2016年計算機技術(shù)與軟件《中級嵌入式系統(tǒng)設(shè)計師（下午卷）》試題（網(wǎng)友回憶版）[問答題]1.【說明】某公司承接了一個數(shù)據(jù)處理模塊（江南博哥）的項目，由沈工負(fù)責(zé)模塊的方案設(shè)計，沈工的設(shè)計方案如圖4－1所示。該數(shù)據(jù)處理模塊以PowerPC處理器為核心，設(shè)計了存儲器、以太網(wǎng)、溫度傳感器、調(diào)試接口等功能電路。處理器外接FLASH存儲器用于存儲上電初始化程序和應(yīng)用程序。處理器通過I2C接口連接測溫電路，監(jiān)控模塊的工作溫度。以太網(wǎng)、串口、調(diào)試離散量等用于軟件調(diào)試和狀態(tài)顯示。測溫電路選用ADT7461AR芯片，用于測試模塊溫度。ADT7461AR是一個雙通道數(shù)字溫度計，工作電壓3v至5v，具有低/超溫報警功能，采用I2C接口實現(xiàn)主機對遠(yuǎn)程/本地溫度數(shù)據(jù)的采集f采集數(shù)據(jù)存儲在高/低兩個數(shù)據(jù)寄存器中，每個寄存器為16位，高寄存器表示整數(shù)值，低寄存器表示小數(shù)值。存儲模塊采用某公司的FLASH存儲芯片。支持編程、擦除、復(fù)位等操作命令。該FLASH芯片的常用命令序列如表4－1所示。表中的地址和數(shù)據(jù)皆為16進(jìn)制數(shù)。問題：4.1ADT7461AR芯片支持兩種測溫模式，其中第0種模式為二進(jìn)制模式，用0表示0度，測溫范圍為0℃?＋127℃；第二種模式為偏移二進(jìn)制模式，用64表示0度，測溫范圍為－55℃?＋150℃，溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系如表4－2所示。請在（1）?（4）處寫出對應(yīng)溫度的二進(jìn)制數(shù)。問題：4.2沈工用C語言實現(xiàn)對FLASH的操作，需按照表4－1中定義的命令序列順序執(zhí)行即可。仔細(xì)閱讀下列代碼，請在（1）?（4）處將對應(yīng)的C語言代碼補全。問題：4.3該嵌入式系統(tǒng)對處理的性能要求較高，沈工在完成軟件設(shè)計后，需要對每一個函數(shù)的執(zhí)行性能進(jìn)行測試，檢測其是否滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。沈工通過PowerPC處理器內(nèi)部的高精度時鐘寄存器（TimeBase）進(jìn)行計時，該寄存器由高低兩個32位的寄存器組成，根據(jù)總線頻率自動遞增，當(dāng)?shù)?2位寄存器遞增到0xFFFFFFFF時，向高32位寄存器進(jìn)位。計數(shù)值可以換算成時間值，精確到微秒級。在功能函數(shù)functkm1()的執(zhí)行體前后，進(jìn)行時間統(tǒng)計，最后計算出該函數(shù)的執(zhí)行時間值，請在（1）?（2）處將對應(yīng)的C語言代碼補全。參考答案：問題4.1、(1)0011011000000000(2)0000000001000000(3)0100000100000000(4)0011001000000000問題4.2、(1)0x2AA(2)0x80(3)offset_addr(4)0x30問題4.3、(1)tb1.lower－tb0.lower(2)0xFFFFFFFF－tb0.lower＋tb1.lower＋1參考解析：問題4.1、本題考查嵌入式系統(tǒng)中計算機模擬量表示、FLASH設(shè)備驅(qū)動、有精度計數(shù)器等方面的相關(guān)知識及應(yīng)用。計算機模擬量是指變量在一定范圍連續(xù)變化的量，也就是在一定范圍（定義域）內(nèi)可以取任意值（在值域內(nèi)）。模擬量輸入是指輸入為連續(xù)變化的物理量。與之相對的是數(shù)字量，數(shù)字量是分立量，而不是連續(xù)變化量，只能取幾個分立值，如二進(jìn)制數(shù)字變量只能取兩個值。本題中采用的是ADT7461AR芯片，在工作時的電壓信號就屬于模擬信號，因為在任何情況下被測溫度都不可能發(fā)生突跳，所以測得的電壓信號無論在時間上還是在數(shù)量上都是連續(xù)的。而且，這個電壓信號在連續(xù)變化過程中的任何一個取值都是具體的物理意義，即表示一個相應(yīng)的溫度。芯片采集模擬量輸入信號，然后用二進(jìn)制表示出來，由設(shè)備驅(qū)動程序通過讀取芯片的寄存器，獲取溫度值。溫度值的精度取決于芯片寄存器的位數(shù)，精度越高，位數(shù)越多，把這個模擬量表示的越細(xì)，結(jié)果也就越精準(zhǔn)。由題干得知，該芯片的采集數(shù)據(jù)存儲在高/低兩個數(shù)據(jù)寄存器中，高寄存器表示整數(shù)值，低寄存器表示小數(shù)值。當(dāng)芯片工作在第一種模式（即二進(jìn)制模式時），由于測溫范圍為0℃至＋127℃，則高8位寄存器從0到127，表示0℃~＋127℃，而低8位寄存器表示小數(shù)值，每一位分別表示2－1℃、2－2℃、2－3℃、2－4℃、2－5℃、2－6℃、2－7℃、2－8℃，表示精度為2－8℃。所以＋0.25℃高位為0，低位為01000000；＋50℃高位為00110010，低位為0。當(dāng)芯片工作在第二種模式，即偏移二進(jìn)制模式時，用64表示0度。由于測溫范圍為－55℃~＋150℃，則高8位寄存器從9(64－55）到214(64＋150)，表示－55℃~＋150℃，而低8位寄存器表示小數(shù)值，表示含義和精度同第一種模式。所以－10℃高位為00110110，低位為0；＋1℃高位為01000001，低位為0。問題4.2、本題中采用的FLASH芯片為NORFLASH，NORFLASH是很常見的一種存儲芯片，數(shù)據(jù)掉電不會丟失。NORFLASH支持ExecuteOnChip，即程序可以直接在FLASH片內(nèi)執(zhí)行（這意味著存儲在NORFLASH上的程序不需要復(fù)制到RAM：就可以直接運行）。因此，在嵌入式系統(tǒng)中，NORFLASH很適合作為啟動程序的存儲介質(zhì)。NORFLASH的讀取和RAM很類似（只要能夠提供數(shù)據(jù)的地址，數(shù)據(jù)總線就能夠正確的給出數(shù)據(jù)），但不可以直接進(jìn)行寫操作。對NORFLASH的寫操作需要遵循特定的命令序列，最終由芯片內(nèi)部的控制單元完成寫操作。FLASH一般都分為很多個SECTOR，每個SECTOR包括一定數(shù)量的存儲單元，對有些大容量的FLASH，還分為不同的BANK，每個BANK包括一定數(shù)目的SECTOR。FLASH的擦除操作一般都是以SECTOR、BANK或是整片F(xiàn)LASH為單位的。在對FLASH進(jìn)行寫操作的時候，每個位可以通過編程由1變?yōu)?，但不可以由0修改為1。為了保證寫操作的正確性，在執(zhí)行寫操作前，都要執(zhí)行擦除操作，擦除操作會把FLASH的一個SECTOR、一個BANK或是整片F(xiàn)LASH的值全修改為0xFF，這樣寫操作就可以正確完成了。Flash芯片一般都支持編程、擦除、復(fù)位等操作命令，命令序列可參考芯片廠家提供的用戶手冊。本項目中根據(jù)芯片手冊提供的常用命令序列表，可知SECTOR擦除操作共需要6個周期的總線寫操作完成，命令序列如下：將0xAA寫到FLASH芯片地址0x555；將0x55寫到FLASH芯片地址0x2AA；將0x80寫到FLASH芯片地址0x555；將0xAA寫到FLASH芯片地址0x555；將0x55寫到FLASH芯片地址0x2AA；將0x30寫到要擦除的SECTOR對應(yīng)的地址。問題4.3、PowerArchitecture的處理器提供了一個名為TimeBase(TB)的計數(shù)寄存器，它用來記錄系統(tǒng)時間。TB寄存器會以一種依賴于實現(xiàn)的總線頻率周期性地增加，這個頻率可能不是恒定的。操作系統(tǒng)（OS）要負(fù)責(zé)確定更新頻率是否發(fā)生了變化，以及對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的調(diào)整，從而將計數(shù)值換算為絕對時間值。一般TB寄存器的計時精度可以達(dá)到微妙級。本項目中用一個包含高低兩個32位整型數(shù)的結(jié)構(gòu)體來存儲TB寄存器的值。當(dāng)?shù)?2位寄存器發(fā)生溢出時，處理器會自動向高32寄存器加1。通過插樁的方式測量函數(shù)的執(zhí)行時間時，需要在功能函數(shù)fonction1()的執(zhí)行體前后，分別兩次獲取TB寄存器的值，最后計算兩次的差值，即為該函數(shù)的執(zhí)行時間值。本題中tb0為函數(shù)進(jìn)入時的TB值，tb1為函數(shù)退出前的TB值，tb2為tb1和tb0的差值，即函數(shù)的執(zhí)行時間。當(dāng)tb1的低32位大于等于tb0的低32位時，tb2的高位等于tb1的高位與tb0的高位的差值，tb2的低位等于tb1的低位與tb0的低位的差值。當(dāng)tb1的低32位小于tb0的低32位時，則需借用高位進(jìn)行計算。tb2的高位等于tb1高位與tb0高位的差值再減1，tb2的低位等干0xFFFFFFFF－tb0的低位＋tb1的低位再加1。[問答題]2.【說明】【程序1】是關(guān)于條件編譯的一段程序示例；【程序2】是一段switch語句應(yīng)用示例。C語言要求switch之后圓括弧內(nèi)的“表達(dá)式”類型必須是整型或字符型。該程序代碼中a與x的對應(yīng)關(guān)系如表5－1所示。表5－1a與x對應(yīng)關(guān)系表【程序3】是冒泡排序算法的實現(xiàn)。假設(shè)有N個數(shù)據(jù)存放在數(shù)組aa中，用冒泡排序?qū)⑦@N個數(shù)從小到大排序。首先，在aa[0]到aa[N..1]的范圍內(nèi)，依次比較兩個相鄰元素的值，若aa[j]>aa[j＋1]，則交換aa[j]與aa[j＋1]，j的值取0，1，2，…，N－2；經(jīng)過這樣一趟冒泡，就把這N個數(shù)中最大的數(shù)放到aa[N－1]中。接下來對aa[0]到aa[N－2]中的數(shù)再進(jìn)行一趟冒泡，這樣就將該范圍內(nèi)的最大值換到aa[N－2]中。依次進(jìn)行下去，最多只要進(jìn)行N－1趟冒泡，就可完成排序。如果在某趟冒泡過程中沒有交換相鄰的值，則說明排序已完成，可以提前結(jié)束處理。【C程序代碼1】【C程序代碼2】【C程序代碼3】問題：5.1(1)什么是c語言的條件編譯？(2)請解釋#ifndef的作用。(3)分析【C程序代碼1】，寫出該段執(zhí)行后的輸出結(jié)果。問題：5.2完成【C程序代碼2】中的（1）?（3）空，將答案寫到相應(yīng)的位置。問題：5.3完成【C程序代碼3】中的（4）?（6）空，將答案寫到相應(yīng)的位置。參考答案：問題5.1、(1)條件編譯：C語言中提供控制編譯器流程的語句?；駽源程序中希望對其中一部分內(nèi)容只是在滿足一定條件時才進(jìn)行編譯，形成目標(biāo)代碼，這種對一部分內(nèi)容指定編譯的條件稱為條件編譯。(2)#ifndef的作用：如果Wifndef后面的“宏名”未定義，則編譯其體內(nèi)的程序段；否則編譯#else部分的程序段，如果沒有#else部分，則當(dāng)“宏名”己定義時直接跳過#endif。(3)x＝2問題5.2、(1)x＝3(2)x＝1(3)x＝2問題5.3、(4)&aa[i](5)N－i－1(6)!swap或swap＝＝0參考解析：問題5.1、本題考查C語言編程方面的基本知識。考查條件編譯的概念。C語言中提供控制編譯器流程的語句為條件編譯語句，在一般情況下，C源程序中所有的行都參加編譯過程，但有時出于對程序代碼優(yōu)化的考慮，希望對其中一部分內(nèi)容只是在滿足一定條件時才進(jìn)行編譯，形成目標(biāo)代碼，這種對一部分內(nèi)容指定編譯的條件稱為條件編譯。下面是關(guān)于＃ifdef語句的使用規(guī)則：#ifdef宏名程序段1；#else程序段2；#endif或者#ifdef宏名程序段；#endif該語句的作用是，如果#ifdef后面的“宏名”在此前已用#define語句定義，則編譯“程序段1”或“程序段”；否則編譯“程序段2”。如果沒有#else部分，則當(dāng)“宏名”未定義時直接跳過#endif。下面是關(guān)于#ifndef語句的使用規(guī)則：#ifndef宏名程序段1；#else程序段2；#endif或者#ifndef宏名程序段；#endif#ifndef語句的功能與#ifdef語句的功能正好相反，如果#ifndef后面的“宏名”未定義，則編譯“程序段1”或“程序段”；否則編譯“程序段2”。如果沒有#else部分，則當(dāng)“宏名”已定義時直接跳過＃endif。在【C程序代碼1】中，由于在執(zhí)行條件編譯語句時，x已定義，所以，執(zhí)行x＝2;語句。最終程序執(zhí)行結(jié)果為：x＝2。問題5.2、在C語言中，選擇結(jié)構(gòu)的作用是根據(jù)所給的條件是否滿足，決定從給定的兩個或多個分支中，選擇其中的一個分支來執(zhí)行。c語言中有兩種選擇結(jié)構(gòu)語句，if語句和swkch語句。使用if語句的嵌套結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多分支選擇功能時，程序的結(jié)構(gòu)顯得不夠清晰。因此，C語言專門提供了switch語句。switch語句的一般形式如下：switch（表達(dá)式）{Case常量表達(dá)式1;語句1;break;Case常量表達(dá)式2;語句2;break;……Case常量表達(dá)式n;語句n;break;Default:語句n＋1;break;}在使用switch語句時有以下要求：1)、switch語句后面圓括號內(nèi)的“表達(dá)式”的值和case后面的“常量表達(dá)式”的值，都必須是整型或字符型的，不允許是實數(shù)。2)、在case后的各常量表達(dá)式的值不能相同，否則會出現(xiàn)錯誤。在本題中變量a是實數(shù)，所以在switch語句要進(jìn)行轉(zhuǎn)換：Switch((int)a)。根據(jù)題意，a取整后的值為0、1、2時，0a[問答題]3.【說明】王工在采用某16位嵌入式CPU進(jìn)行A/D采集硬件電路設(shè)計時，利用8255控制器C口中的PC0輸出控制信號，利用PC7讀入AD574的狀態(tài)信號，利用A口和B口讀入AD574轉(zhuǎn)換好的12位數(shù)據(jù)。圖2－1為該A/D采集硬件系統(tǒng)設(shè)計的部分連接示意圖。其中，AD574各個管腳功能定義如表2－1所述。AD574的控制功能狀態(tài)表如表2－2所示。8255控制器各個管腳及地址控制描述如表2－3所示。問題：2.1在該嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，AD574是工作在12位轉(zhuǎn)換模式還是8位轉(zhuǎn)換模式？問題：2.2圖2－1中245為雙向緩沖器，在該硬件設(shè)計中配置8255控制字時，CPU需要向245進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出（245的A口傳輸給B口）；在獲取AD采集數(shù)據(jù)時CPU需要接收245所傳輸過來的數(shù)據(jù)（245的B口傳輸給A口）。根據(jù)硬件設(shè)計，描述DR分別為高、低電平時，245雙向緩沖器在A、B口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较颉栴}：2.3在該A/D變換中，如果用1/2LSB（最低有效位）來表示量化誤差，當(dāng)該A/D控制器的量程范圍為5V時，其量化誤差是多大？問題：2.4王工根據(jù)上述硬件設(shè)計，編寫對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集程序，首先需要對8255進(jìn)行初始化，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，請根據(jù)注釋要求補全如下X86匯編程序。參考答案：問題2.1、12位問題2.2、DR＝高電平時，A口傳向B口；DR＝低電平時，B口傳向A口。問題2.3、5v/(4096*2)＝0.61mv。問題2.4、(1)#C003H(2)#C002H(3)#00H(4)#01H(5)#80H(6)#C000H(7)#C001H(8)#0FH參考解析：問題2.1、本題考查嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計和基本的匯編程序編寫知識。此類題目要求考生認(rèn)真閱讀題目，對題目中給出的原理圖、器件描述等內(nèi)容進(jìn)行理解，根據(jù)原理圖中所包含的硬件模塊和原理設(shè)計，進(jìn)行問題回答和程序補全。題目給出了主要器件的管腳功能描述和部分程序。在該嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，AD574是工作在12位轉(zhuǎn)換模式還是8位轉(zhuǎn)換模式依賴于AD574周邊的管腳電路設(shè)計。從題目中已經(jīng)給出的器件功能描述并結(jié)合原理圖進(jìn)行推斷。從題目給出的器件描述中可以看出，根據(jù)AD574的A0管腳確定12位/8位模式，從原理圖可以看出，A0接地，即低電平。結(jié)合AD574的功能描述，可以知道該系統(tǒng)設(shè)計中AD574工作在12位模式。問題2.2、圖2－1中245為雙向緩沖器，在該硬件設(shè)計中配置8255控制字時，CPU需要向245進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出（245的A口傳輸給B口）；在獲取AD采集數(shù)據(jù)時CPU需要接收245所傳輸過來的數(shù)據(jù)（245的B口傳輸給A口）。根據(jù)硬件設(shè)計圖可以看出，當(dāng)DR為高電平時，RD信號是無效的，也就是讀信號無效，即此時為寫信號有效。在寫信號有效情況下，數(shù)據(jù)傳輸方向是從處理器向8255方向進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，即從A口傳輸給BP。反之如果RD為低電平時，此時RD信號有效，也就是讀信號有效，既需要從外部將數(shù)據(jù)讀入到CPU處理器中，即從8255進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，放到處理器中，所以方向應(yīng)該是從B口傳輸?shù)紸口。問題2.3、由于工作在12位，其范圍為4096個刻度。另外考慮到采用1/2LSB作為量化誤差，所以誤差大小即為：5v/(4096*2)＝0.61mv。問題2.4、運行數(shù)據(jù)采集程序時，首先需要對8255進(jìn)行初始化，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在該程序中，需要先進(jìn)行8255的工作模式配置，由原理圖和8255的工作模式可知，在該配置情況下，必須使得8255的A1A0＝11，即工作在尋址控制器模式下，同時保證8255的片選有效，即必須使得A15＝A14＝1，A13＝A12＝All＝…＝A2＝0才可以，所以此時需要給DPTR寄存器的地址為#C003H。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集過程中，需要先通過8255的C口進(jìn)行AD574的轉(zhuǎn)換控制，要對C口操作即需要A1A0＝10，再考慮到片選的有效性，需要給DPTR的地址是#C002H。在進(jìn)行一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時需要在PCO產(chǎn)生一個上升沿，所以要給C口輸出配置為#00H和#01H。當(dāng)從C口取出狀態(tài)字后，需要借助C口的最高位STS進(jìn)行轉(zhuǎn)換完畢的狀態(tài)判斷，因此取出數(shù)據(jù)存在A寄存器后，需要和#80H進(jìn)行與操作來判斷最高位的完成狀態(tài)。當(dāng)判斷有有效數(shù)據(jù)時候，需要分別從8255的A口和B口進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取，因此需要分別配置A口和B口的地址，依次為#C000H和#C001H。在進(jìn)行12位數(shù)據(jù)合并時，只需要通過與操作取出低4位數(shù)據(jù)，和#OFH進(jìn)行與操作即可。[問答題]4.【說明】某嵌入式控制軟件中，通過采集傳感器數(shù)值來計算輸出控制率，同時為提高數(shù)據(jù)采集的可靠性，對采集數(shù)值使用三余度采集方法進(jìn)行三個通道的數(shù)據(jù)采集。1.三余度數(shù)據(jù)采集及處理要求：(1)如果某通道采集值在[－3.0，3.0]v正常范圍內(nèi)，且與任一相鄰?fù)ǖ篱g差值不大于0.5v，則該通道數(shù)據(jù)滿足要求；(2)如果某通道釆集值超過[－3.0，3.0]v正常范圍，或者此通道采集值與其他兩個通道的差值均大無0.5v，則該通道數(shù)據(jù)不滿足要求；(3)如果三通道值均滿足要求，則取三通道中差值較小的兩通道數(shù)據(jù)乎均值；(4)如果三通道值均滿足要求，且相鄰兩數(shù)值的差值相等，則取三個采集值的中間值；(5)如果僅有一個通道數(shù)據(jù)不滿足釆集要求，取滿足要求的兩個通道數(shù)據(jù)平均值；(6)如果大于一個通道數(shù)據(jù)不滿足采集要求，取安全值0v。2.對計算輸出控制率的具體處理算法如下：(1)如果依據(jù)采集數(shù)據(jù)計算的控制率C1與目前實際控制率C0差值不大于0.01，則使用本周期計算控制率Cdft行輸出控制，否則使用目前實際控制率C0輸出控制，連續(xù)超過范圍計數(shù)加1，不上報傳感器故障；(2)如果連續(xù)3個周期計算的控制率C1與目前實際控制率C0差值大于0.01，則上報傳感器三級故障，連續(xù)超過范圍計數(shù)清零，使用目前實際控制率C0輸出控制；如果已經(jīng)連續(xù)3個周期控制率差值超過范圍，并已上報三級故障，但第4個周期計算的控制率C1與目前實際控制率C0差值不大于0.01，則清除三級故障上報，并使用C1進(jìn)行輸出控制；(3)如果累計大于等于10個周期計算的控制率C1與目前實際控制率C0，差值大于0.01，則上報傳感器二級故障，使用目前實際控制率C0輸出控制；(4)如果累計大于等于100個周期計算的控制率C1目前實際控制率C0，差值大于0.01，則上報傳感器一級故障，清除二級故障，并切斷輸出控制（輸出安全值0）；(5)如果低級故障和高級故障同時發(fā)生，則按高級故障上報和處理。問題：3.1為了測試采集算法，在不考慮測量誤差的情況下，根據(jù)所設(shè)計測試用例的輸入填寫表3－1中的（1）?（6）空，預(yù)期輸出結(jié)果精度為小數(shù)點后保留兩位數(shù)字。問題：3.2白盒測試方法和黑盒測試方法是目前嵌入式軟件測試常用的方法。請簡述白盒測試方法與黑盒測試方法的概念。同時依據(jù)本題說明，指明問題1中設(shè)計的測試用例使用了白盒測試方法還是黑盒測試方法。問題：3.3為了測試控制率計算算法，在不考慮測量誤差的情況下，請完善所設(shè)計的測試用例，填寫表3－2中的空（1）?（6）。參考答案：問題3.1、(1)1.90v(2)1.55v(3)2.70v(4)－2.90v(5)0v(6)0v問題3.2、白盒測試也稱結(jié)構(gòu)測試、邏輯測試或基于程序的測試，這種測試應(yīng)了解程序的內(nèi)部構(gòu)造，并且根據(jù)內(nèi)部構(gòu)造設(shè)計測試用例。黑盒測試又稱功能測試、數(shù)據(jù)驅(qū)動測試或基于需求規(guī)格說明的測試，這種測試不必了解被測對象的內(nèi)容情況，而依靠需求規(guī)格說明中的功能來設(shè)計測試用例。問題1中設(shè)計的測試用例使用了黑盒測試方法。問題3.3、(1)1.454(2)2(3)9到98都可以(4)二級故障(5)0(6)一級故障參考解析：問題3.1、為了測試三余度通道數(shù)據(jù)采集算法，就要依據(jù)題目說明三余度通道數(shù)據(jù)采集及處理要求中給定的6條設(shè)計要求，進(jìn)行測試用例的設(shè)計。首先依據(jù)第1條設(shè)計說明，采集值正常范圍為[－3.0,3.0]v，將輸入范圍進(jìn)行等價類劃分，劃分為無效等價類（超出正常范圍）和有效等價類（正常范圍），同時在有效等價類中，還存在“任意兩通道間差值不大于0.5v的約束。將設(shè)計測試用例的范圍整理出來后，就可按照軟件測試的要求設(shè)計測試用例。但是由于本題給出了采集值，只需要根據(jù)采集值計算輸出即可。對于序號1、序號2和序號3，因為三個采集值都是正常范圍，且任意兩通道間差值不大于0.5v，依據(jù)第3條和第4條設(shè)計說明，采集值應(yīng)為差值較小的兩通道數(shù)據(jù)的平均值或相鄰兩數(shù)值的差值相等，則取三個采集值的中間值。因為序號1數(shù)據(jù)差值都為0.0v，所以取三個通道采集值的中間值，故采集值為0.00；序號2取In_U[0]和In_U[2]的平均值，為1.90v；序號3取In_U[0]和In_U[1]的平均值，為1.55v。對于序號4，三個通道采集值是正常范圍，但I(xiàn)n_U[2]通道與In_U[0]和In_U[1]間差值大于0.5v，依據(jù)第2條和第5條設(shè)計說明，In_U[2]通道采集值不滿足要求，應(yīng)取滿足要求的In_U[0]和In_U[1]兩個通道數(shù)據(jù)的平均值，故采集值為2.70V。對于序號5，InJJ[1]通道采集值是超出正常范圍，In_U[0]和In_U[2]通道在正常范圍，這里要注意In_U[0]采集值為邊界點，依據(jù)第2條和第5條設(shè)計說明，In_U[1]通道采集值不滿足要求，應(yīng)取滿足要求的In_U[0]和In_U[2]兩個通道數(shù)據(jù)的平均值，故采集值為－2.90v。對于序號6，三個通道采集值是正常范圍，但每個通道采集值的任意兩兩差值均大于0.5v，依據(jù)第2條和第6條設(shè)計說明，應(yīng)取安全值0v，故采集值為0v。對于序號7，兩個通道采集值超出正常范圍，依據(jù)第2條和第6條設(shè)計說明應(yīng)取安全值0v，故采集值為0v。問題3.2、此題考查白盒測試方法和黑盒測試方法的概念及應(yīng)用。白盒測試也稱結(jié)構(gòu)測試、邏輯測試或基于程序的測試，需了解程序的內(nèi)部構(gòu)造，并且根據(jù)內(nèi)部構(gòu)造設(shè)計測試用例。黑盒測試又稱功能測試、數(shù)據(jù)驅(qū)動測試或基于需求規(guī)格說明的測試，這種測試不必了解被測對象的內(nèi)容情況，而依靠需求規(guī)格說明中的功能來設(shè)計測試用例。由于白盒測試方法與黑盒測試方法的概念定義較多，此題中白盒測試概念中只需給出根據(jù)程序內(nèi)部構(gòu)造設(shè)計測試用例的關(guān)鍵詞即可，黑盒測試概念中只需給出依靠相應(yīng)文檔給出的功能設(shè)計測試用例即可。問題1中設(shè)計的測試用例時，只是根據(jù)設(shè)計算法，進(jìn)行功能方面的測試，不需要了解程序的內(nèi)部構(gòu)造，按照黑盒測試方法的概念，確定問題1使用了黑盒測試方法。問題3.3、為了測試控制率計算算法，就要依據(jù)題目說明對采集數(shù)值計算控制率的具體處理算法中給定的5條設(shè)計要求，進(jìn)行測試用例的設(shè)計。此題考查測試用例的設(shè)計，不僅包括輸入數(shù)據(jù)的設(shè)計，還包括前置條件C比如控制率超差連續(xù)計數(shù)和累計計數(shù)）及預(yù)期輸出的設(shè)計（比如輸出控制率和上報故障情況），條件增多，比問題1難度增加。對于序號1，前置條件中控制率超差連續(xù)計數(shù)和累計計數(shù)都為0，計算控制率與實際控制率誤差不超過0.01，依據(jù)第1條設(shè)計說明，輸出控制率為計算控制率1.632，不上報故障。對于序號2，前置條件中控制率超差連續(xù)計數(shù)和累計計數(shù)都為0，計算控制率與實際控制率誤差超過0.01，依據(jù)第1條設(shè)計說明，輸出控制率為實際控制率1.454，不上報故障。對于序號3，前置條件中控制率超差累計計數(shù)為6，計算控制率與實際控制率誤差超過0.01，并且上報了三級故障，輸出控制率為實際控制率2.369，依據(jù)第2條設(shè)計說明，確定控制率超差連續(xù)計數(shù)預(yù)期值應(yīng)該為3，所以前置條件中的控制率超差連續(xù)計數(shù)只能為2。對于序號4，前置條件中控制率超差連續(xù)計數(shù)為1，計算控制率與實際控制率誤差超過0.01，并且上報了二級故障，輸出控制率為實際控制率1.557，依據(jù)第3條、第4條和第5條設(shè)計說明，確定控制率超差累計計數(shù)預(yù)期結(jié)果應(yīng)該為大于等于10且小于等于99的整數(shù)，所以前置條件中的控制率超差累計計數(shù)為9至98區(qū)間中的任意整數(shù)，即任意大于等于9且小于等于98的整數(shù)。對于序號5，前置條件中控制率超差連續(xù)計數(shù)為2并且累計計數(shù)為9，計算控制率與實際控制率誤差超過0.01，輸出控制率為實際控制率2.234，依據(jù)第3條和第5條設(shè)計說明，確定控制率超差累計計數(shù)預(yù)期結(jié)果應(yīng)該為10，所以應(yīng)該上報二級故障。對于序號6，前置條件中控制率超差連續(xù)計數(shù)為0并且累計計數(shù)為99，計算控制率與實際控制率誤差超過0.01，依據(jù)第4條和第5條設(shè)計說明，確定控制率超差累計計數(shù)預(yù)期應(yīng)為100，此時應(yīng)該上報傳感器一級故障，并清除二級故障，同時切斷輸出控制，即輸出安全值0，所以輸出控制率為0，上報一級故障。[問答題]5.【說明】某綜合化智能空氣凈化器設(shè)計以微處理器為核心，包含各種傳感器和控制器，具有檢測環(huán)境空氣參數(shù)（包含溫濕度、可燃?xì)怏w、細(xì)顆粒物等），空氣凈化、加濕、除濕、加熱和殺菌等功能，并能通過移動客戶端對其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。圖1－1為該系統(tǒng)電氣部分連接圖，除微處理器外，還包括了片上32KJBFLASH，以及SRAM和EEPROM。問題：1.1該系統(tǒng)的SRAM的地址線寬度為11，數(shù)據(jù)線寬度為8，其容量為多少字節(jié)？問題：1.2該系統(tǒng)分別設(shè)計了IOS和Android兩種不同操作系統(tǒng)下的客戶端程序，二者在開發(fā)上都使用MVC（模型（M）—視圖（V）—控制器（C））設(shè)計模式。在典型的程序設(shè)計中，用戶可以直接和視圖進(jìn)行交互，通過對事件的操作，可以觸發(fā)視圖的各種事件，再通過控制器，以達(dá)到更新模型或數(shù)據(jù)的目的。請完善圖1－2所示的流程模型。問題：1.3該系統(tǒng)采用數(shù)字式激光傳感器檢測PM2.5、PM10，并通過異步串行接口將數(shù)據(jù)上報給處理器，通信波特率為9600bps，上報周期為1.5秒，數(shù)據(jù)幀內(nèi)容包括：報文頭、指令號、數(shù)據(jù)（6字節(jié)）、校驗和及報文尾，具體字段描述如表1－1所示。王工根據(jù)數(shù)據(jù)報文通信協(xié)議，使用C語言編寫了對應(yīng)的數(shù)據(jù)接收和校驗程序，請根據(jù)注釋要求補全程序。程序段如下：參考答案：問題1.1、211×8＝2048B＝2KB問題1.2、(1)控制器(2)視圖(3)模型問題1.3、(1)0xAA(2)0xC0(3)mPkt[i＋2](4)mPkt[8](5)(uintl6_t)mPkt[2]|(uintl6_t)(mPkt[3]8)或其等價形式(6)(uintl6_t)mPkt[4]|(uintl6_t)(mPkt[5]8)或其等價形式參考解析：問題1.1、本題考查嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的基本概念和代碼閱讀與編寫的能力。此類題目要求考生認(rèn)真閱讀題目所述嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，了解設(shè)計過程，根據(jù)要求仔細(xì)閱讀并理解代碼，根據(jù)代碼上下文填入所缺內(nèi)容。該微處理器系統(tǒng)擁有一塊11條地址線、8條數(shù)據(jù)線的