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[導(dǎo)讀]一、引言 自《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師考試復(fù)習(xí)筆記之存儲(chǔ)管理篇》在嵌入式在線(xiàn)的博客出現(xiàn)后,意外的得到很多朋友的關(guān)注和評(píng)論,收到不少朋友的郵件,問(wèn)一些有關(guān)考試的問(wèn)題,希望得到我的復(fù)習(xí)筆記的其他部分。我非常感謝他

一、引言

自《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師考試復(fù)習(xí)筆記之存儲(chǔ)管理篇》在嵌入式在線(xiàn)的博客出現(xiàn)后,意外的得到很多朋友的關(guān)注和評(píng)論,收到不少朋友的郵件,問(wèn)一些有關(guān)考試的問(wèn)題,希望得到我的復(fù)習(xí)筆記的其他部分。我非常感謝他們,他們的熱切關(guān)注,使我有了繼續(xù)往下寫(xiě)的無(wú)限動(dòng)力,使我萌生了將我以前的復(fù)習(xí)筆記、考試經(jīng)驗(yàn)結(jié)合大綱教程并重新按《教程》的章節(jié)順序整理一份適合考生復(fù)習(xí)的筆記手冊(cè),筆記后面再分析歷年的真題,按章節(jié)考點(diǎn)找出相關(guān)的考題進(jìn)行分析,希望能和有興趣的人們一起討論討論。

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的一天考試分為上午和下午部分,兩部分的考試方式、試題難度、考點(diǎn)分布和復(fù)習(xí)方法都是不同的。這次我們討論的是嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí),我本人覺(jué)得,這部分出下午大題的可能性不大,主要是分布在上午的75道選擇題之中。
從歷年的真題和考試大綱來(lái)看,上午的選擇題主要考查一些基本概念,重要原理的理解,一些關(guān)鍵技術(shù)和一些重要的原理引申出來(lái)的簡(jiǎn)單計(jì)算。根據(jù)這些考試特點(diǎn),復(fù)習(xí)的時(shí)候可以采用適當(dāng)?shù)牟呗?,?dāng)然每個(gè)人的方法都是不一樣的,適合自己的辦法才是最好的辦法。方法大家可以自己慢慢去體會(huì),我的也不多說(shuō)了,通過(guò)筆記和真題分析就可以體現(xiàn)處理。對(duì)于很多關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)和基本概念,除了記住之外還要徹底理解,否則出題的時(shí)候會(huì)進(jìn)行一些變換,或者引申一些計(jì)算,那么就算你知道考那個(gè)考點(diǎn),可能你也做不好。
在復(fù)習(xí)的過(guò)程中,你要記住:你不是要考一個(gè)很高的分?jǐn)?shù),而是要考一個(gè)通過(guò)的分?jǐn)?shù),在復(fù)習(xí)過(guò)程中可以放棄一些內(nèi)容,只要保證在大部分基本概念,關(guān)鍵技術(shù),重要原理和歷年考點(diǎn)上都把握住,能夠拿到需要的分?jǐn)?shù)就可以了。

二、復(fù)習(xí)筆記

 

1、嵌入式系統(tǒng)的定義

 

    (1)定義:以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

(2)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的4個(gè)階段:無(wú)操作系統(tǒng)階段、簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)階段、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段、面向Internet階段。
(3)知識(shí)產(chǎn)權(quán)核(IP核):具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、功能具體、接口規(guī)范、可在多個(gè)集成電路設(shè)計(jì)中重復(fù)使用的功能模塊,是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)芯片(SOC)的基本構(gòu)件。
(4)IP核模塊有行為、結(jié)構(gòu)和物理3級(jí)不同程度的設(shè)計(jì),對(duì)應(yīng)描述功能行為的不同可以分為三類(lèi):軟核、固核、硬核。

2、嵌入式系統(tǒng)的組成:硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層

 

(1)硬件層:嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器、通用設(shè)備接口和I/O接口。

嵌入式核心模塊=微處理器+電源電路+時(shí)鐘電路+存儲(chǔ)器
Cache:位于主存和嵌入式微處理器內(nèi)核之間,存放的是最近一段時(shí)間微處理器使用最多的程序代碼和數(shù)據(jù)。它的主要目標(biāo)是減小存儲(chǔ)器給微處理器內(nèi)核造成的存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)瓶頸,使處理速度更快。
(2)中間層(也稱(chēng)為硬件抽象層HAL或者板級(jí)支持包BSP):它將系統(tǒng)上層軟件和底層硬件分離開(kāi)來(lái),使系統(tǒng)上層軟件開(kāi)發(fā)人員無(wú)需關(guān)系底層硬件的具體情況,根據(jù)BSP層提供的接口開(kāi)發(fā)即可。
BSP有兩個(gè)特點(diǎn):硬件相關(guān)性和操作系統(tǒng)相關(guān)性。
設(shè)計(jì)一個(gè)完整的BSP需要完成兩部分工作:
A、 嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化和BSP功能。
片級(jí)初始化:純硬件的初始化過(guò)程,把嵌入式微處理器從上電的默認(rèn)狀態(tài)逐步設(shè)置成系統(tǒng)所要求的工作狀態(tài)。
板級(jí)初始化:包含軟硬件兩部分在內(nèi)的初始化過(guò)程,為隨后的系統(tǒng)初始化和應(yīng)用程序建立硬件和軟件的運(yùn)行環(huán)境。
系統(tǒng)級(jí)初始化:以軟件為主的初始化過(guò)程,進(jìn)行操作系統(tǒng)的初始化。
B、 設(shè)計(jì)硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。
(3)系統(tǒng)軟件層:由RTOS、文件系統(tǒng)、GUI、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通用組件模塊組成。
     RTOS是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
(4)應(yīng)用軟件:由基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序組成。

3、實(shí)時(shí)系統(tǒng)

 

(1)定義:能在指定或確定的時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和對(duì)外部或內(nèi)部、同步或異步時(shí)間做出響應(yīng)的系統(tǒng)。

(2)區(qū)別:通用系統(tǒng)一般追求的是系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間和用戶(hù)的使用方便;而實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要考慮的是在最壞情況下的系統(tǒng)行為。
(3)特點(diǎn):時(shí)間約束性、可預(yù)測(cè)性、可靠性、與外部環(huán)境的交互性。
(4)硬實(shí)時(shí)(強(qiáng)實(shí)時(shí)):指應(yīng)用的時(shí)間需求應(yīng)能夠得到完全滿(mǎn)足,否則就造成重大安全事故,甚至造成重大的生命財(cái)產(chǎn)損失和生態(tài)破壞,如:航天、軍事。
(5)軟實(shí)時(shí)(弱實(shí)時(shí)):指某些應(yīng)用雖然提出了時(shí)間的要求,但實(shí)時(shí)任務(wù)偶爾違反這種需求對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行及環(huán)境不會(huì)造成嚴(yán)重影響,如:監(jiān)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)信息采集系統(tǒng)。
(6)任務(wù)的約束包括:時(shí)間約束、資源約束、執(zhí)行順序約束和性能約束。

4、實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度

 

(1)調(diào)度:給定一組實(shí)時(shí)任務(wù)和系統(tǒng)資源,確定每個(gè)任務(wù)何時(shí)何地執(zhí)行的整個(gè)過(guò)程。

(2)搶占式調(diào)度:通常是優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)的調(diào)度,如uCOS。優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好、反應(yīng)快,調(diào)度算法相對(duì)簡(jiǎn)單,可以保證高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的時(shí)間約束;缺點(diǎn)是上下文切換多。
(3)非搶占式調(diào)度:通常是按時(shí)間片分配的調(diào)度,不允許任務(wù)在執(zhí)行期間被中斷,任務(wù)一旦占用處理器就必須執(zhí)行完畢或自愿放棄,如WinCE。優(yōu)點(diǎn)是上下文切換少;缺點(diǎn)是處理器有效資源利用率低,可調(diào)度性不好。
(4)靜態(tài)表驅(qū)動(dòng)策略:系統(tǒng)在運(yùn)行前根據(jù)各任務(wù)的時(shí)間約束及關(guān)聯(lián)關(guān)系,采用某種搜索策略生成一張運(yùn)行時(shí)刻表,指明各任務(wù)的起始運(yùn)行時(shí)刻及運(yùn)行時(shí)間。
(5)優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)策略:按照任務(wù)優(yōu)先級(jí)的高低確定任務(wù)的執(zhí)行順序。
(6)實(shí)時(shí)任務(wù)分類(lèi):周期任務(wù)、偶發(fā)任務(wù)、非周期任務(wù)。
(7)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的通用結(jié)構(gòu)模型:數(shù)據(jù)采集任務(wù)實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的采集,數(shù)據(jù)處理任務(wù)處理采集的數(shù)據(jù)、并將加工后的數(shù)據(jù)送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)管理任務(wù)控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行。

5、嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)

 

    (1)馮諾依曼結(jié)構(gòu):程序和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)空間,程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置,采用單一的地址及數(shù)據(jù)總線(xiàn),程序和數(shù)據(jù)的寬度相同。例如:8086、ARM7、MIPS…

    (2)哈佛結(jié)構(gòu):程序和數(shù)據(jù)是兩個(gè)相互獨(dú)立的存儲(chǔ)器,每個(gè)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址、獨(dú)立訪(fǎng)問(wèn),是一種將程序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。例如:AVR、ARM9、ARM10…
(3)CISC與RISC的特點(diǎn)比較(參照教程22頁(yè))。
    計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序所需要的時(shí)間P可以用下面公式計(jì)算:
    P=I×CPI×T

 

    I:高級(jí)語(yǔ)言程序編譯后在機(jī)器上運(yùn)行的指令數(shù)。

    CPI:為執(zhí)行每條指令所需要的平均周期數(shù)。
    T:每個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間。
(4)流水線(xiàn)的思想:在CPU中把一條指令的串行執(zhí)行過(guò)程變?yōu)槿舾芍噶畹淖舆^(guò)程在CPU中重疊執(zhí)行。
(5)流水線(xiàn)的指標(biāo):
     吞吐率:?jiǎn)挝粫r(shí)間里流水線(xiàn)處理機(jī)流出的結(jié)果數(shù)。如果流水線(xiàn)的子過(guò)程所用時(shí)間不一樣長(zhǎng),則吞吐率應(yīng)為最長(zhǎng)子過(guò)程的倒數(shù)。
     建立時(shí)間:流水線(xiàn)開(kāi)始工作到達(dá)最大吞吐率的時(shí)間。若m個(gè)子過(guò)程所用時(shí)間一樣,均為t,則建立時(shí)間T=mt。
(6)信息存儲(chǔ)的字節(jié)順序
    A、存儲(chǔ)器單位:字節(jié)(8位)
    B、字長(zhǎng)決定了微處理器的尋址能力,即虛擬地址空間的大小。
    C、32位微處理器的虛擬地址空間位232,即4GB。
    D、小端字節(jié)順序:低字節(jié)在內(nèi)存低地址處,高字節(jié)在內(nèi)存高地址處。
    E、大端字節(jié)順序:高字節(jié)在內(nèi)存低地址處,低字節(jié)在內(nèi)存高地址處。
    F、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的存儲(chǔ)順序問(wèn)題取決于OSI模型底層中的數(shù)據(jù)鏈路層。

6、邏輯電路基礎(chǔ)

 

(1)根據(jù)電路是否具有存儲(chǔ)功能,將邏輯電路劃分為:組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。

(2)組合邏輯電路:電路在任一時(shí)刻的輸出,僅取決于該時(shí)刻的輸入信號(hào),而與輸入信號(hào)作用前電路的狀態(tài)無(wú)關(guān)。常用的邏輯電路有譯碼器和多路選擇器等。
(3)時(shí)序邏輯電路:電路任一時(shí)刻的輸出不僅與該時(shí)刻的輸入有關(guān),而且還與該時(shí)刻電路的狀態(tài)有關(guān)。因此,時(shí)序電路中必須包含記憶元件。觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基礎(chǔ)。常用的時(shí)序邏輯電路有寄存器和計(jì)數(shù)器等。
(4)真值表、布爾代數(shù)、摩根定律、門(mén)電路的概念。(教程28、29頁(yè))
(5)NOR(或非)和NAND(與非)的門(mén)電路稱(chēng)為全能門(mén)電路,可以實(shí)現(xiàn)任何一種邏輯函數(shù)。
(6)譯碼器:多輸入多輸出的組合邏輯網(wǎng)絡(luò)。
    每輸入一個(gè)n位的二進(jìn)制代碼,在m個(gè)輸出端中最多有一個(gè)有效。
    當(dāng)m=2n是,為全譯碼;當(dāng)m<2n時(shí),為部分譯碼。
(7)由于集成電路的高電平輸出電流小,而低電平輸出電流相對(duì)比較大,采用集成門(mén)電路直接驅(qū)動(dòng)LED時(shí),較多采用低電平驅(qū)動(dòng)方式。液晶七段字符顯示器LCD利用液晶有外加電場(chǎng)和無(wú)外加電場(chǎng)時(shí)不同的光學(xué)特性來(lái)顯示字符。
(8)時(shí)鐘信號(hào)是時(shí)序邏輯的基礎(chǔ),它用于決定邏輯單元中的狀態(tài)合適更新。同步是時(shí)鐘控制系統(tǒng)中的主要制約條件。
(9)在選用觸發(fā)器的時(shí)候,觸發(fā)方式是必須考慮的因素。觸發(fā)方式有兩種:
    電平觸發(fā)方式:具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的有點(diǎn),常用來(lái)組成暫存器。
    邊沿觸發(fā)方式:具有很強(qiáng)的抗數(shù)據(jù)端干擾能力,常用來(lái)組成寄存器、計(jì)數(shù)器等。

7、總線(xiàn)電路及信號(hào)驅(qū)動(dòng)

 

(1)總線(xiàn)是各種信號(hào)線(xiàn)的集合,是嵌入式系統(tǒng)中各部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共通路。在同一時(shí)刻,每條通路線(xiàn)路上能夠傳輸一位二進(jìn)制信號(hào)。按照總線(xiàn)所傳送的信息類(lèi)型,可以分為:數(shù)據(jù)總線(xiàn)(DB)、地址總線(xiàn)(AB)和控制總線(xiàn)(CB)。

(2)總線(xiàn)的主要參數(shù):
    總線(xiàn)帶寬:一定時(shí)間內(nèi)總線(xiàn)上可以傳送的數(shù)據(jù)量,一般用MByte/s表示。
    總線(xiàn)寬度:總線(xiàn)能同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)(bit),即人們常說(shuō)的32位、64位等總線(xiàn)寬度的概念,也叫總線(xiàn)位寬。總線(xiàn)的位寬越寬,總線(xiàn)每秒數(shù)據(jù)傳輸率越大,也就是總線(xiàn)帶寬越寬。
    總線(xiàn)頻率:工作時(shí)鐘頻率以MHz為單位,工作頻率越高,則總線(xiàn)工作速度越快,也即總線(xiàn)帶寬越寬。
    總線(xiàn)帶寬 = 總線(xiàn)位寬×總線(xiàn)頻率/8, 單位是MBps。
    常用總線(xiàn):ISA總線(xiàn)、PCI總線(xiàn)、IIC總線(xiàn)、SPI總線(xiàn)、PC104總線(xiàn)和CAN總線(xiàn)等。
(3)只有具有三態(tài)輸出的設(shè)備才能夠連接到數(shù)據(jù)總線(xiàn)上,常用的三態(tài)門(mén)為輸出緩沖器。
(4)當(dāng)總線(xiàn)上所接的負(fù)載超過(guò)總線(xiàn)的負(fù)載能力時(shí),必須在總線(xiàn)和負(fù)載之間加接緩沖器或驅(qū)動(dòng)器,最常用的是三態(tài)緩沖器,其作用是驅(qū)動(dòng)和隔離。
(5)采用總線(xiàn)復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)和地址總線(xiàn)的共用。但會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題:
    A、需要增加外部電路對(duì)總線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行復(fù)用解耦,例如:地址鎖存器。
    B、總線(xiàn)速度相對(duì)非復(fù)用總線(xiàn)系統(tǒng)低。
(6)兩類(lèi)總線(xiàn)通信協(xié)議:同步方式、異步方式。
(7)對(duì)總線(xiàn)仲裁問(wèn)題的解決是以?xún)?yōu)先級(jí)(優(yōu)先權(quán))的概念為基礎(chǔ)。

8、電平轉(zhuǎn)換電路

 

(1)數(shù)字集成電路可以分為兩大類(lèi):雙極型集成電路(TTL)、金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)。

(2)CMOS電路由于其靜態(tài)功耗極低,工作速度較高,抗干擾能力較強(qiáng),被廣泛使用。
(3)解決TTL與CMOS電路接口困難的辦法是在TTL電路輸出端與電源之間接一上拉電阻R,上拉電阻R的取值由TTL的高電平輸出漏電流IOH來(lái)決定,不同系列的TTL應(yīng)選用不同的R值。

9、可編程邏輯器件基礎(chǔ)(具體參見(jiàn)教程51到61頁(yè))

 

     這方面的內(nèi)容,從總體上有個(gè)概念性的認(rèn)識(shí)應(yīng)該就可以了。

 

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10、嵌入式系統(tǒng)中信息表示與運(yùn)算基礎(chǔ)

 

(1)進(jìn)位計(jì)數(shù)制與轉(zhuǎn)換:這樣比較簡(jiǎn)單,也應(yīng)該掌握怎么樣進(jìn)行換算,有出題的可能。

(2)計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示:源碼、反碼與補(bǔ)碼。
    正數(shù)的反碼與源碼相同,負(fù)數(shù)的反碼為該數(shù)的源碼除符號(hào)位外按位取反。
    正數(shù)的補(bǔ)碼與源碼相同,負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為該數(shù)的反碼加一。
    例如-98的源碼:11100010B
               反碼:10011101B
               補(bǔ)碼:10011110B
(3)定點(diǎn)表示法:數(shù)的小數(shù)點(diǎn)的位置人為約定固定不變。
     浮點(diǎn)表示法:數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置是浮動(dòng)的,它由尾數(shù)部分和階數(shù)部分組成。
     任意一個(gè)二進(jìn)制N總可以寫(xiě)成:N=2P×S。S為尾數(shù),P為階數(shù)。
(4)漢字表示法(教程67、68頁(yè)),搞清楚GB2318-80中國(guó)標(biāo)碼和機(jī)內(nèi)碼的變換。
(5)語(yǔ)音編碼中波形量化參數(shù)(可能會(huì)出簡(jiǎn)單的計(jì)算題目哦)
    采樣頻率:一秒內(nèi)采樣的次數(shù),反映了采樣點(diǎn)之間的間隔大小。
              人耳的聽(tīng)覺(jué)上限是20kHz,因此40kHz以上的采樣頻率足以使人滿(mǎn)意。
              CD唱片采用的采樣頻率是44.1kHz。
    測(cè)量精度:樣本的量化等級(jí),目前標(biāo)準(zhǔn)采樣量級(jí)有8位和16位兩種。
    聲道數(shù):?jiǎn)温暤篮土Ⅲw聲雙道。立體聲需要兩倍的存儲(chǔ)空間。

11、差錯(cuò)控制編碼

 

    (1)根據(jù)碼組的功能,可以分為檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼兩類(lèi)。檢錯(cuò)碼是指能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)的碼,例如奇偶檢驗(yàn)碼;糾錯(cuò)碼是指不僅能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)而且能自動(dòng)糾正差錯(cuò)的碼,例如循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。

(2)奇偶檢驗(yàn)碼、海明碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)。(教程70到77頁(yè))

12、嵌入式系統(tǒng)的度量項(xiàng)目

 

(1)性能指標(biāo):分為部件性能指標(biāo)和綜合性能指標(biāo),主要包括:吞吐率、實(shí)時(shí)性和各種利用率。

(2)可靠性與安全性
    可靠性是嵌入式系統(tǒng)最重要、最突出的基本要求,是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)能正常工作的保證,一般用平均故障間隔時(shí)間MTBF來(lái)度量。
(3)可維護(hù)性:一般用平均修復(fù)時(shí)間MTTR表示。
(4)可用性
(5)功耗
(6)環(huán)境適應(yīng)性
(7)通用性
(8)安全性
(9)保密性
(10)可擴(kuò)展性
性?xún)r(jià)比中的價(jià)格,除了直接購(gòu)買(mǎi)嵌入式系統(tǒng)的價(jià)格外,還應(yīng)包含安裝費(fèi)用、若干年的運(yùn)行維修費(fèi)用和軟件租用費(fèi)。

13、嵌入式系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法:測(cè)量法和模型法

 

(1)測(cè)量法是最直接最基本的方法,需要解決兩個(gè)問(wèn)題:

        A、根據(jù)研究的目的,確定要測(cè)量的系統(tǒng)參數(shù)。
        B、選擇測(cè)量的工具和方式。
(2)測(cè)量的方式有兩種:采樣方式和事件跟蹤方式。
(3)模型法分為分析模型法和模擬模型法。分析模型法是用一些數(shù)學(xué)方程去刻畫(huà)系統(tǒng)的模型,而模擬模型法是用模擬程序的運(yùn)行去動(dòng)態(tài)表達(dá)嵌入式系統(tǒng)的狀態(tài),而進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析,得出性能指標(biāo)。
(4)分析模型法中使用最多的是排隊(duì)模型,它包括三個(gè)部分:輸入流、排隊(duì)規(guī)則和服務(wù)機(jī)構(gòu)。
(5)使用模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)需要解決3個(gè)問(wèn)題:設(shè)計(jì)模型、解模型、校準(zhǔn)和證實(shí)模型。

三、真題解析

 

1、2007年4、5題

 

若每一條指令都可以分解為取指、分析和執(zhí)行三步。已知取指時(shí)間t取指=4△t,分析時(shí)間t分析=3△t,執(zhí)行時(shí)間t執(zhí)行=5△t。如果按串行方式執(zhí)行完100條指令需要 (4) △t。如果按照流水線(xiàn)方式執(zhí)行,執(zhí)行完100條指令需要 (5) △t。

(4)A. 1190            B. 1195             C. 1200          D. 1205
(5)A. 504             B. 507              C. 508           D. 510
<答案>:C、B

 

考查流水線(xiàn)技術(shù)知識(shí)點(diǎn)。

按照串行的方式,執(zhí)行完一條指令才能執(zhí)行下一條指令,那么執(zhí)行完100條指令的時(shí)間為:(4+3+5)×100=1200
按照流水線(xiàn)的方式,可以同時(shí)執(zhí)行多條指令。在第一條指令進(jìn)行分析的時(shí)候,第二條指令已經(jīng)開(kāi)始取指;當(dāng)?shù)谝粭l指令進(jìn)行執(zhí)行的時(shí)候,第二條指令進(jìn)行分析,第三條指令取指;當(dāng)?shù)诙l指令進(jìn)行執(zhí)行完的時(shí)候,第三條指令已經(jīng)分析完成。依此類(lèi)推,當(dāng)?shù)谝粭l指令完成之后,每一個(gè)執(zhí)行的周期就可以完成一條指令。需要注意的是,如果流水線(xiàn)的子過(guò)程所用時(shí)間不一樣長(zhǎng),則吞吐率應(yīng)以最長(zhǎng)子過(guò)程來(lái)計(jì)算。因此,我們可以計(jì)算得100條指令的執(zhí)行時(shí)間為:(4+3+5)+(100-1)×5=507。

2、2007年24題

某總線(xiàn)有104根信號(hào)線(xiàn),其中數(shù)據(jù)總線(xiàn)(DB)32根,若總線(xiàn)工作頻率為33MHz,則其理論最大傳輸率為 (24) 。(注:本題答案中的B表示Byte)

 

(24)A. 33 MB/s            B. 64MB/s     C. 132 MB/s        D. 164 MB/s

<答案>:C

 

考查總線(xiàn)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

根據(jù)上面的筆記,總線(xiàn)帶寬 = 總線(xiàn)位寬×總線(xiàn)頻率/8=32×33/8=132MB/s。

3、2007年26題

 

某存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度為32bit,存取周期為250ns,則該存儲(chǔ)器帶寬為 (26) 。(注:本題答案中的B表示Byte)

 

(26)A. 8×106B/s       B. 16×106B/s   C. 16×108B/s      D. 32×106B/s

 

<答案>:B

 

考查總線(xiàn)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

存儲(chǔ)器帶寬即總線(xiàn)帶寬,總線(xiàn)頻率為:1/250ns=4×106
存儲(chǔ)器帶寬為:32×4×106/8=16×106B/s

4、2007年27題

 

處理機(jī)主要由處理器、存儲(chǔ)器和總線(xiàn)組成,總線(xiàn)包括 (27) 。

 

(27)A. 數(shù)據(jù)總線(xiàn)、串行總線(xiàn)、邏輯總線(xiàn)、物理總線(xiàn)

 

B. 并行總線(xiàn)、地址總線(xiàn)、邏輯總線(xiàn)、物理總線(xiàn)

 

C. 并行總線(xiàn)、串行總線(xiàn)、全雙工總線(xiàn)

 

D. 數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)、控制總線(xiàn)

<答案>:D

 

考查總線(xiàn)這個(gè)知識(shí)點(diǎn),基本概念的考查。

5、2007年35題

 

三極管是可控的開(kāi)關(guān)器件,其飽和與截止?fàn)顟B(tài)分別對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)的接通和斷開(kāi)狀態(tài)。UBE為基極輸入電壓,VTH為基極域值電壓,如果UBETH,開(kāi)關(guān)應(yīng)處于 (35) 狀態(tài)。

 

(35)A. 接通           B. 三態(tài)        C. 斷開(kāi)          D. 高阻

 

<答案>:C

 

考查電路中最基本的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn),我覺(jué)得做不對(duì)的根本不能算嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)入門(mén)。

6、2007年36題

如下圖所示,若低位地址(A0-A11)接在內(nèi)存芯片地址引腳上,高位地址(A12-A19)進(jìn)行片選譯碼(其中,A14和A16沒(méi)有參加譯碼),且片選信號(hào)低電平有效,則對(duì)下圖所示的譯碼器,不屬于此譯碼空間的地址為 (36) 。

 

(36)A. AB000H~ABFFFH             B. BB000H~BBFFFH

 

C. EF000H~EFFFFH              D. FE000H~FEFFFH

 

<答案>:D

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考查指令運(yùn)行方面的簡(jiǎn)單計(jì)算。
平均時(shí)鐘數(shù)=(160000+2×30000+4×24000+8×16000)/(160000+30000+24000+16000)=1.93
MIPS是指每秒種執(zhí)行多少百萬(wàn)條指令,即106。
計(jì)算機(jī)的運(yùn)行數(shù)度為:400/1.93=207.25=207.3MIPS

9、2006年12題

    計(jì)算機(jī)要對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行處理時(shí),必須將它轉(zhuǎn)換為數(shù)字聲音信號(hào)。最基本的聲音信號(hào)數(shù)字化方法時(shí)取樣-量化法。若量化后的每個(gè)聲音樣本用2個(gè)字節(jié)表示,則量化分辨率是(12)
       (12)A.1/2          B.1/1024               C.1/65536             D.1/131072
<答案>:C

 

考查聲音編碼種量化計(jì)算的知識(shí)點(diǎn)。

2個(gè)字節(jié)是16位,其量化分辨率位1/1016=1/65536。

10、2006年13題

    某幅圖像具有640×480個(gè)象素點(diǎn),若每個(gè)象素具有8位的顏色深度,則可表示(13)種不同的顏色,經(jīng)過(guò)5:1壓縮后,其圖像數(shù)據(jù)需要占用(14)(Byte)的存儲(chǔ)空間。
       (13)A.8             B.256             C.512             D.1024
       (14)A.61440             B.307200        C.384000              D.3072000
<答案>:B、A

 

考查圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算的知識(shí)點(diǎn)。

8位顏色深度可以表示28=256種顏色深度。
經(jīng)過(guò)5:1壓縮后的數(shù)據(jù)大小為:640×480×8/8/5=61440。

11、2006年23題

    若某邏輯門(mén)輸入A、B和輸出F的波形如下圖所示,則F(A,B)的表達(dá)式為(23)
       (23)    A.F=A B                B.F=A+B              
                       C.F=A異或B         D.F=A(B的非)
                                            ___         __
                            A_______|    |____|    |_______
                                             _______
                            B_______|             |___________
                                                    ______
                            F___________|          |_______
<答案>:C

 

考查數(shù)字電路的最基本知識(shí)點(diǎn),我覺(jué)得這個(gè)都搞不清楚很難通過(guò)這個(gè)考試。

12、2006年24題

    一個(gè)4位的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,由0000狀態(tài)開(kāi)始,經(jīng)過(guò)25個(gè)時(shí)鐘脈沖后,該計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為24

 

       (24)    A.1100           B.1000           C.1001           D.1010

<答案>:C

 

考查數(shù)字電路的最基本知識(shí)點(diǎn),相對(duì)上面一題有點(diǎn)難,需要對(duì)計(jì)數(shù)器的工作原理有比較清楚的理解。這個(gè)也是搞嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)中的基礎(chǔ),參考教程38頁(yè)或相關(guān)的數(shù)電書(shū)籍。

4位的計(jì)數(shù)器,其計(jì)數(shù)范圍是24=16,0000開(kāi)始經(jīng)過(guò)16個(gè)時(shí)鐘脈沖之后又回到了開(kāi)始的狀態(tài)0000。25-16=9,所以說(shuō)經(jīng)過(guò)25個(gè)時(shí)鐘之后,其計(jì)數(shù)器的數(shù)值應(yīng)該是9=1001。

13、2006年25題

穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路的接法是(25)

 

(25)       A.穩(wěn)壓管與負(fù)載電阻串聯(lián)。

B.穩(wěn)壓管與限流電阻并聯(lián)。
C.限流電阻與穩(wěn)壓管串聯(lián)后,在與負(fù)載電阻串聯(lián)。
D.限流電阻與穩(wěn)壓管串聯(lián)后,在與負(fù)載電阻并聯(lián)。
<答案>:D

 

考查模擬電路的最基本知識(shí)點(diǎn),實(shí)在太簡(jiǎn)單,不知道從那里開(kāi)始分析了。

14、2006年26題

    以下敘述中,不符合RISC指令系統(tǒng)特點(diǎn)的是(26)
(26)       A.指令長(zhǎng)度固定,指令種類(lèi)少。
B.尋址方式種類(lèi)豐富,指令功能盡量增強(qiáng)。
C.設(shè)置大量通用寄存器,訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器指令簡(jiǎn)單。
D.選取使用頻率較高的一些簡(jiǎn)單指令。
<答案>:B

 

考查RISC與CICS的區(qū)別,考生應(yīng)該清楚他們的區(qū)別,參加教程22頁(yè)。

15、2006年27題

    通常所說(shuō)的32位微處理器是指(27)
       (27)    A.地址總線(xiàn)的寬度為32位         B.處理器數(shù)據(jù)長(zhǎng)度只能為32位
                     C.CPU字長(zhǎng)為32位                    D.通用寄存器數(shù)目為32位
<答案>:C

 

考查字長(zhǎng)的概念和總線(xiàn)寬度的理解,參加教程25頁(yè)。

16、2006年28題

在32位總線(xiàn)系統(tǒng)中,若時(shí)鐘頻率為500MHz,傳送一個(gè)32位字需要5個(gè)時(shí)鐘周期,則該總線(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送速率為(28)MB/s。
(28)   A.200             B.400             C.600             D.800
<答案>:B

 

考查總線(xiàn)和數(shù)據(jù)傳輸方面的知識(shí)點(diǎn)。

5個(gè)時(shí)鐘周期可以傳送4個(gè)Byte。
每秒中可以傳送:4×(500/5)=400MB/s。

17、2006年30題

評(píng)價(jià)一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí),通常主要使用(30)來(lái)衡量系統(tǒng)的可靠性。
(30)       A.評(píng)價(jià)響應(yīng)時(shí)間
B.平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)
C.平均修復(fù)時(shí)間
D.數(shù)據(jù)處理速率
<答案>:B

 

考查嵌入式系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)中重要知識(shí)點(diǎn)??催^(guò)了就會(huì)做,每什么分析的,參見(jiàn)教程77頁(yè)。

四、小結(jié)

 

    就我個(gè)人的意見(jiàn),從內(nèi)容來(lái)看,嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)的范圍很廣,知識(shí)點(diǎn)很多,而且沒(méi)有很強(qiáng)的邏輯性,顯得比較凌亂,很難將他們有序的組織在一起。但是也不要害怕,內(nèi)容雖然多而亂,但是考試的題目都比較簡(jiǎn)單,有些題目幾乎是所見(jiàn)即所得。只要你做過(guò)嵌入式或者單片機(jī)方面的工作,你都能做出來(lái)。一些計(jì)算的題目也是一些基本概念的延伸。通過(guò)分析歷年的真題,一方面可以把握考試的出題方式和考試難度,同時(shí)可以把握這部分內(nèi)容的出題方向和復(fù)習(xí)的方法。從兩年的考試題目數(shù)量分布來(lái)看,06年10道,07年7道,數(shù)量有所較少,但是我覺(jué)得這不是一個(gè)趨勢(shì),08年應(yīng)該不會(huì)少于7道題目的。這部分在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)里面是相當(dāng)重要的,有一個(gè)良好的基礎(chǔ)才能做好下面的事情。如果復(fù)習(xí)得好,將這7、8分題目拿到手,那么你離45分左右的及格線(xiàn)又邁進(jìn)了一大步了。

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