精品文檔-下載后可編輯嵌入式系統(tǒng)設計師(下午)真題選題卷1嵌入式系統(tǒng)設計師(下午)真題選題卷1

1.[問答][0分]ATM自動取款機系統(tǒng)是一個由終端機、ATM系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫組成的應用系統(tǒng)，具有提取現(xiàn)金、查詢賬戶余額、修改密碼及轉(zhuǎn)賬等功能。ATM自動取款機系統(tǒng)用例圖如圖1所示。

ATM自動取款機系統(tǒng)功能組成如圖2所示。

1、根據(jù)ATM自動取款機系統(tǒng)功能和系統(tǒng)用例圖，完成圖3所示的ATM自動取款機系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)圖，將系統(tǒng)狀態(tài)圖中的(1)～(6)補充完整。

2、ATM自動取款機系統(tǒng)取款用例描述用戶取款的過程。其事件流如下：

(1)基本流a．用戶輸入取款金額；b．系統(tǒng)驗證輸入金額是否符合輸入要求；c．系統(tǒng)驗證用戶賬戶余額；d．系統(tǒng)顯示用戶賬戶余額；e．用戶確認取款金額；f．系統(tǒng)要求點鈔機出鈔；g．系統(tǒng)更新并保存賬戶信息。

(2)備選流a．如果輸入金額不符合輸入數(shù)字格式要求，給出提示，退出；b．如果輸入金額超出最大取款金額，給出提示，退出；c．如果用戶沒有確認，給出提示，退出。根據(jù)上述ATM：自動取款機系統(tǒng)取款用例描述，請完成取款功能的流程圖。

3、ATM自動取款機系統(tǒng)是與銀行服務器聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡系統(tǒng)，由于系統(tǒng)涉及個人和企事業(yè)單位的財產(chǎn)安全，要求網(wǎng)絡通信安全可靠，因此通信過程要采取消息加解密、身份認證、消息鑒別和訪問控制等信息安全措施。

(1)請簡要解釋下列術語的基本概念。a．對稱密鑰b．公開密鑰c．訪問控制d．消息鑒別

(2)以下幾種常見的加密算法哪些屬于對稱加密算法?哪些屬于非對稱加密算法?a．DESb．RSAc．AESd．IDEAe．PGPf．DSAg．橢圓曲線DSA

2.[問答][0分]在嵌入式系統(tǒng)設計中，李工使用某嵌入式處理器和對應的以太網(wǎng)芯進行帶有網(wǎng)絡功能的單板實現(xiàn)，該電路中還包含DDR、Flash等存儲芯片和相應的外圍控制芯片。圖1為所選用嵌入式處理器的存儲模塊存儲地址總線變換示意圖，圖2為以太網(wǎng)芯片外圍設計的相關原理示意圖，圖3為用戶在該嵌入式單板系統(tǒng)上實現(xiàn)內(nèi)部嵌入式Web服務器的流程示意圖。在該嵌入式處理器的存儲系統(tǒng)設計中，嵌入式處理器內(nèi)部包含SA[25:0](從高到低)共26根系統(tǒng)地址總線，外部使用22根數(shù)據(jù)線和外部存儲設備進行連接。

嵌入式處理器和以太網(wǎng)芯片之間的交互接口為：MII(MediaIndependentInterface)接口，包含數(shù)據(jù)線和控制線。數(shù)據(jù)線分為收發(fā)兩個方向：其中RXD[3:0]為并行數(shù)據(jù)接收線，RXCLK為對應的時鐘線；TXD[3:0]為并行數(shù)據(jù)發(fā)送線，TXCLK為對應的時鐘線。MDIO和MDC為控制線，通過其進行以太網(wǎng)芯片的配置。以太網(wǎng)芯片的最大通信頻率由其外圍的晶振頻率和收發(fā)數(shù)據(jù)線的并行數(shù)目決定。在嵌入式系統(tǒng)設計中，嵌入式處理器和以太網(wǎng)芯片之間可以設計為一對多的方式，每個以太網(wǎng)控制器都有一個PHYID，該PHYID依賴于以太網(wǎng)芯片周邊的電路設計。

在圖2的設計中，該以太網(wǎng)芯片的PHYID由圖中的PHYID[4:0]五個管腳來定。對于該以太網(wǎng)芯片而言，PHYID[4:0]在啟動時是作為。

PHYID選擇控制使用，在啟動后是作為其他指示功能使用。PHYID的最大值是31(五位)，最小是0，由PHYID[4:0]從高位到低位決定，對應管腳為高電平時對應的值為1，低電平時對應的值為0。

1、如圖1所示，用戶可以通過寄存器將存儲總線變換方式配置為字節(jié)模式(8位模式)，半字模式(16位模式)或者字模式(32位模式)中的任何一種，不同模式下，所使用到的地址線不同。在圖2中的，①、②、和③分別對應的地址線連接應該依次是______。A、SA2-SA23,SA1-SA22,SA0-SA21B、SA0-SA21,SA2-SA23,SA1-SA22C、SA1-SA22,SA2-SA23,SA0-SA21D、SA0-SA21,SA1-SA22,SA2-SA23

根據(jù)圖2的網(wǎng)絡部分相關電路設計，可以知道該嵌入式處理器的網(wǎng)絡通信中，最大通信頻率是______Mbps。A．10000B．1000C．100D．10

如果該網(wǎng)絡芯片工作在100Mbps，那么在圖2的設計中，RXCLK的工作頻率應該是______Mbps．根據(jù)圖2的電路和題目說明，在該電路中，以太網(wǎng)芯片的PHYID應該是______。

2、在圖3中，為了實現(xiàn)嵌入式Web服務器和對應的請求流程，李工設計了該流程示意圖，根據(jù)網(wǎng)絡通信的過程，從下面選項中選擇合適的處理過程，填充圖3中的空(1)～(4)?？?1)～(4)備選答案：A．創(chuàng)建TCPsocket套接字B．關閉socket套接字C．a(chǎn)ccept嘗試建立TCP連接D．HTTP服務E．數(shù)據(jù)發(fā)送處理F．數(shù)據(jù)接收處理G．bind綁定套接字H．本地其他服務處理I．listen偵聽客戶套接字J．創(chuàng)建UDPsocket套接字

3.[問答][0分]某嵌入式剎車控制軟件，應用于汽車剎車控制器，該軟件需求如下：

1．模式選擇：采集模式控制離散量信號In_D1并通過模式識別信號燈顯示軟件當前工作模式。在信號In_D1為低電平時進入正常工作模式(模式識別信號燈為綠色)，為高電平時進入維護模式(模式識別信號燈為紅色)。軟件在正常工作模式下僅進行剎車控制和記錄剎車次數(shù)，在維護模式下僅進行中央控制器指令響應；

2．剎車控制：采用定時中斷機制，以5ms為周期采集來自駐車器發(fā)出的模擬量信號In_A1以及來自剎車踏板發(fā)出的模擬量信號In_A2，并向剎車執(zhí)行組件發(fā)送模擬量信號Out_A1進行剎車控制；

3．記錄剎車次數(shù)：在Out_A1大于4V時，讀出非易失存儲器NVRAM中保存的剎車次數(shù)記錄進行加1操作，然后保存至非易失存儲器NVRAM中；

4．響應中央控制器指令：接收來自中央控制器的串行口指令字In_S1，回送串行口響應字Out_S1。當接收的指令字錯誤時，軟件直接丟棄該命令字，不進行任何響應。指令字及響應字說明如表1所示。表1指令字和響應字

1、請簡述本軟件串行輸入接口測試的測試策略及測試內(nèi)容。針對表1中“讀取剎車次數(shù)指令”進行魯棒性測試時應考慮哪些情況?

2、某測試人員設計了表2所示的操作步驟對模式選擇功能進行測試(表中END表示用例到此結(jié)束)。

為進一步提高剎車控制軟件的安全性，在需求中增加了設計約束：軟件在單次運行過程中，若進入正常工作模式，則不得再進入維護模式。請參照表2的測試用例完成表3，用于測試該設計約束。

3、本項目在開發(fā)過程中通過測試發(fā)現(xiàn)了17個錯誤，后期獨立測試發(fā)現(xiàn)了31個軟件錯誤，在實際使用中用戶反饋了2個錯誤。請計算缺陷探測率(DDP)。

4.[問答][0分]某公司承接了一個控制系統(tǒng)的項目，由王工負責系統(tǒng)的方案設計。王工的設計方案如圖1所示。

該方案是基于VME總線的多機并行處理系統(tǒng)，由主控制模塊作為VME總線的主設備，即總線控制器，負責整個系統(tǒng)的控制與管理；3個數(shù)據(jù)處理模塊作為從設備，負責數(shù)據(jù)處理與計算；1個I/O模塊也作為從設備，負責系統(tǒng)與外部接口之間的高速數(shù)據(jù)通信。同時，為了簡化設計，該系統(tǒng)5個模塊均采用同一款VME協(xié)議芯片，實現(xiàn)內(nèi)總線和VME總線的連接。

該系統(tǒng)中每個模塊的相關信息見表1所示。

1、王工設計采用共享存儲器方式，進行多機之間的通信。VME共享存儲器的地址空間映射，分為輸出窗口和輸入窗口兩部分。輸出窗口實現(xiàn)處理器本地地址空間到VME總線地址空間的映射，輸入窗口實現(xiàn)VME總線地址空間到處理器本地地址空間的映射。

輸出窗口空間設置說明：為了每個模塊能訪問到其他4個模塊，在每個模塊的處理器本地地址空間中開辟5M空間，映射到VME總線上的5M地址空間。映射關系見表2。

輸入窗口空間設置說明：每個模塊分配1M的VME地址空間，并將這1M空間映射到處理器本地RAM區(qū)域中，專門用于VME通信數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。映射關系見表3。

VME總線驅(qū)動中，按照上述方式對寄存器進行設置，實現(xiàn)了VME總線共享存儲器工作方式，將對其他模塊的操作轉(zhuǎn)化為對處理器本地地址空間訪問操作相似的讀寫操作，并且都采用總線遠程寫，總線本地讀的方式。

數(shù)據(jù)處理模塊1發(fā)送消息到數(shù)據(jù)處理模塊2，它們之間采用1M數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的第一個32位作為握手標志。則數(shù)據(jù)處理模塊1訪問標志區(qū)的總線地址為______，數(shù)據(jù)處理模塊2訪問標志區(qū)的總線地址為______。I/O模塊向主控制模塊發(fā)送控制命令，它們之間采用1M數(shù)據(jù)緩沖區(qū)偏移0x100處作為命令緩沖區(qū)。則I/O模塊訪問命令區(qū)的總線地址為______，主控制模塊訪問命令區(qū)的總線地址為______。

2、如表1所示，該系統(tǒng)中采用的處理器有大端和小端兩種工作模式。王工設計VME總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)全部采用小端方式，那么當處理器通過VME總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，需要根據(jù)自己的工作模式，對數(shù)據(jù)進行必要的轉(zhuǎn)換，以符合協(xié)議要求。

當I/O模塊向主控制模塊發(fā)送控制命令0xAABBCCDD，那么它寫入V=ME總線的實際數(shù)據(jù)是______，當主控制模塊向數(shù)據(jù)處理模塊3和I/O模塊發(fā)送控制命令0x12345678，那么它寫入VME總線的實際數(shù)據(jù)是______和______。

3、為了提高數(shù)據(jù)通信的性能，在進行大數(shù)據(jù)量通信時，王工設計采用DMA的方式。DMA通信方式能夠滿足高速VME設備的需求，也有利于發(fā)揮CPU效率。

該VME協(xié)議芯片有兩種DMA工作方式：一種是直接方式(Directmode)，一種是鏈方式(Linkedlistmode)。

在直接方式下，在每次數(shù)據(jù)傳輸前，需要驅(qū)動程序?qū)MA控制寄存器進行設置，然后進行DMA傳輸，并等待傳輸完成，或者異常錯誤。直接方式是一種軟件和硬件同步工作方式。在鏈方式下，驅(qū)動程序只需要設置命令包。在通信過程中，硬件根據(jù)命令包的內(nèi)容完成傳輸，并根據(jù)鏈中的下一個命令包，繼續(xù)傳輸，直到所有命令包完成或者異常錯誤。鏈方式是一種軟件和硬件異步工作的方式。

圖2是DMA直接方式的流程圖，請補全流程圖。

5.[問答][0分]在開發(fā)某嵌入式系統(tǒng)時，設計人員根據(jù)系統(tǒng)要求，分別編寫了如下程序，其中：

[程序1]：實現(xiàn)兩個變量的值的互換；

[程序2]：完成某功能的C語言程序；

[程序3]和[程序4]：是P、V操作的形式化定義，設S為信號量。在多道程序系統(tǒng)中，進程是并發(fā)執(zhí)行的。這些進程間存在著不同的相互制約關系，主要表現(xiàn)為同步和互斥兩個方面。信號量是解決進程間同步與互斥的有效方法。[程序1]voidswap(intn1,intn2){inttmp=n1;n1=n2;n2=tmp;[程序2]#includeimage.pngstdio.h＞intfun(intn){intf0=0,f1=1,f,i;if(n==0)return0;if(n==1)return1;for(i=2j;iimage.png=n;i++){f=f0+f1;f0=f1;f1=f;}returnf;}voidmain12{intn=5;printf("fun(%d)=%d\n",n,fun(n));n=7;printf("fun(%d)=%d\n",n,fun(n));n=9;printf("fun(%d)=%d\n",n,fun(n));}[程序3]P操作的形式化定義：P(S){______;if(_____