嵌入式系统设计师考试大纲.docx
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嵌入式系统设计师考试大纲
嵌入式系统设计师考试大纲
一、考试说明
1、考试要求：
（1）掌握科学基础知识；
（2）掌握嵌入式系统的硬件、软件知识；
（3）掌握嵌入式系统分析的方法；
（4）掌握嵌入式系统设计与开发的方法及步骤；
（5）掌握嵌入式系统实施的方法
（6）掌握嵌入式系统运行维护知识；
（7）了解信息化基础知识、信息技术引用的基础知识；
（8）了解信息技术标准、安全，以及有关法律的基本知识；
（9）了解嵌入式技术发展趋势；
（10）正确阅读和理解计算机及嵌入式领域的英文资料。
2、通过本考试的合格人员能根据项目管理和工程技术的实际要求，按照系统总体设计规格进行软、硬件实际，编写系统开发规格说明书等相应的文档；组织和指导嵌入式系统靠法实施人员实施硬件电路、编写和调试程序，并对嵌入式系统硬件设备和程序进行优化和集成测试，开发出符合系统总体设计要求的高质量嵌入式系统；具有工程师的实际工作能力和业务水平。
二、考试范围
考试科目1：
嵌入式系统基础知识
1.计算机科学基础
1.1数制及转换
o二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制及其相互转换
1.2数据的表示
o数的机内表示（原码、反码、补码、移码，定点和浮点，精度和溢出）
o字符、汉字、声音、图像的编码方式
o校验方法和校验码（奇偶验码、海明校验码、循环校验码）
1.3算术和逻辑运算
o计算机中的二进制数运算方法
o逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简
1.4计算机系统结构和重要部件的基本工作原理
oCPU和存储器的组成、性能、基本工作原理
o常用I/O设备、通信设备的性能，以及基本工作原理
oI/O接口的功能、类型和特点
o虚拟存储存储基本工作原理，多级存储体系
1.5安全性、可靠性与系统性能评测基础知识
o诊断与容错
o系统可靠性分析评价
o计算机系统性能评测方法
2.嵌入式系统硬件知识
2.1数字电路和逻辑电路基础
2.1.1组合电路和时序电路
2.1.2总线电路与电平转换电路
2.1.3可编程逻辑器件
2.2嵌入式微处理器基础
2.2.1嵌入式微处理器体系结构
o冯.诺伊曼结构与哈佛结构
oCISC与RISC
o流水线技术
o信息存储的字节顺序（大端存储法和小端存储法）
2.2.2嵌入式系统处理器的结构和类型
o常用8位处理器的体系结构和类型
o常用16位处理器的体系结构特点
o常用32位处理器的体系结构特点
o常用DSP处理器的体系结构特点
o多核处理器的体系结构特点
2.2.3异常
o同步异常（陷阱、故障、终止）
o异步异常（中断）
o可屏蔽中断、不可屏蔽中断
o中断优先级、中断嵌套
2.3嵌入式系统的存储体系
2.3.1存储器系统
o存储器系统的层次结构
o高速缓存（Cache）
o内存管理单元（MMU）
2.3.2ROM的种类与选型
o常见ROM的种类
oPROM、EPROM、E2PROM型ROM的典型特征和不同点
2.3.3FlashMemory的种类与选型
oFlashMemory的种类
oNOR和NAND型FlashMemory的典型特征和不同点
2.3.4RAM的种类与选型
o常见RAM的种类
oSRAM、DRAM、DDRAM、NVRAM的典型特征和不同点
2.3.5外存
o常见外存的种类
o磁盘、光盘、CF、SD等的典型特征和不同点
2.4嵌入式系统I/O接口
2.4.1定时器和计数器基本原理与结构
2.4.2GPIO、PWM接口基本原理与结构
2.4.3A/D、D/A接口基本原理与结构
2.4.4键盘、显示、触摸屏接口基本与结构
2.4.5嵌入式系统音频接口
2.5嵌入系统通信及网络接口
oPCI、USB、串口、红外、并口、SPI、IIC、PCMCIA的基本原理与结构
o以太网、CAN、WLAN、蓝牙、1394的基本原理与结构
2.6嵌入式系统电源分类及电源原理
2.7电子电路设计
2.7.1电子电路设计基础知识
o电子电路设计原理
o电子电路设计方法及步骤
o电子电路设计中的可靠知识
2.7.2PCB设计基础知识
oPCB设计原理
oPCB设计方法及步骤
o多层PCB设计的注意事项及布线原则
oPCB设计中的可靠性知识
2.7.3电子电路测试基础知识
o电子电路测试原理与方法
o硬件抗干扰测试
3.嵌入式系统软件知识
3.1嵌入式软件基础知识
3.1.1嵌入式软件的分类（系统软件、支撑软件、应用软件）
3.1.2无操作系统支持的嵌入式软件体系结构（轮询、中断、前后台）
3.1.3有操作系统支持的嵌入式软件体系结构
3.1.4板极支持包基础知识（系统初始化、设备驱动程序）
3.1.5嵌入式中间件（GUI、数据库）
3.2嵌入式操作系统基础知识
3.2.1嵌入式操作系统体系结构
o单体结构、分层结构和微内核结构
3.2.2任务管理
o多道程序技术
o进程、线程、任务的概念
o任务的实现（任务的层次结构、任务控制块、任务的状态及状态转换、任务队列）
o任务调度（调度算法的性能指标、可抢占调度、不可抢占调度、先来先服务、短作业优先算法、时间片轮转算法、优先级算法）
o实时系统及任务调度（RMS、EDF算法）
o任务间通信（共享内存、消息、管道、信号）
o同步与互斥（竞争条件、临界区、互斥、信号量、死锁）
3.2.3存储管理
oFlat存储管理方式
o分区存储管理（固定分区、可变分区）
o地址重定位（逻辑地址、物理地址、地址映射）
o页式存储管理
o虚拟存储技术（程序局部性原理、虚拟页式存储管理、页面置换算法、工作集模型）
3.2.4设备管理
o设备无关性、I/O地址、I/O控制、中断处理、缓冲技术、假脱机技术）
3.2.5文件系统基础知识
o文件和目录
o文件的结构和组织
o存取方法、存取控制
o常见嵌入式文件系统（FAT、JFFS、YAFFS）
3.2.6操作系统移植基础知识
3.3嵌入式系统程序设计
3.3.1嵌入式软件开发基础知识
3.3.2嵌入式程序设计语言
o汇编、编译、解释系统的基础知识和基本工作原理
o汇编语言
o基于过程的语言（过程/函数、参数传递、全局变量、递归、动态内存分配、数据类型）
o面向对象的语言（对象、数据抽象、继承、多态、自动内存管理）
o各类程序设计语言的主要特点和适用情况
3.3.3嵌入式软件开发环境
o宿主机、目标机
o编辑器、编译器、链接器、调试器、模拟器
o常用嵌入式开发工具（编程器、硬件仿真器、逻辑分析仪、示波器）
o集成开发环境
o开发辅助工具
3.3.4嵌入式软件开发
o软件设计（模块结构设计、数据结构设计、内存布局、面向对象的分析与设计）
o嵌入式引导程序的设计、设备驱动程序设计、内核设计、网络程序设计、应用软件设计）
o编码（编程规范、代码审查）
o测试（测试环境、测试用例、测试方法、测试工具）
o下载和运行
3.3.5嵌入式应用软件移植
4.嵌入式系统的开发与维护知识
4.1系统开发过程及其项目管理
o系统开发生命周期各阶段的目标和任务的划分方法
o系统开发项目挂你基础知识及其常用管理工具使用方法
o主要的系统开发方法
o系统开发工具与环境知识
4.2系统分析基础知识
o系统分析的目的和任务
o系统分析方法
o系统规格说明书的编写方法
4.3系统设计知识
o传统系统设计方法
o软硬件协同设计方法
4.4系统实施知识
o系统架构设计
o系统详细设计
o系统调试技术
o系统测试
4.5系统维护知识
o系统运行管理知识
o系统维护知识
o系统评价知识
5.安全性知识
o安全性基本概念
o加密与解密机制
6.标准化知识
o标准化的概念
o国际标准、国家标准、行业标准、企业标准基本知识
o代码标准、文件格式标准、安全标准、软件开发规范和文档标准知识
o标准化机构
o嵌入式系统相关标准
7.信息化基础知识
o信息化和信息系统基本概念
o有关的法律、法规
8.嵌入式技术发展趋势
9.计算机专业英语
o正确阅读和理解相关领域的英文资料
考试科目2：
嵌入式系统设计应用技术
1.嵌入式系统开发过程
1.1系统需求分析方法与步骤
1.2系统设计
o系统硬件配置
o系统功能组成分配
o软硬件功能的分配
o可行性验证及设计审查
o系统规格
o周期，成本及工作量估计
o开发计划
1.3软硬件协同设计
1.4硬件设计
1.5软件设计
o软件结构
o设计评审
o软件详细设计
1.6系统测试
o测试环境
o测试计划（内容、方法、标准、过程、检验）
o硬件测试
o软件测试（单元测试、集成测试）
o软硬件联合测试
o实施测试
1.7系统评估
1.8软件维护
2.嵌入式系统硬件设计
2.1嵌入式系统硬件基本结构
2.1.1嵌入式微处理结构与应用
2.1.2异常及中断处理技术
2.1.3DMA技术
2.1.4多处理系统
o多处理器系统特点
o多处理器系统构建技术
2.1.5总线架构
o应用系统中的总线配置
2.1.6内存种类及架构
o存储器系统接口设计
2.1.7数字电路和逻辑电路
o专用集成电路
o可编程逻辑控制器件
2.2输入/输出接口设计
2.2.1输入/输出接口
o接口信号电平转换
o接口驱动电路设计
2.2.2输入/输出接口应用技术
o外围设备
o串口通信
o并口通信
o模拟接口
o通信接口设备
o通信标准和协议
o数据传输方式
2.3外围设备接口应用技术
2.3.1外围存储设备
o存储卡，记忆棒，IC卡，MMC卡，SD卡
oDVD、CD-R、CD-RW
2.3.2外围输入/输出设备
o键盘，鼠标，触摸屏
o液晶板、LED、7段数码管、蜂鸣器
2.3.3电源设计技术
2.4可靠性与安全性设计技术
2.4.1错误检测与隔离技术
2.4.2冗余设计
2.4.3系统恢复设计
2.4.4诊断技术
2.4.5常用安全标准
2.4.6抗干扰设计
2.4.7电磁兼容设计
2.4.8系统加密
3.嵌入式系统软件设计
3.1嵌入式系统软件结构设计
3.2嵌入式操作系统应用技术
3.2.1时间管理
o系统时间
o时钟中断
3.2.2内存管理
o静态内存管理
o动态内存管理
3.2.3任务管理和任务间的通信
o任务间的通信机制
o信号量
o邮箱
o消息队列
3.2.4异常处理
o异常处理方法
o中断优先级处理方法
o系统调用
3.2.5嵌入式文件系统应用技术
3.2.6嵌入式系统图形用户接口（GUI）应用技术
3.2.7嵌入式系统数据库应用技术
3.3嵌入式软件设计技术
3.3.1汇编语言设计
o数据类型
o汇编语言程序结构
o汇编语言程序设计及优化
o子程序调用
3.3.2嵌入式C语言设计
oANSI-C的数据类型
oC程序结构
oC语言程序设计及优化
o程序的编译与链接
3.3.3面向对象程序设计与开发
o面向对象的分析与设计方法UML
o面向对象的编程语言
o使用C++进行嵌入式系统开发
o使用Java进行嵌入式系统开发
3.4系统级软件设计技术
o嵌入式系统固件与系统初始化设计
o设备驱动程序设计
o硬件抽象层、板级支持包设计
o嵌入式软件的移植技术
4.嵌入式系统开发技术
4.1系统开发环境
4.1.1开发工具
o文本编辑器
o汇编、编译和连接程序
oICE和ICE监控器
o配置管理工具
o逆工程工具
4.1.2平台
o操作系统
o分布式开发环境
4.1.3开发环境创建方法及评估
o开发工作分析
o开发环境的建立
o维护、管理、使用开发环境的方法
o开发环境的评测
4.2实时系统的分析技术
4.2.1实时系统的分析技术
o结构化分析方法
o面向对象分析方法
4.2.2实时系统的设计技术
o结构化分析方法
o面向对象分析方法
4.3硬件设计环境
4.3.1硬件描述语言
o硬件开发设计过程
o硬件描述语言的种类与特点
4.3.2仿真技术
o逻辑仿真方法
o逻辑仿真工具
4.3.3大规模集成电路系统的开发方法
oASIC开发方法
oFPGA设计方法
oIP（intellectualproperty）
4.4协同设计
o软硬件任务工和切调
o设计评审
4.5嵌入式系统低功耗设计技术
o低功耗系统工作机制
o低功耗系统模型结构
o低功耗的硬件设计技术
o低功耗的软件设计技术
4.6分布式嵌入系统设计
o分布式系统设计原理
o分布式系统的通信技术
o分布式系统设计应用
5.嵌入式系统应用
5.1嵌入式系统在控制领域中的应用
5.2嵌入式系统在手持设备中的应用
5.3嵌入式系统在模式识别中的应用
三、题型举例
1、选择题
若嵌入式系统中采用I/O地址统一编址模式,访问内存单元和I/O设备是通过
（1）来区分的。
（1）A.数据总线上输出的数据
B.不同的地址代码
C.不同的地址总路线
D.不同的指令
2、问答题
在某个嵌入式操作系统中，任务的状态转换图（不完整）如下，请阅读该图以及下列说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸的对应栏内。
〔说明〕
任务总共有五个状态：
休眠状态、就绪状态、运行状态、中断服务状态和等待状态，在任何时候，一个任务只会处于其中的某一个状态。
〔问题1〕（3分）
在单个CPU的系统中,处于运行状态的任务最多有多少个?
〔问题2〕（3分）
对于运行状态、就绪状态和等待状态这间的相互转换，图中并没有画出来，请补充。
用文字处理的形式来进行描述，格式形如"运行状态→中断服务状态"。
〔问题3〕6分）
从运行状态可以直接变为等待状态吗？
如果不能为什么？
如果能什么时候会发生这种转换？
举例说明。
〔问题4〕（3分）
从就绪状态可以直接变为等待状态吗？
如果不能，为什么？
如果能，什么时候会发生这种转换？
举例说明。
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