嵌入式系統(tǒng)設計師考試大綱一、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(tǒng)的硬件、軟件知識； （3）掌握嵌入式系統(tǒng)分析的方法； （4）掌握嵌入式系統(tǒng)設計與開發(fā)的方法及步驟； （5）掌握嵌入式系統(tǒng)實施的方法 （6）掌握嵌入式系統(tǒng)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(fā)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(jù)項目管理和工程技術的實際要求，按照系統(tǒng)總體設計規(guī)格進行軟、硬件實際，編寫系統(tǒng)開發(fā)規(guī)格說明書等相應的文檔；組織和指導嵌入式系統(tǒng)靠法實施人員實施硬件電路、編寫和調(diào)試程序，并對嵌入式系統(tǒng)硬件設備和程序進行優(yōu)化和集成測試，開發(fā)出符合系統(tǒng)總體設計要求的高質(zhì)量嵌入式系統(tǒng)；具有工程師的實際工作能力和業(yè)務水平。二、考試范圍 考試科目1：嵌入式系統(tǒng)基礎知識 1.計算機科學基礎 數(shù)制及轉換 o 二進制、八進制、十進制和十六進制等常用數(shù)制及其相互轉換 數(shù)據(jù)的表示 o 數(shù)的機內(nèi)表示（原碼、反碼、補碼、移碼，定點和浮點，精度和溢出） o 字符、漢字、聲音、圖像的編碼方式 o 校驗方法和校驗碼（奇偶驗碼、海明校驗碼、循環(huán)校驗碼） 算術和邏輯運算 o 計算機中的二進制數(shù)運算方法 o 邏輯代數(shù)的基本運算和邏輯表達式的化簡 計算機系統(tǒng)結構和重要部件的基本工作原理 o CPU和存儲器的組成、性能、基本工作原理 o 常用I/O設備、通信設備的性能，以及基本工作原理 o I/O接口的功能、類型和特點 o 虛擬存儲存儲基本工作原理，多級存儲體系 安全性、可靠性與系統(tǒng)性能評測基礎知識 o 診斷與容錯 o 系統(tǒng)可靠性分析評價 o 計算機系統(tǒng)性能評測方法 2.嵌入式系統(tǒng)硬件知識 數(shù)字電路和邏輯電路基礎 組合電路和時序電路 總線電路與電平轉換電路 可編程邏輯器件 嵌入式微處理器基礎 嵌入式微處理器體系結構 o 馮.諾伊曼結構與哈佛結構 o CISC與RISC o 流水線技術 o 信息存儲的字節(jié)順序（大端存儲法和小端存儲法） 嵌入式系統(tǒng)處理器的結構和類型 o 常用8位處理器的體系結構和類型 o 常用16位處理器的體系結構特點 o 常用32位處理器的體系結構特點 o 常用DSP處理器的體系結構特點 o 多核處理器的體系結構特點 異常 o 同步異常（陷阱、故障、終止） o 異步異常（中斷） o 可屏蔽中斷、不可屏蔽中斷 o 中斷優(yōu)先級、中斷嵌套 嵌入式系統(tǒng)的存儲體系 存儲器系統(tǒng) o 存儲器系統(tǒng)的層次結構 o 高速緩存（Cache） o 內(nèi)存管理單元（MMU） ROM的種類與選型 o 常見ROM的種類 o PROM、EPROM、E2PROM型ROM的典型特征和不同點 Flash Memory的種類與選型 o Flash Memory的種類 o NOR和NAND型Flash Memory的典型特征和不同點 RAM的種類與選型 o 常見RAM的種類 o SRAM、DRAM、DDRAM、NVRAM的典型特征和不同點 外存 o 常見外存的種類 o 磁盤、光盤、CF、SD等的典型特征和不同點 嵌入式系統(tǒng)I/O接口 定時器和計數(shù)器基本原理與結構 GPIO、PWM接口基本原理與結構 A/D、D/A接口基本原理與結構 鍵盤、顯示、觸摸屏接口基本與結構 嵌入式系統(tǒng)音頻接口 嵌入系統(tǒng)通信及網(wǎng)絡接口 o PCI、USB、串口、紅外、并口、SPI、IIC、PCMCIA的基本原理與結構 o 以太網(wǎng)、CAN、WLAN、藍牙、1394的基本原理與結構 嵌入式系統(tǒng)電源分類及電源原理 電子電路設計 電子電路設計基礎知識 o 電子電路設計原理 o 電子電路設計方法及步驟 o 電子電路設計中的可靠知識 PCB設計基礎知識 o PCB設計原理 o PCB設計方法及步驟 o 多層PCB設計的注意事項及布線原則 o PCB設計中的可靠性知識 電子電路測試基礎知識 o 電子電路測試原理與方法 o 硬件抗干擾測試 3. 嵌入式系統(tǒng)軟件知識 嵌入式軟件基礎知識 嵌入式軟件的分類（系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應用軟件） 無操作系統(tǒng)支持的嵌入式軟件體系結構（輪詢、中斷、前后臺） 有操作系統(tǒng)支持的嵌入式軟件體系結構 板極支持包基礎知識（系統(tǒng)初始化、設備驅動程序） 嵌入式中間件（GUI、數(shù)據(jù)庫） 嵌入式操作系統(tǒng)基礎知識 嵌入式操作系統(tǒng)體系結構 o 單體結構、分層結構和微內(nèi)核結構 任務管理 o 多道程序技術 o 進程、線程、任務的概念 o 任務的實現(xiàn)（任務的層次結構、任務控制塊、任務的狀態(tài)及狀態(tài)轉換、任務隊列） o 任務調(diào)度（調(diào)度算法的性能指標、可搶占調(diào)度、不可搶占調(diào)度、先來先服務、短作業(yè)優(yōu)先算法、時間片輪轉算法、優(yōu)先級算法） o 實時系統(tǒng)及任務調(diào)度（RMS、EDF算法） o 任務間通信（共享內(nèi)存、消息、管道、信號） o 同步與互斥（競爭條件、臨界區(qū)、互斥、信號量、死鎖） 存儲管理 o Flat存儲管理方式 o 分區(qū)存儲管理（固定分區(qū)、可變分區(qū)） o 地址重定位（邏輯地址、物理地址、地址映射） o 頁式存儲管理 o 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） 設備管理 o 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） 文件系統(tǒng)基礎知識 o 文件和目錄 o 文件的結構和組織 o 存取方法、存取控制 o 常見嵌入式文件系統(tǒng)（FAT、JFFS、YAFFS） 操作系統(tǒng)移植基礎知識 嵌入式系統(tǒng)程序設計 嵌入式軟件開發(fā)基礎知識 嵌入式程序設計語言 o 匯編、編譯、解釋系統(tǒng)的基礎知識和基本工作原理 o 匯編語言 o 基于過程的語言（過程/函數(shù)、參數(shù)傳遞、全局變量、遞歸、動態(tài)內(nèi)存分配、數(shù)據(jù)類型） o 面向對象的語言（對象、數(shù)據(jù)抽象、繼承、多態(tài)、自動內(nèi)存管理） o 各類程序設計語言的主要特點和適用情況 嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境 o 宿主機、目標機 o 編輯器、編譯器、鏈接器、調(diào)試器、模擬器 o 常用嵌入式開發(fā)工具（編程器、硬件仿真器、邏輯分析儀、示波器） o 集成開發(fā)環(huán)境 o 開發(fā)輔助工具 嵌入式軟件開發(fā) o 軟件設計（模塊結構設計、數(shù)據(jù)結構設計、內(nèi)存布局、面向對象的分析與設計） o 嵌入式引導程序的設計、設備驅動程序設計、內(nèi)核設計、網(wǎng)絡程序設計、應用軟件設計） o 編碼（編程規(guī)范、代碼審查） o 測試（測試環(huán)境、測試用例、測試方法、測試工具） o 下載和運行 嵌入式應用軟件移植 4.嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)與維護知識 系統(tǒng)開發(fā)過程及其項目管理 o 系統(tǒng)開發(fā)生命周期各階段的目標和任務的劃分方法 o 系統(tǒng)開發(fā)項目掛你基礎知識及其常用管理工具使用方法 o 主要的系統(tǒng)開發(fā)方法 o 系統(tǒng)開發(fā)工具與環(huán)境知識 系統(tǒng)分析基礎知識 o 系統(tǒng)分析的目的和任務 o 系統(tǒng)分析方法 o 系統(tǒng)規(guī)格說明書的編寫方法 系統(tǒng)設計知識 o 傳統(tǒng)系統(tǒng)設計方法 o 軟硬件協(xié)同設計方法 系統(tǒng)實施知識 o 系統(tǒng)架構設計 o 系統(tǒng)詳細設計 o 系統(tǒng)調(diào)試技術 o 系統(tǒng)測試 系統(tǒng)維護知識 o 系統(tǒng)運行管理知識 o 系統(tǒng)維護知識 o 系統(tǒng)評價知識 5.安全性知識 o 安全性基本概念 o 加密與解密機制 6.標準化知識 o 標準化的概念 o 國際標準、國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準基本知識 o 代碼標準、文件格式標準、安全標準、軟件開發(fā)規(guī)范和文檔標準知識 o 標準化機構 o 嵌入式系統(tǒng)相關標準 7.信息化基礎知識 o 信息化和信息系統(tǒng)基本概念 o 有關的法律、法規(guī) 8.嵌入式技術發(fā)展趨勢 9.計算機專業(yè)英語 o 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(tǒng)設計應用技術 1.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 系統(tǒng)需求分析方法與步驟 系統(tǒng)設計 o 系統(tǒng)硬件配置 o 系統(tǒng)功能組成分配 o 軟硬件功能的分配 o 可行性驗證及設計審查 o 系統(tǒng)規(guī)格 o 周期，成本及工作量估計 o 開發(fā)計劃 軟硬件協(xié)同設計 硬件設計 軟件設計 o 軟件結構 o 設計評審 o 軟件詳細設計 系統(tǒng)測試 o 測試環(huán)境 o 測試計劃（內(nèi)容、方法、標準、過程、檢驗） o 硬件測試 o 軟件測試（單元測試、集成測試） o 軟硬件聯(lián)合測試 o 實施測試 系統(tǒng)評估 軟件維護 2.嵌入式系統(tǒng)硬件設計 嵌入式系統(tǒng)硬件基本結構 嵌入式微處理結構與應用 異常及中斷處理技術 DMA技術 多處理系統(tǒng) o 多處理器系統(tǒng)特點 o 多處理器系統(tǒng)構建技術 總線架構 o 應用系統(tǒng)中的總線配置 內(nèi)存種類及架構 o 存儲器系統(tǒng)接口設計 數(shù)字電路和邏輯電路 o 專用集成電路 o 可編程邏輯控制器件 輸入/輸出接口設計 輸入/輸出接口 o 接口信號電平轉換 o 接口驅動電路設計 輸入/輸出接口應用技術 o 外圍設備 o 串口通信 o 并口通信 o 模擬接口 o 通信接口設備 o 通信標準和協(xié)議 o 數(shù)據(jù)傳輸方式 外圍設備接口應用技術 外圍存儲設備 o 存儲卡，記憶棒，IC卡，MMC卡，SD卡 o DVD 、CD-R 、CD-RW 外圍輸入/輸出設備 o 鍵盤，鼠標，觸摸屏 o 液晶板、LED、7段數(shù)碼管、蜂鳴器 電源設計技術 可靠性與安全性設計技術 錯誤檢測與隔離技術 冗余設計 系統(tǒng)恢復設計 診斷技術 常用安全標準 抗干擾設計 電磁兼容設計 系統(tǒng)加密 3.嵌入式系統(tǒng)軟件設計 嵌入式系統(tǒng)軟件結構設計 嵌入式操作系統(tǒng)應用技術 時間管理 o 系統(tǒng)時間 o 時鐘中斷 內(nèi)存管理 o 靜態(tài)內(nèi)存管理 o 動態(tài)內(nèi)存管理 任務管理和任務間的通信 o 任務間的通信機制 o 信號量 o 郵箱 o 消息隊列 異常處理 o 異常處理方法 o 中斷優(yōu)先級處理方法 o 系統(tǒng)調(diào)用 嵌入式文件系統(tǒng)應用技術 嵌入式系統(tǒng)圖形用戶接口（GUI）應用技術 嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應用技術 嵌入式軟件設計技術 匯編語言設計 o 數(shù)據(jù)類型 o 匯編語言程序結構 o 匯編語言程序設計及優(yōu)化 o 子程序調(diào)用 嵌入式C語言設計 o ANSI-C的數(shù)據(jù)類型 o C程序結構 o C語言程序設計及優(yōu)化 o 程序的編譯與鏈接 面向對象程序設計與開發(fā) o 面向對象的分析與設計方法UML o 面向對象的編程語言 o 使用C++進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā) o 使用Java進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā) 系統(tǒng)級軟件設計技術 o 嵌入式系統(tǒng)固件與系統(tǒng)初始化設計 o 設備驅動程序設計 o 硬件抽象層、板級支持包設計 o 嵌入式軟件的移植技術 4.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 開發(fā)工具 o 文本編輯器 o 匯編、編譯和連接程序 o ICE和ICE監(jiān)控器 o 配置管理工具 o 逆工程工具 平臺 o 操作系統(tǒng) o 分布式開發(fā)環(huán)境 開發(fā)環(huán)境創(chuàng)建方法及評估 o 開發(fā)工作分析 o 開發(fā)環(huán)境的建立 o 維護、管理、使用開發(fā)環(huán)境的方法 o 開發(fā)環(huán)境的評測 實時系統(tǒng)的分析技術 實時系統(tǒng)的分析技術 o 結構化分析方法 o 面向對象分析方法 實時系統(tǒng)的設計技術 o 結構化分析方法 o 面向對象分析方法 硬件設計環(huán)境 硬件描述語言 o 硬件開發(fā)設計過程 o 硬件描述語言的種類與特點 仿真技術 o 邏輯仿真方法 o 邏輯仿真工具 大規(guī)模集成電路系統(tǒng)的開發(fā)方法 o ASIC開發(fā)方法 o FPGA設計方法 o IP（intellectual property） 協(xié)同設計 o 軟硬件任務工和切調(diào) o 設計評審 嵌入式系統(tǒng)低功耗設計技術 o 低功耗系統(tǒng)工作機制 o 低功耗系統(tǒng)模型結構 o 低功耗的硬件設計技術 o 低功耗的軟件設計技術 分布式嵌入系統(tǒng)設計 o 分布式系統(tǒng)設計原理 o 分布式系統(tǒng)的通信技術 o 分布式系統(tǒng)設計應用 5.嵌入式系統(tǒng)應用 嵌入式系統(tǒng)在控制領域中的應用 嵌入式系統(tǒng)在手持設備中的應用 嵌入式系統(tǒng)在模式識別中的應用三、題型舉例1、選擇題 若嵌入式系統(tǒng)中采用I/O地址統(tǒng)一編址模式,訪問內(nèi)存單元和I/O設備是通過 (1) 來區(qū)分的。 (1) A.數(shù)據(jù)總線上輸出的數(shù)據(jù) B.不同的地址代碼 C.不同的地址總路線 D.不同的指令2、問答題 在某個嵌入式操作系統(tǒng)中，任務的狀態(tài)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(nèi)?！舱f明〕 任務總共有五個狀態(tài)：休眠狀態(tài)、就緒狀態(tài)、運行狀態(tài)、中斷服務狀態(tài)和等待狀態(tài)，在任何時候，一個任務只會處于其中的某一個狀態(tài)。〔問題1〕（3分） 在單個CPU的系統(tǒng)中,處于運行狀態(tài)的任務最多有多少個?〔問題2〕（3分） 對于運行狀態(tài)、就緒狀態(tài)和等待狀態(tài)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(tài)→中斷服務狀態(tài)"?！矄栴}3〕6分） 從運行狀態(tài)可以直接變?yōu)榈却隣顟B(tài)嗎？如果不能為什么？如果能什么時候會發(fā)生這種轉換？舉例說明?！矄栴}4〕（3分） 從就緒狀態(tài)可以直接變?yōu)榈却隣顟B(tài)嗎？如果不能，為什么？如果能，什么時候會發(fā)生這種轉換？舉例說明。