一、考試說明

1、考試要求：

(1)掌握科學基礎知識;

(2)掌握嵌入式系統的硬件、軟件知識;

(3)掌握嵌入式系統分析的方法;

(4)掌握嵌入式系統設計與開發的方法及步驟;

(5)掌握嵌入式系統實施的方法

(6)掌握嵌入式系統運行維護知識;

(7)了解信息化基礎知識、信息技術引用的基礎知識;

(8)了解信息技術標準、安全，以及有關法律的基本知識;

(9)了解嵌入式技術發展趨勢;

(10)正確閱讀和理解計算機及嵌入式領域的英文資料。

2、通過本考試的合格人員能根據項目管理和工程技術的實際要求，按照系統總體設計規格進行軟、硬件實際，編寫系統開發規格說明書等相應的文檔;組織和指導嵌入式系統靠法實施人員實施硬件電路、編寫和調試程序，并對嵌入式系統硬件設備和程序進行優化和集成測試，開發出符合系統總體設計要求的高質量嵌入式系統;具有工程師的實際工作能力和業務水平。

二、考試范圍

考試科目1：嵌入式系統基礎知識

1.計算機科學基礎

1.1數制及轉換

· 二進制、八進制、十進制和十六進制等常用數制及其相互轉換

1.2數據的表示

· 數的機內表示(原碼、反碼、補碼、移碼，定點和浮點，精度和溢出)

· 字符、漢字、聲音、圖像的編碼方式

· 校驗方法和校驗碼(奇偶驗碼、海明校驗碼、循環校驗碼)

1.3算術和邏輯運算

· 計算機中的二進制數運算方法

· 邏輯代數的基本運算和邏輯表達式的化簡

1.4計算機系統結構和重要部件的基本工作原理

·CPU和存儲器的組成、性能、基本工作原理

· 常用I/·設備、通信設備的性能，以及基本工作原理

·I/·接口的功能、類型和特點

· 虛擬存儲存儲基本工作原理，多級存儲體系

1.5安全性、可靠性與系統性能評測基礎知識

· 診斷與容錯

· 系統可靠性分析評價

· 計算機系統性能評測方法

2.嵌入式系統硬件知識

2.1數字電路和邏輯電路基礎

2.1.1組合電路和時序電路

2.1.2總線電路與電平轉換電路

2.1.3可編程邏輯器件

2.2嵌入式微處理器基礎

2.2.1嵌入式微處理器體系結構

· 馮·諾伊曼結構與哈佛結構

·CISC與RISC

· 流水線技術

· 信息存儲的字節順序(大端存儲法和小端存儲法)

2.2.2嵌入式系統處理器的結構和類型

· 常用8位處理器的體系結構和類型

· 常用16位處理器的體系結構特點

· 常用32位處理器的體系結構特點

· 常用DSP處理器的體系結構特點

· 多核處理器的體系結構特點

2.2.3異常

· 同步異常(陷阱、故障、終止)

· 異步異常(中斷)

· 可屏蔽中斷、不可屏蔽中斷

· 中斷優先級、中斷嵌套

2.3 嵌入式系統的存儲體系

2.3.1存儲器系統

· 存儲器系統的層次結構

· 高速緩存(Cache)

· 內存管理單元(MMU)

2.3.2ROM的種類與選型

· 常見ROM的種類

·PROM、EPROM、E2PROM型ROM的典型特征和不同點

2.3.3Flash Memory的種類與選型

·Flash Memory的種類

·NOR和NAND型Flash Memory的典型特征和不同點

2.3.4RAM的種類與選型

· 常見RAM的種類

·SRAM、DRAM、DDRAM、NVRAM的典型特征和不同點

2.3.5外存

· 常見外存的種類

· 磁盤、光盤、CF、SD等的典型特征和不同點

2.4 嵌入式系統I/O接口

2.4.1定時器和計數器基本原理與結構

2.4.2GPIO、PWM接口基本原理與結構

2.4.3 A/D、D/A接口基本原理與結構

2.4.4鍵盤、顯示、觸摸屏接口基本與結構

2.4.5嵌入式系統音頻接口

2.5嵌入系統通信及網絡接口

·PCI、USB、串口、紅外、并口、SPI、IIC、PCMCIA的基本原理與結構

· 以太網、CAN、WLAN、藍牙、1394的基本原理與結構

2.6嵌入式系統電源分類及電源原理

2.7電子電路設計

2.7.1電子電路設計基礎知識

· 電子電路設計原理

· 電子電路設計方法及步驟

· 電子電路設計中的可靠知識

2.7.2 PCB設計基礎知識

·PCB設計原理

·PCB設計方法及步驟

· 多層PCB設計的注意事項及布線原則

·PCB設計中的可靠性知識

2.7.3電子電路測試基礎知識

· 電子電路測試原理與方法

· 硬件抗干擾測試

3. 嵌入式系統軟件知識

3.1嵌入式軟件基礎知識

3.1.1嵌入式軟件的分類(系統軟件、支撐軟件、應用軟件)

3.1.2無操作系統支持的嵌入式軟件體系結構(輪詢、中斷、前后臺)

3.1.3有操作系統支持的嵌入式軟件體系結構

3.1.4板極支持包基礎知識(系統初始化、設備驅動程序)

3.1.5嵌入式中間件(GUI、數據庫)

3.2 嵌入式操作系統基礎知識

3.2.1嵌入式操作系統體系結構

· 單體結構、分層結構和微內核結構

3.2.2任務管理

· 多道程序技術

· 進程、線程、任務的概念

· 任務的實現(任務的層次結構、任務控制塊、任務的狀態及狀態轉換、任務隊列)

· 任務調度(調度算法的性能指標、可搶占調度、不可搶占調度、先來先服務、短作業優先算法、時間片輪轉算法、優先級算法)

· 實時系統及任務調度(RMS、EDF算法)

· 任務間通信(共享內存、消息、管道、信號)

· 同步與互斥(競爭條件、臨界區、互斥、信號量、死鎖)

3.2.3存儲管理

·Flat存儲管理方式

· 分區存儲管理(固定分區、可變分區)

· 地址重定位(邏輯地址、物理地址、地址映射)

· 頁式存儲管理

· 虛擬存儲技術(程序局部性原理、虛擬頁式存儲管理、頁面置換算法、工作集模型)

3.2.4設備管理

· 設備無關性、I/O地址、I/O控制、中斷處理、緩沖技術、假脫機技術)

3.2.5文件系統基礎知識

· 文件和目錄

· 文件的結構和組織

· 存取方法、存取控制

· 常見嵌入式文件系統(FAT、JFFS、YAFFS)

3.2.6操作系統移植基礎知識

3.3 嵌入式系統程序設計

3.3.1嵌入式軟件開發基礎知識

3.3.2嵌入式程序設計語言

· 匯編、編譯、解釋系統的基礎知識和基本工作原理

· 匯編語言

· 基于過程的語言(過程/函數、參數傳遞、全局變量、遞歸、動態內存分配、數據類型)

· 面向對象的語言(對象、數據抽象、繼承、多態、自動內存管理)

· 各類程序設計語言的主要特點和適用情況

3.3.3嵌入式軟件開發環境

· 宿主機、目標機

· 編輯器、編譯器、鏈接器、調試器、模擬器

· 常用嵌入式開發工具(編程器、硬件仿真器、邏輯分析儀、示波器)

· 集成開發環境

· 開發輔助工具

3.3.4嵌入式軟件開發

· 軟件設計(模塊結構設計、數據結構設計、內存布局、面向對象的分析與設計)

· 嵌入式引導程序的設計、設備驅動程序設計、內核設計、網絡程序設計、應用軟件設計)

· 編碼(編程規范、代碼審查)

· 測試(測試環境、測試用例、測試方法、測試工具)

· 下載和運行

3.3.5嵌入式應用軟件移植

4.嵌入式系統的開發與維護知識

4.1系統開發過程及其項目管理

· 系統開發生命周期各階段的目標和任務的劃分方法

· 系統開發項目掛你基礎知識及其常用管理工具使用方法

· 主要的系統開發方法

· 系統開發工具與環境知識

4.2 系統分析基礎知識

· 系統分析的目的和任務

· 系統分析方法

· 系統規格說明書的編寫方法

4.3 系統設計知識

· 傳統系統設計方法

· 軟硬件協同設計方法

4.4 系統實施知識

· 系統架構設計

· 系統詳細設計

· 系統調試技術

· 系統測試

4.5 系統維護知識

· 系統運行管理知識

· 系統維護知識

· 系統評價知識

5.安全性知識

· 安全性基本概念

· 加密與解密機制

6.標準化知識

· 標準化的概念

· 國際標準、國家標準、行業標準、企業標準基本知識

· 代碼標準、文件格式標準、安全標準、軟件開發規范和文檔標準知識

· 標準化機構

· 嵌入式系統相關標準

7.信息化基礎知識

· 信息化和信息系統基本概念

· 有關的法律、法規

8.嵌入式技術發展趨勢

9.計算機專業英語

· 正確閱讀和理解相關領域的英文資料

考試科目2：嵌入式系統設計應用技術

1.嵌入式系統開發過程

1.1系統需求分析方法與步驟

1.2系統設計

· 系統硬件配置

· 系統功能組成分配

· 軟硬件功能的分配

· 可行性驗證及設計審查

· 系統規格

· 周期，成本及工作量估計

· 開發計劃

1.3軟硬件協同設計

1.4硬件設計

1.5軟件設計

· 軟件結構

· 設計評審

· 軟件詳細設計

1.6系統測試

· 測試環境

· 測試計劃(內容、方法、標準、過程、檢驗)

· 硬件測試

· 軟件測試(單元測試、集成測試)

· 軟硬件聯合測試

· 實施測試

1.7系統評估

1.8 軟件維護

2.嵌入式系統硬件設計

2.1嵌入式系統硬件基本結構

2.1.1嵌入式微處理結構與應用

2.1.2異常及中斷處理技術

2.1.3DMA技術

2.1.4多處理系統

· 多處理器系統特點

· 多處理器系統構建技術

2.1.5總線架構

· 應用系統中的總線配置

2.1.6內存種類及架構

· 存儲器系統接口設計

2.1.7數字電路和邏輯電路

· 專用集成電路

· 可編程邏輯控制器件

2.2輸入/輸出接口設計

2.2.1輸入/輸出接口

· 接口信號電平轉換

· 接口驅動電路設計

2.2.2輸入/輸出接口應用技術

· 外圍設備

· 串口通信

· 并口通信

· 模擬接口

· 通信接口設備

· 通信標準和協議

· 數據傳輸方式

2.3外圍設備接口應用技術

2.3.1外圍存儲設備

· 存儲卡，記憶棒，IC卡，MMC卡，SD卡

·DVD 、CD-R 、CD-RW

2.3.2外圍輸入/輸出設備

· 鍵盤，鼠標，觸摸屏

· 液晶板、LED、7段數碼管、蜂鳴器

2.3.3電源設計技術

2.4可靠性與安全性設計技術

2.4.1錯誤檢測與隔離技術

2.4.2冗余設計

2.4.3系統恢復設計

2.4.4診斷技術

2.4.5常用安全標準

2.4.6抗干擾設計

2.4.7電磁兼容設計

2.4.8系統加密

3.嵌入式系統軟件設計

3.1嵌入式系統軟件結構設計

3.2嵌入式操作系統應用技術

3.2.1時間管理

· 系統時間

· 時鐘中斷

3.2.2內存管理

· 靜態內存管理

· 動態內存管理

3.2.3任務管理和任務間的通信

· 任務間的通信機制

· 信號量

· 郵箱

· 消息隊列

3.2.4異常處理

· 異常處理方法

· 中斷優先級處理方法

· 系統調用

3.2.5嵌入式文件系統應用技術

3.2.6嵌入式系統圖形用戶接口(GUI)應用技術

3.2.7嵌入式系統數據庫應用技術

3.3嵌入式軟件設計技術

3.3.1匯編語言設計

· 數據類型

· 匯編語言程序結構

· 匯編語言程序設計及優化

· 子程序調用

3.3.2嵌入式C語言設計

·ANSI-C的數據類型

·C程序結構

·C語言程序設計及優化

· 程序的編譯與鏈接

3.3.3面向對象程序設計與開發

· 面向對象的分析與設計方法UML

· 面向對象的編程語言

· 使用C++進行嵌入式系統開發

· 使用Java進行嵌入式系統開發

3.4 系統級軟件設計技術

· 嵌入式系統固件與系統初始化設計

· 設備驅動程序設計

· 硬件抽象層、板級支持包設計

· 嵌入式軟件的移植技術

4.嵌入式系統開發技術

4.1系統開發環境

4.1.1開發工具

· 文本編輯器

· 匯編、編譯和連接程序

·ICE和ICE監控器

· 配置管理工具

· 逆工程工具

4.1.2平臺

· 操作系統

· 分布式開發環境

4.1.3開發環境創建方法及評估

· 開發工作分析

· 開發環境的建立

· 維護、管理、使用開發環境的方法

· 開發環境的平測

4.2實時系統的分析技術

4.2.1實時系統的分析技術

· 結構化分析方法

· 面向對象分析方法

4.2.2實時系統的設計技術

· 結構化分析方法

· 面向對象分析方法

4.3硬件設計環境

4.3.1硬件描述語言

· 硬件開發設計過程

· 硬件描述語言的種類與特點

4.3.2仿真技術

· 邏輯仿真方法

· 邏輯仿真工具

4.3.3大規模集成電路系統的開發方法

·ASIC開發方法

·FPGA設計方法

·IP(intellectual property)

4.4協同設計

· 軟硬件任務工和切調

· 設計平審

4.5嵌入式系統低功耗設計技術

· 低功耗系統工作機制

· 低功耗系統模型結構

· 低功耗的硬件設計技術

· 低功耗的軟件設計技術

4.6分布式嵌入系統設計

· 分布式系統設計原理

· 分布式系統的通信技術

· 分布式系統設計應用

5.嵌入式系統應用

5.1嵌入式系統在控制領域中的應用

5.2嵌入式系統在手持設備中的應用

5.3嵌入式系統在模式識別中的應用

三 題型舉例

一、選擇題

· 若嵌入式系統中采用I/O地址統一編址模式,訪問內存單元和I/O設備是通過(1) 來區分的。

(1) A.數據總線上輸出的數據

B.不同的地址代碼

C.不同的地址總路線

D.不同的指令

二、問答題

在某個嵌入式操作系統中，任務的狀態轉換圖(不完整)如下，請閱讀該圖以及下列說明，回答問題1至問題4，將解答填入答題紙的對應欄內。

[說明]

任務總共有五個狀態：休眠狀態、就緒狀態、運行狀態、中斷服務狀態和等待狀態，在任何時候，一個任務只會處于其中的某一個狀態。

[問題1](3分)

在單個CPU的系統中,處于運行狀態的任務最多有多少個?

[問題2](3分)

對于運行狀態、就緒狀態和等待狀態這間的相互轉換，圖中并沒有畫出來，請補充。用文字處理的形式來進行描述，格式形如"運行狀態→中斷服務狀態"。

[問題3](6分)

從運行狀態可以直接變為等待狀態嗎?如果不能為什么?如果能什么時候會發生這種轉換?舉例說明。

[問題4](3分)

從就緒狀態可以直接變為等待狀態嗎?如果不能，為什么?如果能，什么時候會發生這種轉換?舉例說明。

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（責任編輯：lqh）

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