嵌入式考試筆記之嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

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，問一些有關(guān)考試的問題，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)往下寫的無限動(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)牟呗裕?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)，我的也不多說了，通過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)的過程中，你要記?。耗悴皇且家粋€(gè)很高的分?jǐn)?shù)，而是要考一個(gè)通過的分?jǐn)?shù)，在復(fù)習(xí)過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：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)器訪問瓶頸，使處理速度更快。

（2）中間層（也稱為硬件抽象層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來，使系統(tǒng)上層軟件開發(fā)人員無需關(guān)系底層硬件的具體情況，根據(jù)BSP層提供的接口開發(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)和開發(fā)平臺(tái)。

（4）應(yīng)用軟件：由基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)開發(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：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，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)立訪問，是一種將程序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開的存儲(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）。

??? 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）流水線的思想：在CPU中把一條指令的串行執(zhí)行過程變?yōu)槿舾芍噶畹淖舆^程在CPU中重疊執(zhí)行。

（5）流水線的指標(biāo)：

???? 吞吐率：?jiǎn)挝粫r(shí)間里流水線處理機(jī)流出的結(jié)果數(shù)。如果流水線的子過程所用時(shí)間不一樣長(zhǎng)，則吞吐率應(yīng)為最長(zhǎng)子過程的倒數(shù)。

???? 建立時(shí)間：流水線開始工作到達(dá)最大吞吐率的時(shí)間。若m個(gè)子過程所用時(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、門電路的概念。（教程28、29頁）

（5）NOR（或非）和NAND（與非）的門電路稱為全能門電路，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)和無外加電場(chǎng)時(shí)不同的光學(xué)特性來顯示字符。

（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，常用來組成寄存器、計(jì)數(shù)器等。

7、總線電路及信號(hào)驅(qū)動(dòng)

（1）總線是各種信號(hào)線的集合，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，每條通路線路上能夠傳輸一位二進(jìn)制信號(hào)。按照總線所傳送的信息類型，可以分為：數(shù)據(jù)總線（DB）、地址總線（AB）和控制總線（CB）。

（2）總線的主要參數(shù)：

??? 總線帶寬：一定時(shí)間內(nèi)總線上可以傳送的數(shù)據(jù)量，一般用MByte/s表示。

??? 總線寬度：總線能同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)（bit），即人們常說的32位、64位等總線寬度的概念，也叫總線位寬?？偩€的位寬越寬，總線每秒數(shù)據(jù)傳輸率越大，也就是總線帶寬越寬。

??? 總線頻率：工作時(shí)鐘頻率以MHz為單位，工作頻率越高，則總線工作速度越快，也即總線帶寬越寬。

??? 總線帶寬 ＝ 總線位寬×總線頻率/8， 單位是MBps。

??? 常用總線：ISA總線、PCI總線、IIC總線、SPI總線、PC104總線和CAN總線等。

（3）只有具有三態(tài)輸出的設(shè)備才能夠連接到數(shù)據(jù)總線上，常用的三態(tài)門為輸出緩沖器。

（4）當(dāng)總線上所接的負(fù)載超過總線的負(fù)載能力時(shí)，必須在總線和負(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）采用總線復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線和地址總線的共用。但會(huì)帶來兩個(gè)問題：

??? A、需要增加外部電路對(duì)總線信號(hào)進(jìn)行復(fù)用解耦，例如：地址鎖存器。

??? B、總線速度相對(duì)非復(fù)用總線系統(tǒng)低。

（6）兩類總線通信協(xié)議：同步方式、異步方式。

（7）對(duì)總線仲裁問題的解決是以優(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：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)（具體參見教程51到61頁）

???? 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。

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），搞清楚GB2318-80中國標(biāo)碼和機(jī)內(nèi)碼的變換。

（5）語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。

????????????? 人耳的聽覺上限是20kHz，因此40kHz以上的采樣頻率足以使人滿意。

????????????? 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。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）

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

性價(jià)比中的價(jià)格，除了直接購買嵌入式系統(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，如果流水線的子過程所用時(shí)間不一樣長(zhǎng)，則吞吐率應(yīng)以最長(zhǎng)子過程來計(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

某總線有104根信號(hào)線，其中數(shù)據(jù)總線（DB）32根，若總線工作頻率為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

考查總線這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

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

3、2007年26題

某存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線寬度為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

考查總線這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

存儲(chǔ)器帶寬即總線帶寬，總線頻率為：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)器和總線組成，總線包括 （27） 。

（27）A. 數(shù)據(jù)總線、串行總線、邏輯總線、物理總線

B. 并行總線、地址總線、邏輯總線、物理總線

C. 并行總線、串行總線、全雙工總線

D. 數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線

<答案>：D

考查總線這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，基本概念的考查。

5、2007年35題

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

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

<答案>：C

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

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

考查數(shù)字電路中譯碼知識(shí)和存儲(chǔ)系統(tǒng)中統(tǒng)一編址的問題，相對(duì)來說，這個(gè)題目有點(diǎn)難度，但是對(duì)于學(xué)習(xí)過和親身做過單片機(jī)的兄弟來說，最基本不過了。

7、2007年46題

（46） 完全把系統(tǒng)軟件和硬件部分隔離開來，從而大大提高了系統(tǒng)的可移植性。

（46）A. 硬件抽象層??? ?B. 驅(qū)動(dòng)映射層 ?C. 硬件交互層 ???D. 中間層

<答案>：A

考查嵌入式系統(tǒng)組成中的概念。

8、2006年3題

??? 設(shè)指令由取指、分析、執(zhí)行3個(gè)子部件完成，每個(gè)子部件的工作周期為△t，采用常規(guī)標(biāo)量單流水線處理機(jī)。若連續(xù)執(zhí)行10條指令，則共需要時(shí)間（3）△t。

（3）A.8??? B.10??? C.12??? D.14

<答案>：C

考查流水線技術(shù)知識(shí)點(diǎn)。

3＋（10－1）×1＝12

9、2006年4、5題

某計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率為400MHz，測(cè)試計(jì)算機(jī)的程序使用4種類型的指令。每種指令的數(shù)量及所需要的指令時(shí)鐘數(shù)（CPI）如下表所示，則該計(jì)算機(jī)的指令平均時(shí)鐘數(shù)為（4）；該計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度為（5）MIPS。

指令類型????????????? 指令數(shù)目（條）?????????? 每條指令需要的時(shí)鐘數(shù)

???????????????????? 1?????????????????? 160000???????????????????????? ????????????? 1

???????????????????? 2?????????????????? 30000??????????????????????????????????????? 2

???????????????????? 3?????????????????? 24000??????????????????????????????????????? 4

???????????????????? 4?????????????????? 16000??????????????????????????????????????? 8

（4）A.1.85??????????? B.1.93??????????? C.2.36??????????? D.3.75

（5）A.106.7????????? B.169.5????????? C.207.3????????? D.216.2

<答案>：B、C

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)，我覺得這個(gè)都搞不清楚很難通過這個(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)開始，經(jīng)過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頁或相關(guān)的數(shù)電書籍。

4位的計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)范圍是24＝16，0000開始經(jīng)過16個(gè)時(shí)鐘脈沖之后又回到了開始的狀態(tài)0000。25－16＝9，所以說經(jīng)過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，指令種類少。

B.尋址方式種類豐富，指令功能盡量增強(qiáng)。

C.設(shè)置大量通用寄存器，訪問存儲(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。

15、2006年27題

??? 通常所說的32位微處理器是指（27）

?????? （27）??? A.地址總線的寬度為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)的概念和總線寬度的理解，參加教程25頁。

16、2006年28題

在32位總線系統(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^了就會(huì)做，每什么分析的，參見教程77頁。

四、小結(jié)

??? 就我個(gè)人的意見，從內(nèi)容來看，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即所得。只要你做過嵌入式或者單片機(jī)方面的工作，你都能做出來。一些計(jì)算的題目也是一些基本概念的延伸。通過分析歷年的真題，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)量分布來看，06年10道，07年7道，數(shù)量有所較少，但是我覺得這不是一個(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分左右的及格線又邁進(jìn)了一大步了。