)不属于静态测试。

一个项目为了修正一个错误而进行了变更，这个错误被修正，但却引起以前可以正确运行的代码出错.(61)最可能发现这一问题。

执行下面的一段C程序后，变量result的值应为(62)。(08年55)（09年49）char chr = 127;int result = 128;chr += 1;result += chr;

软件可移植性是用来衡量软件(60)一的重要尺度之一。

(59)

设有4个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为(56) 。

为了解决CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度这一矛盾，可采用 (57) 。

IEEE 1394具有(58)位地址空间，IEEE1394的通信协议具有三个协议层，不包括(59)。

在嵌入式系统中，容错技术可以提高计算机系统的可靠性。利用元件冗余可保证在局部故障时系统可正常工作。带有热备份的系统称为双重系统，它是(53)。因此只要有一个子系统正常工作，整个系统仍能正常工作。

对信号量8执行V操作后，以下叙述中正确的是(55)。

如果在一个单处理器的系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为 (54) 。

结构化分析方法是一种面向数据流的软件需求分析方法，该方法最常用的图形工具是数据流图，与其匹配使用的是(52)。

关于软件需求分析，以下叙述中错误的是(51)。

关于软件维护，以下叙述中正确的是(50)。

设n的初始值为正整数，设计一个递归算去如下：int fact (int n) { if (n＜=0) return l; else return (n*fact (n-l)) ; 以下叙述中正确的是(49) 。

有空栈S，对下列待进栈元素序列a、b、c、d、e、f进行进栈、进栈、出栈、进栈、进栈、出栈的操作后，栈S的栈顶和栈底元素分别为 (48)。

关于软件测试，以下叙述中错误的是(47) 。

关于中断响应时间，以下叙述中正确的是(45) 。

某32位计算机的Cache容量为16KB Cache块的大小为16B，若主存与Cache地址映像采用直接映射方式，则主存地址1234E8F8（十六进制）装入Cache的地址是(44)。

关于嵌入式操作系统及其特点，以下叙述中错误的是(46)。

使用串行总线传输数据时，被传输的数据(43) 。

某同步总线的时钟频率为100MHz，宽蔓为32位，地址／数据线复用，每传输一个地址或者数据占有一个时钟周期。若该总线支持burst（猝发）传输方式，则一次“主存写”总线事务传输128位数据所需要的时间至少是(42)。

以下叙述中错误的是(40) 。

假定编译器规定int和short类型长度分别为32位和16位，执行下列C语言语句：unsigned short a = 65534.unsigned int b ; b =a; 得到b的机器数为(41)。

以下叙述中不是嵌入式系统特点的是(38)。

一个16Kx32位的存储器，其地址线和数据线的位数分别是(39)。

存储一个32位数Ox2168465到2000H～2003H四个字节单元中，若以大端模式存储，则2000H存储单元的内容为(36) 。

以下叙述中正确的是(37) 。

计算机使用总线结构的主要优点是侵于实现积木化，缺点是(35)。

嵌入式系统的硬件部分可以分为三个部分，依次是处理器核、外围电路、外设与扩展，以下叙述中错误的是(33)。

与PC机系统相比,(34)不是嵌入式系统独具的特点。

根据信息的交换方式，可以将通道分为三种类型：字节多路通道、数据选择通道和数组多路通道，字节多路通道是按照字节交叉方式工作的，数据选择通道每次以块为单位传送一批数据，数组多路通道有多个非分配型子通道，可以连接多台高速外围设备，下图中(1)处最适合使用哪种通道方式？ (30)。

电路板的设计分为前处理、中处理和后处理。不属于中处理的是(32)。

VHDL中的子程序包含函数和过程两种，下列关于VHDL中的函数和过程的叙述错误的是(31)。

在嵌入式处理器中，下面关于“菊花链”仲裁的叙述，错误的是(29) 。

某按字节编址的嵌入式处理器在进行存储电路设计时，其SDRAM为32位宽，外围设备SDRAM的地址线AO应该和处理器SoRAM控制器的(28)地址线相连。

嵌入式存储器系统设计中，一般使用．三种存储器接口电路：NOR Flash接口、NANDFlash接口和SDRAM接口电路，以下叙述中错误的是(27) 。

在嵌入式系统中，以下叙述中错误的是(26)。

(23)

嵌入式处理器指令系统一般采用精简指令集(RISC)或者复杂指令集(CISC)，以下关于RISC和CISC的叙述中，错误的是（ 24)。

在嵌入式实时系统中，主要有三个指标来衡量系统的实时性，即响应时间、吞吐量和生存时间，针对这三个指标，以下叙述中错误的是(25)。

假设段页式存储管理系统中的地址结构如下图所示，则系统中 (21)。

假设系统中有三类互斥资源R1、R2和R3，可用资源数分别为10、5和3。在TO 时刻系统中有P1、P2、P3、P4和P5五个进程，这些进程对资源的最大需求量和已分配资源数如下表所示，此时系统剩余的可用资源数分别为(22)。如果进程按(23)序列执行，那么系统状态是安全的。

(20)不是单元测试主要检查的内容，

程序运行过程中常使用参数在函数（过程）间传递信息，引用调用传递的是实参的 (19) 。 A。地址

在划分模块时，一个模块的作用范围应该在其控制范围之内。若发现其作用范围不在其控制范围内，则(16)不是适当的处理方法。

下图是一个软件项目的活动图，其中顶点表示项目里程碑，连接顶点的边表示包含的活动，则里程碑(17)．在关键路径上。若在实际项目进展中，活动AD在活动AC 开始3天后才开始，而完成活动DG过程中，由于有临时事件发生，实际需要15天才能完成，则完成该项目的最短时间比原计划多了 (18)天。

(18)

以下作品中，不适用或不受著作权法保护的是(14)。

以下关于数据流图中基本加工的叙述，不正确的是(15) 。

为说明某一问题，在学术论文中需要引用某些资料。以下叙述中，错误的是(13)。

以下多媒体素材编辑软件中， (1 2）主要用于动画编辑和处理。

矢量图是常用的图形图像表示形式， (10)是描述矢量图的基本组成单位。

视频信息是连续的图像序列，(11)是构成视频信息的基本单元。

下列算法中，不属于公开密钥加密算法的是(9)。

下列网络攻击行为中，属于DoS攻击的是(7)。

PKI体制中，保证数字证书不被篡改的方法是．(8)。

若某计算机字长为32位，内存容量为2GB，按字编址，则可寻址范围为 (6) 。

构成运算器的部件中最核心的是(5)。

指令寄存器的位数取决于(2) 。

某指令流水线由4段组成，各段所需要的时间如下图所示。连续输入8条指令时的吞吐率（单位时间内流水线所完成的任务数或输出的结果数）为 (4) 。

若计算机存储数据采用的是双符号位（00表示正号、11表示负号），两个符号相同的数相加时，如果运算结果的两个符号位经（3）运算得1，则可断定这两个数相加的结果产生了溢出。

在程序执行过程中，Cache与主存的地址映像由(1)。