2008年下半年软件水平考试(中级)嵌入式系统设计师下午(应用技

2008年下半年软件水平考试（中级）嵌入式系统设计师下午（应用技术）试题真题试卷 (题后含答案及解析)

题型有：1. 试题一 2. 试题二 3. 试题三 4. 试题四 5. 试题五

试题一

下面是关于某测试设备的叙述，仔细阅读并分析，回答问题1至问题4，将答案填入对应栏内。【说明】 某测试设备是一个嵌入式系统，是为了测试一个专用设备而研制的，如下图所示。测试设备用于测试被测设备的各项软、硬件功能，包括2路RS232串口、2路模拟量、电源以及专用设备的其他内部部件。在被测专用设备内部有专门的自检测程序，来测试内部各部件。测试设备的串口与被测设备相连接，加电后，通过按测试设备的周边键与被测设备握手同步，再向被测设备发送检测消息，被测设备测试自己的某项功能后，通过串口将测试结果发回给测试设备，显示在测试设备的LCD屏上。 测试设备的硬件由处理器模块、IO模块和电源模块组成，处理器模块上有CPU、存储器、2路串口、键盘控制器；IO模块上有D/A、A/D转换器，用作为模拟量输入和采集电源的电压值，以测试被测设备的模拟量和电源；电源模块提供测试设备的电源；测试设备模块间采用ISA总线。 测试设备的2路串口与被测设备相连，同时测试设备的D/A、A/D转换控制器的输入线路与被测设备的模拟量和电源线相连，可直接测试被测设备的2路RS232串口、2路模拟量、电源。 测试设备的软件由底层驱动(串口驱动、D/A、A/D驱动和自定义键盘驱动)、嵌入式操作系统和测试软件组成。

1． 设存储器容量为4兆字，字长32位，模块数为4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织，存储周期为200ns，数据线宽度32位，总线传送周期为50ns，请计算顺序存储器和交叉存储器的平均存取时间(单位：ns)和带宽(单位：位/秒)。

正确答案：

解析：考查存储器的组织方式和性能计算。 顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4个字的信息总量是：q=32位×4=128位 顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别是： T2=m×T=4×200ns=800ns=8×10-7(s)

T1=T+(m-1)×总线传送周期=200ns+3×50ns=350ns=3.5×10-7(s) 顺序存储器和交叉存储器的平均存取时间分别是： T2a=T=200ns T1a=350ns/4=87.5ns

顺序存储器带宽：W2=q/T2=128/(8×10-7)=16×107(位/秒) 交叉存储器带宽：W1=q/T1=128/(3.5×10-7)≈36.5×107(位/秒)

2． 测试设备的软件工作过程为：测试设备和被测设备同时加电，测试设备的操作系统启动后自动执行测试程序。测试程序首先采集被测设备的电源是否正常，并在屏幕显示测试信息。如果被测设备正常，则向被测设备发送握手消息，与被测设备同步；如果同步不上，则报“不能与设备同步”，测试结束。接下来，测试程序接收周边键命令，按要求测试。如果测试2路模拟量，则由测试设备通过D/A转换，向被测设备发送模拟信号，被测设备得到模拟信号，判断正确性

后，通过串口将结果返回给测试设备。另外，被测设备还有4个功能项是通过串口发送测试命令给被测设备的，由被测设备内的自测试程序测试后，将结果再通过串口传回给测试设备。 请完成下图所示的流程图，按编号将正确答案填写在对应栏中。

正确答案：(1)测试电源。 (2)与测试设备同步。 (3)接收周边键命令。

(4)通过数模转换模块发送模拟量1给被测设备。 (5)通过数模转换模块发送模拟量2给被测设备。 (6)通过串口发送测试功能1命令给被测设备。 (7)通过串口发送测试功能2命令给被测设备。 (8)通过串口发送测试功能3命令给被测设备。 (9)通过串口发送测试功能4命令给被测设备。

解析：考查软件的测试流程，依据题意以及问题2描述的测试过程，其完整的测试软件流程图如下图所示。

3． 请把下面列出的6个空位的答案填入相应的位置。 1．ISA总线为(1)位总线。 2．由模拟信号到数字信号的转换过程称为(2)。 3．将数字信号变成模拟信号的过程称为(3)。 4．D/A转换器的主要性能指标有(4)、(5)、(6)。(回答其中的三个主要性能指标即可)

正确答案：(1)16 (2)AD转换，或A/D转换 (3)DA转换，或D/A转换 D/A转换器的主要性能指标除建立时间外，还有分辨率、转换精度、线性误差。所以(1)、(2)、(6)应分别填写上述三个的任意一个(不计次序)。

解析：考查总线及数模转换知识。 ISA总线即工业标准体系结构(Industry

Standard Architecture)，为16位总线，是最早出现的微型计算机总线标准，广泛应用于嵌入式系统。 由模拟信号到数字信号的转换过程称为AD转换，或A/D转换，或模数转换；将数字信号变成模拟信号的过程称为DA转换，或D/A转换，或数模转换。 D/A转换器的主要性能指标有建立时间、分辨率、转换精度、线性误差等。

4． 在本测试设备的异步串行传输中，数据格式为：数据位8位、奇校验位1位、停止位1位。当波特率为9600b/s时，每秒钟传送的有效数据是多少字节?为保证数据收发正确，试分析发送方和接收方时钟允许的误差范围，并以百分比形式给出最大误差。

正确答案：

解析：考查异步数据传输应用知识。 每秒钟传送的有效数据：9600÷(1+8+1+1)=872.7字节 分析发送方和接收方时钟允许的最大误差： 在启动位同步后，在8位数据位、1位奇校验位、1位停止位之后累积的最大误差为(8+1+1)×△，该值应小于1/2位，即(8+1+1)×△≤1/2。 因此，最大误差△为5%。

试题二

阅读以下关于输入输出接口设计的说明，回答问题1至问题3，将解答填入对应栏内。【说明】 下图为采用查询方式工作的输入接口，地址译码器中A15～A1直接接到或门的输入端。

5． 输入设备在向接口传送8位数据的同时，还传送负脉冲STB，该信号的作用是什么?

正确答案：脉冲除了将输入设备的数据锁存到锁存器的输出端外，该脉冲还用来触发D触发器，使其输出Q为高电平，此高电平表示外设有数据准备好。

解析：本题考查输入输出接口设计以及输入输出控制方式应用知识。 计算机与外设之间进行数据传送主要有三种基本控制方式：查询方式、中断方式和DMA方式。 查询方式是通过执行输入/输出查询程序来完成数据传送的，其工作原理是：当CPU。启动外设工作后，不断地读取外设的状态信息进行测试，查询外设是否准备就绪，如外设准备好，则可以进行数据传送：否则，CPU继续读取外设的状态信息进行查询等待，直到外设准备好。 采用程序查询方式进行数据传送时，实际上在外设准备就绪之前，CPU一直处于等待状态，致使CPU的利用率较低。倘若CPU按这种方式与多个外设传送数据时，就需要周期性的依次查询每个外设的状态，浪费的时间就更多，CPU的利用率就更低。因此，这种方式适合于工作不太繁忙的系统。 中断方式是一种硬件和软件相结合的技术，中断请求和处理依赖于中断控制逻辑，而数据传送则是通过执行中断服务程序来实现的。这种方式的特点是：在外设工作期间，CPU无须等待，可以处理其他任务，CPU与外设可以并行工作，提高了系统效率，同时又能满足实时信息处理的需要。但在进行数据传送时，仍需要通过执行程序来完成。 采用中断方式可以提高CPU的利用率，但有些I/O设备(如磁盘、光盘等)需要高速而又频繁地与存储器进行批量的数据交换，此时中断方式已不能满足速度上的要求。而直接存储器处理DMA方式，可以在存储器与外设之间开辟一条高速数据通道，使外设与存储器之间可以直接进行批量数据传送。实现DMA传送，要求CPU让出系统总线的控制权，然后由专用硬件设备(DMA控制器)来控制外设与存储器之间的数据传送。这种传送方式的特点是：在数据传送过程中，由DMA控制器参与工作，不需要CPU的干预，批量数据传送时效率很高，通常用于高速I/O设备与内存之间的数据传送。 本题采用程序查询方式从输入设备读取数据。 接口图中的选通信号低电平有效，是由外设提供的输入信号。当该信号有效时，将输入设备送来的数据锁存至输入锁存器中临时存储起来，并设置数据已经准备好的状态，标志该状态的是上图中的D触发器。 D触发器的初始状态为0(数据未准备好)，当输入设备的数据准备好时，通过CP将D触发器设置为1，标明数据已准备好，CPU可随时读取。 要从输入设备读取数据(有效)，首先应确定输入设备的端口地址，包括状态端口和数据端口。从题图中可知，要读取输入设备的状态端口(即数据是否准备好)，需进行下面的运算：

A15+A14+A13+…+A2+A1++ 即地址信号A15、A14、…、A2、A1与IOR进行或运算(经过或门)后的输出，与A0经非门后的输出再进行或运算，若为0，则可将D触发器中的状态输出至数据线D7，因此，要求A15、A14、…、A2、A1全部为0且A0为1，即状态端口地址为0001H。同理，要读取输入设备的数据，需进行下面的运算： A15+A14+A13+…+A2+A1++A0 即当A15、A14、…、A2、A1全部为0并且A0也为0，才能通过三态门将数据送往数据总线，因此数据端口地址为0000H。 若用查询方式将输入设备的一个数据读入CPU的BL寄存器中，则根据其工作方式，需要对I/O接口的状态不断进行测试，一旦满足条件(准备好传送数据即外设就绪)，紧接着就执行数据传送指令，程序如下： START： MOV DX，0001H ；外设的状态端口号送入DX寄存器

NEXT1： IN AL，DX ；从外设端口读取状态并暂存入AL NEXT2：

AND AL，80H ；判断数据是否就绪(D7是否为1)JZ NEXT1 ；未就绪(D7为0)，则继续查询，否则开始读取数据MOV DX， 0000H ；外设数据端口号送入DX寄存器IN AL，DX ；从外设端口读取数据到的数据暂存入AL NEXT3： MOV BL，AL ；将数据送入BL寄存器 RET

6． D触发器的作用是什么?

正确答案：D触发器用来提供外设数据准备好的状态。

7． 用查询方式将输入设备的一个数据读入CPU的BL中，程序段如下所示，请完成该段8086汇编程序，将(1)～(5)的内容填入相应的位置。 START：

MOV DX， (1) NEXT1： IN AL，DX NEXT2： AND AL， (2)

JZ(3) MOV DX， (4) IN AL，DX NEXT3： MOV (5)，ALRET

正确答案：(1)0001H (2)80H (3)NEXT1，或START (4)0000H