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[主观题]

阅读以下关于嵌入式系统软件设计方面的叙述,回答问题1至问题3。 某公司承担了一项嵌入式系统软件

阅读以下关于嵌入式系统软件设计方面的叙述,回答问题1至问题3。

某公司承担了一项嵌入式系统软件开发项目。该项目主要用于车载电子系统中监视发动机及燃油系统等系统工作状况,并通过综合仪表显示给驾驶员。经过多次与用户沟通,形成以下技术要求:

(1)本项目的硬件平台由主处理机模块和多种接口模块组成,底板采用标准VME总线(硬件结构图如图3-1所示),具体硬件模块配置如下。

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①主处理机模块(CPM)采用PowerPC755,主频266MHz,配有SDRAM存储器和FLASH存储器;提供一个定时/计数器;支持16级中断和二级cache。

②输入输出模块(IOC)支持16路RS422接口信号,传输速率不低于115.2kbps,IOC模块与CPM模块的数据交换采用64KByte双端口存储器。

③离散量接口模块(DAM)支持64路开关型离散量输入输出接口;2路频率量输入;12位A/D转换器和12位:D/A转换器。

④图形处理模块(GPM)用于显示图形,支持OpenGL标准接口软件。

⑤MBI模块主要提供1553B外总线接口,PSM为电源支持模块。

(2)本项目软件主要工作在CPM模块中,完成对外部设备的数据采集、分析和相应的控制,将监视结果以图形方式显示给驾驶员。该系统的软件主要包括外部接口驱动软件、VME数据传输软件、处理软件、图形显示和外总线(1553B)数据交换软件。要求数据的采集必须确保每帧数据无丢失,并在本帧内完成数据的处理工作,本帧信息显示给驾驶员的时刻最晚不能超过下帧。详细的技术要求如下。

①16路RS422接口主要完成对汽车燃油系统、动力系统和驾驶员命令的数据采集与控制。RS422数据传输格式将以32Byte为基本数据块,分别以20ms、40ms、60ms和1s四个不同周期交换数据。

②64路离散量数据主要监控发动机工作状态,要求每10ms采集一次,并在下一个10ms周期内将发动机状况显示到驾驶员座舱。

③多路模拟量数据主要采集发动机转速、油量及汽车的其他数据,为驾驶员监控汽车状态提供必要的量化数据。模拟量数据的刷新频率为1s。

④外总线(1553B)主要完成该系统与汽车其他电子系统的数据交换。

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公司将本项目交给项目主管李工实施,要求李工按技术要求完成本项目的软件设计工作,公司根据合同关于“数据的采集必须确保每帧数据无丢失,并在本帧内完成数据的处理工作,本帧信息显示给驾驶员的时刻最晚不能超过下帧”的要求,提醒李工设计中重点考虑整个系统的实时性问题。李工完成设计后,提交公司评审,会上就李工设计中存在的缺陷展开了激烈讨论,最终达成一致。

李工在设计IOC模块软件时指出:为了使CPM模块能够及时处理RS422数据,在IOC与CPM间的双端口存储器中为每个422通道设计一级缓冲,当某通道接收一个字节时,就将数据放入缓冲,由CPM接收(其结构如图3-2所示)。这样的好处在于每当有数据输入时,CPM模块可立即读取,而增大双口缓冲的目的是在CPM来不及处理时可防止数据的丢失。同时,IOC中的程序相对简单、实时性好、可以不考虑422通道的数据传输周期,只要按查询方式对16路422输入进行查询读取即可。

会上,王工提出了强烈的反对意见,认为这种设计方法绝对不可取,这种方法只考虑了软件的简单与便利,而没有针对软件特点考虑问题,在设计中对实时性、负载平衡分配及实现算法上均存在缺陷,必须改进。

(1)你认为李工的设计在实时性、负载平衡分配和实现算法上存在怎样的缺陷?详细说明理由。

(2)请给出IOC模块和CPM模块之间双口存储器数据交换方法。

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第1题
阅读以下嵌入式多核程序设计技术方面的叙述,回答问题1至问题3。 甲公司承担了一项为宇航系统配套

阅读以下嵌入式多核程序设计技术方面的叙述,回答问题1至问题3。

甲公司承担了一项为宇航系统配套生产高性能嵌入式计算机系统的任务,用户要求该系统要具有高速并发处理能力、低功耗、高可靠性,并可以有效地防止系统故障的蔓延。根据用户对本项目的要求,甲公司成立了软/硬件两个项目组,总体设计由硬件组承担,负责高性能嵌入式计算机系统体系结构设计,软件组负责确定软件的技术需求和应用软件开发平台的软件设计工作。

在处理器选型方面,硬件组王工与软件组张工在讨论采用哪种CPU体系结构方面发生争议。目前,流行的处理器结构包括了单核结构、多处理器结构、超线程结构、多核结构、共享Cache的多核结构和超线程技术的多核结构六种,如下图所示。

阅读以下嵌入式多核程序设计技术方面的叙述,回答问题1至问题3。 甲公司承担了一项为宇航系统配套阅读以

王工提出,根据用户要求,本嵌入式系统应具有高速并行处理能力,采用多处理器结构比较适合,主要理由是多处理器结构设计简单、可支持多个进程在不同处理器上并发处理;而张工提出,必须分清“多处理器结构”与“多核结构”的优点和缺点,多处理器结构虽然支持多进程的并发处理,但没有直接实现多线程并发执行;多核结构可以直接实现多线程并发执行。要提高应用的并行性就必须利用多个硬件资源的并行工作,建议采用超线程技术的多核结构的处理器。请填写下图(f)中的(1)~(8),并用300字以内的文字对上述六种处理器结构的工作原理进行简要描述。

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第2题
阅读以下关于嵌入式软件体系架构的叙述。3. 某公司承担了一项宇航嵌入式设备的研制任务。本项目除

阅读以下关于嵌入式软件体系架构的叙述。

3. 某公司承担了一项宇航嵌入式设备的研制任务。本项目除对硬件设备环境有很高的要求外,还要求支持以下功能:

(1) 设备由多个处理机模块组成,需要时外场可快速更换(即LRM结构);

(2) 应用软件应与硬件无关,便于软硬件的升级;

(3) 由于宇航嵌入式设备中要支持不同功能,系统应支持完成不同功能任务间的数据隔离;

(4) 宇航设备可靠性要求高,系统要有故障处理能力。

公司在接到此项任务后,进行了反复论证,提出三层栈(TLS)软件总体架构,如下图所示,并将软件设计工作交给了李工,要求他在三周内完成软件总体设计工作,给出总体设计方案。

阅读以下关于嵌入式软件体系架构的叙述。3. 某公司承担了一项宇航嵌入式设备的研制任务。本项目除阅读以

[问题1]

用150字以内的文字,说明公司制定的TLS软件架构的层次特点,并针对上述功能需求(1)~(4),说明架构中各层内涵。

[问题2]

在TLS软件架构的基础上,关于选择哪种类型的嵌入式操作系统问题,李工与总工程师发生了严重分歧。李工认为,宇航系统是实时系统,操作系统的处理时间越快越好,隔离意味着以时间作代价,没有必要,建议选择类似于VxWorks5.5的操作系统;总工程师认为,应用软件间隔离是宇航系统安全性要求,宇航系统在选择操作系统时必须考虑这一点,建议选择类似于Linux的操作系统。

请说明两种操作系统的主要差异,完成下表中的空白部分,并针对本任务要求,用200字以内的文字说明你选择操作系统的类型和理由。

两种操作系统的主要差异

阅读以下关于嵌入式软件体系架构的叙述。3. 某公司承担了一项宇航嵌入式设备的研制任务。本项目除阅读以

[问题3]

故障处理是宇航系统软件设计中极为重要的组成部分。故障处理主要包括故障监视、故障定位、故障隔离和系统容错(重组)。用150字以内的文字说明嵌入式系统中故障主要分哪几类?并分别给出两种常用的故障滤波算法和容错算法。

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第3题
阅读以下关于工业控制系统软件方面的叙述,在回答问题1至问题4。 某公司新近签订了一份控制系统软

阅读以下关于工业控制系统软件方面的叙述,在回答问题1至问题4。

某公司新近签订了一份控制系统软件的研制合同。合同技术要求如下:

(1)本控制系统的软件运行平台拟采用嵌入式实时操作系统,控制系统的工作周期为10ms,要求控制软件能够精确地按事先预定的时间顺序完成数据的采集、处理和输出。

(2)为了提高整个系统的可靠性,控制系统采用容错处理,即用两个相对独立的计算机承担相同的工作,通过交叉对比,实现控制的双余度管理;当任何一台计算机出现故障时,系统可以进行单余度控制。系统结构如图4-1所示。

阅读以下关于工业控制系统软件方面的叙述,在回答问题1至问题4。 某公司新近签订了一份控制系统软阅读以

(3)在10ms工作周期内的时间分配如表4-1所示。

阅读以下关于工业控制系统软件方面的叙述,在回答问题1至问题4。 某公司新近签订了一份控制系统软阅读以

公司总工程师将本项任务交付给项目主管李工程师实施,要求李工按双方合同要求完成本项目的策划、需求分析和方案设计工作,重点强调系统的可靠性要求,并特别提示:目前比较流行的嵌入式操作系统普遍采用可抢占式优先级调度策略,不能满足用户关于“能够精确地按事先预定的时间顺序完成数据的采集、处理和输出”的要求。

李工接到任务后,认为本项目比较简单,很快就安排3名技术人员分别负责数据采集/输出模块、数据处理模块和比较监控模块的编写。总工程师听到汇报后,认为李工的方案和安排不妥,理由是李工忽视了系统的可靠性要求,对系统需求的理解不够深入。为实现系统关于可靠性方面的需求:

(1)你认为在组织结构、人员分工、设计开发等方面应做出哪些安排和规定?

(2)请写出关于余度表决算法的考虑。

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第4题
以下关于嵌入式系统的软件设计的叙述中,说法错误的是(65)。A.把应用程序转换成可以在目标机上运行

以下关于嵌入式系统的软件设计的叙述中,说法错误的是(65)。

A.把应用程序转换成可以在目标机上运行的二进制代码通常需要经过编译、链接和定址等三个步骤

B.编译过程生成的文件就是可以在嵌入式平台上执行的二进制文件

C.编译过程产生的所有目标文件被链接成一个目标文件

D.定址过程会把物理存储器地址指定给目标文件的每个相对偏移处

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第5题
阅读以下关于嵌入式软件测试方面的叙述,回答问题1至问题3。 甲公司是一个专业的航空软件开发公司,

阅读以下关于嵌入式软件测试方面的叙述,回答问题1至问题3。

甲公司是一个专业的航空软件开发公司,当前正在为某用户开发某航空嵌入式实时软件,王工是该软件开发项目的负责人。应用户要求,甲公司委托乙公司对其开发的航空软件进行第三方测试。张工是乙公司中该测试项目的负责人。

王工在与张工讨论该软件的测试计划时,就软件的测试环境产生了争执。张工认为所有的第三方测试工作都必须在目标机环境下完成,否则无法保证测试的有效性。王工认为开发工作进度很紧,而且开发工作需要频繁占用目标机环境,第三方测试在仿真环境下进行就可以了,没有必要非得在目标机环境下测试。请在200字以内对上述两人意见的正确性进行评价与分析,并简述你对本题目中的测试环境问题的建议。

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第6题
阅读以下关于Web应用方面的叙述,回答问题1至问题3。 Web 2.0是目前Internet上Web应用的新模式,其

阅读以下关于Web应用方面的叙述,回答问题1至问题3。

Web 2.0是目前Internet上Web应用的新模式,其概念由Tim O'Reilly于2003年首先提出。目前Internet上已经有很多基于Web 2.0的Web应用系统,例如Facebook、Wikipedia、Blogger、del.icio.us、YouTube和Flickr等,其应用涵盖各个方面。

请用200字以内的文字叙述基于Web 2.0的Web应用与传统Web应用的重要不同点,并给出简要解释(列举5个方面的不同点即可)。

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第7题
阅读以下关于嵌入式实时操作系统软件的选型分析方面的叙述,回答问题1至问题3。 某研究所承担了一

阅读以下关于嵌入式实时操作系统软件的选型分析方面的叙述,回答问题1至问题3。

某研究所承担了一项宇航嵌入式系统的研制任务,本项任务技术难度大、可靠性要求高、进度要求紧,预计软件规模约在一万行以上。而该所原先承担的相关项目均是用汇编语言编写的(软件规模较小,一般是几百行)。项目主管工程师将软件开发的论证工作分别布置给了王工和李工,要求他们根据本项目的技术要求,在一周内分别提出软件的实施方案。

(1)该宇航嵌入式系统由数据处理机、信号处理机以及数据采集模块组成。信号处理机主要通过数据采集模块将大量不同时间周期的外部数据采集进来,进行预处理(如 FFT变换)后提交给数据处理机;数据处理机根据功能要求完成各种计算处理工作,并将结果输出。为了达到数据处理机和信号处理机的标准化,这两类处理机均采用同种处理机的体系结构(如PowerPC7410)。整个系统工作的最大周期为1s,最小周期为5ms。数据处理机上任务分布如下表所示。

阅读以下关于嵌入式实时操作系统软件的选型分析方面的叙述,回答问题1至问题3。 某研究所承担了一阅读以

(2)一周后,王工和李工提交了各自的实施方案,其共同之处在于两者均提出采用操作系统及相应的软件开发环境。但是,王工和李工在选择什么样的操作系统及开发环境方面出现了较大的分歧。王工的实施方案提出,为了满足本项目的技术要求,并有利于本所软件的长期发展,应选用具有硬实时处理能力的嵌入式实时操作系统及开发环境 (例如VxWorks等):而李工的实施方案指出,操作系统主要完成对计算机资源的管理与分配工作,考虑到人们对操作系统及软件开发工具的熟悉程度,本项目应选用具有大众化的、软件开发人员容易上手的嵌入式操作系统(例如WindowsCE、Linux等)。

(3)在两人争执不下的情况下,项目主管工程师组织了相关专家对王工和李工提交的实施方案进行了评审。最后,专家组一致认为王工的方案切实可行,操作系统的选型论证充分、客观,可以作为本所未来几年中相关项目的软件开发的基本环境。同时专家组还就具体实施选择嵌入式实时操作系统及开发环境产品时应着重考虑的相关问题提出了几点建议。

为什么专家组一致认为王工的实施方案切实可行?请用200字以内文字简要说明。

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第8题
阅读以下关于电子商务系统建设方面的叙述,在回答问题1至问题3。电子商务是构建在Internet上的新商

阅读以下关于电子商务系统建设方面的叙述,在回答问题1至问题3。

电子商务是构建在Internet上的新商务模式。企业和个人使用电子商务来降低交易成本,提高商品和信息流的周转速度,提高客户服务水平,并且使得制造商、供应商和客户之间可以紧密合作。企业信息化是实施企业电子商务的基础,特别是在企业流程再造、供应链管理、客户关系管理等方面需要依托信息技术进行整合和优化。

一个完整的电子商务系统必须处理销售生命周期中消费者经历的多个阶段。请用 200字以内的文字简要叙述有哪些阶段。

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第9题
阅读以下关于嵌入式系统设计方面的叙述,在回答问题1至问题3。 某公司承担了一项大型物料配送中心

阅读以下关于嵌入式系统设计方面的叙述,在回答问题1至问题3。

某公司承担了一项大型物料配送中心的研发项目,使用自动化设备进行货物的存取。系统主要由两部分组成:其一是装有智能设备的配送车,用于自动化装卸货物:其二是用于管理和调度这些配送车的物料配送中心。如图3-1所示。

阅读以下关于嵌入式系统设计方面的叙述,在回答问题1至问题3。 某公司承担了一项大型物料配送中心阅读以

智能设备接受配送中心发出的存取货指令,根据货舱地址和舱位位置等参数,自动控制配送车行走,并调整机械臂到达目标舱位,当存取完货物后,再次等待配送中心指令。其中,视频监视器用于采集工作现场的视频数据,该数据用于智能没备识别配送车当前位置。

公司经理将智能设备的研制任务交给了李工。李工投入了大量的时间,通过一个月的努力,提交了智能设备的设计方案。但是,出乎李工预料,该方案被专家评审会否定了。评审意见指出,李工的设计方案实施成本高,并且在技术上有缺陷,建议重新设计。

李工的设计方案指出,考虑到智能设备工作的环境条件非常恶劣,并且处理机要处理大量的视频信息,所以,智能设备的硬件设计应考虑以下几点:

(1)由于智能设备要处理大量的图像数据,智能设备中的处理机应采用目前先进的、具有很强数据处理和信号处理能力的MPC7410处理器,并采用双处理机结构,以增加设备的容错能力:

(2)为了使智能设备适应不同环境条件,其设备的环境温度指标必须满足军用标准要求(-55度~+70度),因此,元器件必须经过严格筛选,并考虑芯片散热问题:

(3)由于智能设备与配送中心的数据交换采用无线通信,而配送中心义要控制多台配送车,为了保证通信数据的安全性,避免相互千扰,设计中应考虑采用安全措施,实施数据加解密操作,密钥由配送中心统一管理与分发。

请用300字以内的文字说明上述三点设计考虑有何问题。

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第10题
试题五 (共15 分 ) 阅读以下关于嵌入式C语言编程方面的问题,回答问题1至问题3,将答案填入答题纸

试题五 (共15 分 )

阅读以下关于嵌入式C语言编程方面的问题,回答问题1至问题3,将答案填入答题纸的对应栏内。

【说明】

嵌入式C语言编程中常涉及位运算、宏定义的问题,以及大端方式(Big-endian)、小端方式(Little-endian)的访问问题。

【 问题1 】(4 )

嵌入式系统中常要求用户对变量或寄存器进行位操作。下面的两个函数分别为设置和清除变量 a 的第 5位。请使用下面的宏定义 BIT5 按要求对变量 a 进行相应的处理。在函数set_bit5中,用位或赋值操作(=)设置变量a的第5位,在函数clear_bit5中,用位与赋值操作(&=)清除变量a的第5位。

define BIT5 (0x01<<5)

static int a;

void set_bit5(void)

{

① ; /* 设置变量a的第5位 */

}

void clear_bit5(void)

{

② ; /* 清除变量a的第5位 */

}

【 问题2】(5 分 )

图5-1所示代码的设计意图是计算1~100各数的平方。 该段代码运行后,没有得到应有的结果,请说明出错原因,将答案填入答题纸的对应栏内。

试题五 (共15 分 ) 阅读以下关于嵌入式C语言编程方面的问题,回答问题1至问题3,将答案填入答题

试题五 (共15 分 ) 阅读以下关于嵌入式C语言编程方面的问题,回答问题1至问题3,将答案填入答题

【问题3】(6分)

某嵌入式处理器工作在大端方式 (Big-endian)下, 其中unsigned int为32位, unsigned short为16位,unsigned char为8位。仔细阅读并分析下面的C 语言代码,写出其打印输出的结果,将答案填入答题纸的对应栏内。

include "stdio.h"

include "stdlib.h"

void *MEM_ADDR;

void mem_test(void)

{

unsigned int *pint_addr = NULL;

unsigned short *pshort_addr = NULL;

unsigned char *pchar_addr = NULL;

MEM_ADDR = (void *)malloc(sizeof(int));

pint_addr = (unsigned int *)MEM_ADDR;

pshort_addr = (unsigned short *)MEM_ADDR;

pchar_addr = (unsigned char *)MEM_ADDR;

*pint_addr = 0x12345678;

printf("0x%x, 0x%x\n", *pshort_addr, *pchar_addr);

/* 第一次输出 */

pshort_addr++;

*pshort_addr = 0x5555;

printf("0x%x, 0x%x\n", *pint_addr, *pchar_addr);

/* 第二次输出 */

pchar_addr++;

*pchar_addr = 0xAA;

printf("0x%x, 0x%x\n", *pint_addr, *pshort_addr);

/* 第三次输出 */

}

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