1、嵌入式系统设计师-11 及答案解析(总分：14.01，做题时间：90 分钟)一、试题一(总题数：1，分数：-1.00)阅读以下关于某嵌入式系统设计方案的叙述。 说明 某公司承接了开发周期为 6个月的某机载嵌入式系统软件的研制任务。该机载嵌入式系统硬件由数据处理模块、大容量模块、信号处理模块、FC 网络交换模块和电源模块组成，如图所示。数据处理模块和大容量模块的处理器为 PowerPC7447，数据处理模块主要对机载数据进行处理，完成数据融合；大容量模块主要存储系统数据，同时也有数据处理的能力；信号处理模块的处理器为专用的数字信号处理器 DSP，完成雷达数据处理，并将处理后的数据发送给数据处理模
2、块；FC 网络交换模块为已开发的模块，本次不需要开发软件，主要负责系统的数据交换；电源模块主要负责给其他模块供电，电源模块上没有软件。 PowerPC7447和 DSP是 32位处理器，内存按字节编址。PowerPC7447 以大端方式( big_endian)存储数据，DSP以小端方式(little endian)存储数据。 （分数：-0.99）(1).在数据处理模块 1中，需要使用 A/D变换器对外部电源模块的电压进行检测。当前数据处理模块中的A/p变换器为 10位，当 A/D变换器的输入模拟电压最大为 5.115V时，A/D 输出为 3FFH。 通过配置 A/D变换器的中断寄存器及比较寄
3、存器(比较寄存器的值是用来和 A/D转换结果进行比较)，可以将 A/D变换器配置为输入电压大于一定值时产生中断，也可以配置为输入电压小于一定值时产生中断，通过此种方式向系统报警。 请回答以下三个问题。 (1)此 A/D变换器的量化间隔为多少 mV?(量化间隔为 A/D变换器最低有效位 1位所代表的模拟电压值) (2)如果规定下限阈值为 4.092V，要使用中断检测这个电压，此时 A/D变换器的比较寄存器应配置为多少? (3)如果采用查询方式实现电源电压超限报警功能，程序如何判断 A/D变换器完成了单次数据转换?（分数：-0.33）_(2).李工负责该系统软件的研发。在软件策划过程中，为了加快软
4、件的开发，确保进度，李工将软件分解为若干软件配置项，每个软件配置项指定一人开发。每个配置项的开发过程包括：软件需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件编码、软件单元测试和部件级测试六个阶段。李工的做法符合软件工程的要求吗?为什么?（分数：-0.33）_(3).田工负责编写信号处理模块与数据处理模块的通信程序，约定好的数据组织方式如表所示。 表 网络数据结构 数据域 A(1字节) 数据域 B(4字节) 数据域 C(2字节) 数据域 D(16字节) 以下是信号处理模块端的一段程序： unsigned int msgid=Ox01;/表示从信号处理模块发送到数据处理模块 2的消息 ID typed
5、ef struct FCSNDData_struct unsigned char A； unsigned int B； unsigned short C； unsigned char D16； FCSND DATA; FCSND_DATA sendData; FillfcData( /接收到的消息 ID typedef struct FCRCV_Data _struct unsigned char A； unsigned int B; unsigned short C; unsigned char D16; FCRCV_DATA; FCRCV_DATA recvData; recvfc( (m
6、sgid，未找到，标志全 1送 DX FOUND: MOV AX, DX MOV FLAG, AX RET BINSEAT ENDP CODE ENDS 5 （分数：15.00）(1).问题 1 请根据试题的要求，将汇编程序代码中(1)(5)空缺处的内容填写完整。（分数：5.00）_(2).问题 2 请用 MOV语句实现汇编程序代码中“LEASI，BINTAB”语句的功能。（分数：5.00）_(3).问题 3 该汇编程序执行后，FLAG 存储单元中的数值是什么?使用对分查表法查询位于这 256 个字节数据表中的数据时，“CMPAL，BX”最多被执行几次? 表 x86 系统指令及寄存器说明 指令
7、 功 能 寄存器 功 能 MOV 传送字或字节 CS 代码段寄存器 LEA 地址传送 DS 数据段寄存器 ADD 加法指令 SS 堆栈段寄存器 SUB 减法指令 段寄存器 ES 附加段寄存器 PUSH 进栈操作 AX 累加器 POP 出栈操作 BX 基址寄存器 SHR 逻辑右移 CX 计数寄存器 CMP 比较指令 数据 寄存器 DX 数据寄存器 INC 加 1指令 BP 基数指针寄存器 JMP 无条件转移指令 SP 堆栈指针寄存器 JZ/JNZ 结果为 0/不为 0时转移 SI 源变址寄存器 JL/JG 结果小于/大于转移 专用 寄存器 DI 目的变址寄存器 JC/JNC 有进(借)位/无进(
8、借)位时转移 LOOP CX不为 0时循环 RET 返回主程序 IRET 从中断服务程序返回 （分数：5.00）_嵌入式系统设计师-11 答案解析(总分：14.01，做题时间：90 分钟)一、试题一(总题数：1，分数：-1.00)阅读以下关于某嵌入式系统设计方案的叙述。 说明 某公司承接了开发周期为 6个月的某机载嵌入式系统软件的研制任务。该机载嵌入式系统硬件由数据处理模块、大容量模块、信号处理模块、FC 网络交换模块和电源模块组成，如图所示。数据处理模块和大容量模块的处理器为 PowerPC7447，数据处理模块主要对机载数据进行处理，完成数据融合；大容量模块主要存储系统数据，同时也有数据处
9、理的能力；信号处理模块的处理器为专用的数字信号处理器 DSP，完成雷达数据处理，并将处理后的数据发送给数据处理模块；FC 网络交换模块为已开发的模块，本次不需要开发软件，主要负责系统的数据交换；电源模块主要负责给其他模块供电，电源模块上没有软件。 PowerPC7447和 DSP是 32位处理器，内存按字节编址。PowerPC7447 以大端方式( big_endian)存储数据，DSP以小端方式(little endian)存储数据。 （分数：-0.99）(1).在数据处理模块 1中，需要使用 A/D变换器对外部电源模块的电压进行检测。当前数据处理模块中的A/p变换器为 10位，当 A/D变
10、换器的输入模拟电压最大为 5.115V时，A/D 输出为 3FFH。 通过配置 A/D变换器的中断寄存器及比较寄存器(比较寄存器的值是用来和 A/D转换结果进行比较)，可以将 A/D变换器配置为输入电压大于一定值时产生中断，也可以配置为输入电压小于一定值时产生中断，通过此种方式向系统报警。 请回答以下三个问题。 (1)此 A/D变换器的量化间隔为多少 mV?(量化间隔为 A/D变换器最低有效位 1位所代表的模拟电压值) (2)如果规定下限阈值为 4.092V，要使用中断检测这个电压，此时 A/D变换器的比较寄存器应配置为多少? (3)如果采用查询方式实现电源电压超限报警功能，程序如何判断 A/
11、D变换器完成了单次数据转换?（分数：-0.33）_正确答案：()解析：(1)SmV (2)Ox332，或 818 (3)通过查询状态寄存器的对应状态位判断(2).李工负责该系统软件的研发。在软件策划过程中，为了加快软件的开发，确保进度，李工将软件分解为若干软件配置项，每个软件配置项指定一人开发。每个配置项的开发过程包括：软件需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件编码、软件单元测试和部件级测试六个阶段。李工的做法符合软件工程的要求吗?为什么?（分数：-0.33）_正确答案：()解析：李工的安排不合理。 软件开发和软件测试不能为同一个人。 一般情况下，每个软件配置项的软件需求分析、软件设计与编
12、码、软件测试的人员需要分开，不能由一人全部完成，以确保软件的质量。(3).田工负责编写信号处理模块与数据处理模块的通信程序，约定好的数据组织方式如表所示。 表 网络数据结构 数据域 A(1字节) 数据域 B(4字节) 数据域 C(2字节) 数据域 D(16字节) 以下是信号处理模块端的一段程序： unsigned int msgid=Ox01;/表示从信号处理模块发送到数据处理模块 2的消息 ID typedef struct FCSNDData_struct unsigned char A； unsigned int B； unsigned short C； unsigned char D1
13、6； FCSND DATA; FCSND_DATA sendData; FillfcData( /接收到的消息 ID typedef struct FCRCV_Data _struct unsigned char A； unsigned int B; unsigned short C; unsigned char D16; FCRCV_DATA; FCRCV_DATA recvData; recvfc( (msgid，未找到，标志全 1送 DX FOUND: MOV AX, DX MOV FLAG, AX RET BINSEAT ENDP CODE ENDS 5 （分数：15.00）(1).问
14、题 1 请根据试题的要求，将汇编程序代码中(1)(5)空缺处的内容填写完整。（分数：5.00）_正确答案：()解析：(1)126，或其对应的二进制数形式 (2)CMP BX，SI (3)MOV DI，BX (4)INC DX (5)END START 这是一道要求读者掌握对分查表法算法的程序分析题。本题的解答思路如下： 对分查表法用于有序表的查找。对一个字节长度为 N的有序表(从小到大排列)，先取 N/2处的值与待找的数据 X进行比较，若 X大于 N/2处的值，则下一次取 N/2至 N的中间值即 3N/4处的值进行比较，反之下一次取 0至 N/2的中间值即 N/4处的值进行比较。如此不断对分查
15、找，直到找出所需要的数据 X。 结合以上算法思想，仔细分析试题的程序段。以下给出该程序段的每条语句的详细解析。 DATA SEGMENT ；DATA 段定义伪指令 BINTAB DB 18，25，32，46，56，78， ；第 1100 个数据 DB 90，95，99，100，106，126， ；第 101200 个数据 DB 189，195，197，202，206，216， ；第 201256 个数据 COUNT EQU 256 ； 数据块长度 FLAG DW? ；查到所找数据需要查找次数的存储单元 KEY EQU 100 ； 所查找的数据 DATA ENDS ；DATA 段定义结束伪指令
16、STAK SEGMENT ；STAK 段定义伪指令 STPN DB 20 DUP(?) STAK ENDS ；STAK 段定义结束伪指令 CODE SKGMENT ；CODE 段定义伪指令 ASSUME CS：CODE，DS：DATA，ES；DATA，SS：STAK ；段寄存器说明伪指令 BINSEAT PROC FAR ；过程(子程序)定义伪指令 START：MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV ES，AX LEA SI，BINTAB ；SI数据表上指针 MOV CX，COUNT ；CS数据块长度 MOV DX，1 ；立即数 1送 DX，表示第 1次查询 MOV AX，SI ；
17、数据表首地址送 AX ADD AX，CX ；AX数据表首地址十数据块长度 MOV DI，AX ；DI数据表下指针(AX) MOV AL，KEY ；AL要查询的数据 LOP0： MOV BX，SI ；数据表首地址送 BX ADD BX，DI ；BX数据表首地址+数据表尾地址 SHR BX，1 ；BX中项指针=(SI+D1)/2，操作数逻辑右移 ；移一位相当对其除 2 CMP AL，BX ；要查询的数据与中项数据比较 J2 FOUND ；结果相同，找到则转至 FOUND PUSHF ；保存状态标志 CMP BX，SI ；比较中项指针上指针? JZ NFOUND ；相等表示未找到，转至 NFOUND
18、 POPF ；恢复状态标志 JL LESS ；要查询的数据小于中项数据时，转至 LESS MOV SI，BX ；要查询的数据大于中项数据时，修改上指针 JMP NEXT ；表示在后一半继续查找 LESS： MOV DI，BX ；要查询的数据小于中项数据时，修改下指针 ；表示在前一半继续查找 NEXT； INC DX ；查找次数加 1 JMP LOP0 ；重新计算中项指针继续查找 NFOUND：MOV AX，DX ；未找到，标志全 1送 DX FOUND； MOV AK，DX ；查找次数送 AX MOV FLAG，AX ；查找次数送 FLAG单元 RET ：返回主程序 BINSEATENDP ；
19、过程(子程序)定义结束伪指令 CODE ENDS ；CODE 段定义结束伪指令 END START ； 模块结束伪指令 由以上分析可知，根据“MOV AL，KE Y”、“CMP AL，BX”两条语句可推理出， (1)空缺处应填入题干中要求查询的数据 126。 “CMP AL，BX”语句用于所查询的数据与中项数据比较，“JZ FOUND”语句表示如果比较结果相同，则转至找到后的处理标号 FOUND处，由此可判断(2)空缺处填写的内容与所查询的数据不等于中项数据处理过程相关。 (2)空缺处的后一条语句“JZ NFOUND”语句表示如果比较结果相等，则转至未找到处理标号 NFOUND处，由此可判断，
20、该空缺处填写的内容用于判断查找过程是否可以结束，可通过比较中项指针是否等于数据表上指针的语句“CMP BX，SI”来完成此功能。 由(3)空缺处所在语句的标号“LESS”可知，(3)空缺处填写的内容与“JL LESS”语句(判断所查询的数据是否小于中项数据)相关。由对分查表法算法可知，当所查询的数据小于中项数据时，需修改数据表下指针，以使查找过程在前一半继续进行。因此该空缺处需填入与数据表下指针 DI相关的语句“MOV DI，BX”。 同理，由(4)空缺处所在语句的标号“NEXT”可知，(4)空缺处填写的内容也与“JL LESS”语句(判断所查询的数据是否小于中项数据)相关。由对分查表法算法可
21、知，当所查询的数据大于中项数据时，通过“MOV SI，BX”语句修改数据表上指针，以使查找过程在后一半继续进行。可见该空缺处是修改数据表下指针或上指针后继续查找的公共执行语句。再由“MOV DX，1”语句及“MOV AX，DX”、“MOV FLAG，AX”语句可推理出，(4)空缺处填写的内容是查找次数加 1的“INC DX”语句。 由于(5)空缺处所填写的语句是程序模块的最后一条语句，因此由程序中启动标号“START”可推理出，该空缺处是一条与之相对应的模块结束伪指令“END START”，用于告诉汇编程序源文件结束，并给出执行程序的入口位置。 另外，为了使读者更深入掌握对分查表法的应用，下面
22、给出用对分查表法进行子程序设计的步骤： a表的长度放在 CX寄存器中。 b将 BINTAB表的首地址放人 SI寄存器中。 c将要搜索的关键字放在 AL中。 d计算中点元素的地址(中项指针)，并放入 BX寄存器中。 e将关键字 AL与中点元素的值进行比较， 若(AL)BX)，则选低值的半个表(即 SI为首地址，BX为尾地址)，并转步骤 d； 若(AL)BX，则选高值的半个表(即BX为首地址，DI 为尾地址)，并转步骤 d； 若(AL)BX，则找到并将查找次数送人 FLAG存储单元。(2).问题 2 请用 MOV语句实现汇编程序代码中“LEASI，BINTAB”语句的功能。（分数：5.00）_正确
23、答案：()解析：MOV SI，OFFSET BINTAB 这是一道要求读者掌握实现相同功能的汇编语句改写的编程题。本题的解答思路如下： 在汇编程序代码中“LEA SI，BINTAB”语句用于实现将数据表 BINTAB的首地址送源变址寄存器 SI的功能，在第 1次查询时该地址被定义为数据表的上指针。 传送指令 MOV可实现 CPU内部寄存器之间的数据传送、寄存器与内存之间的数据传送，以及将一个立即数送给 CPU的内部寄存器或内存单元。 由于每个变量具有段属性(SEG)、偏移量属性(OFFSET)和类型属性(TYPE)，其中，段和偏移量两个属性可构成变量的逻辑地址。由此与“LEA SI，BINTA
24、B”语句所实现的功能等价的语句是：“MOV SI，OFFSET BINTAB”。(3).问题 3 该汇编程序执行后，FLAG 存储单元中的数值是什么?使用对分查表法查询位于这 256 个字节数据表中的数据时，“CMPAL，BX”最多被执行几次? 表 x86 系统指令及寄存器说明 指令 功 能 寄存器 功 能 MOV 传送字或字节 CS 代码段寄存器 LEA 地址传送 DS 数据段寄存器 ADD 加法指令 SS 堆栈段寄存器 SUB 减法指令 段寄存器 ES 附加段寄存器 PUSH 进栈操作 AX 累加器 POP 出栈操作 BX 基址寄存器 SHR 逻辑右移 CX 计数寄存器 CMP 比较指令
25、数据 寄存器 DX 数据寄存器 INC 加 1指令 BP 基数指针寄存器 JMP 无条件转移指令 SP 堆栈指针寄存器 JZ/JNZ 结果为 0/不为 0时转移 SI 源变址寄存器 JL/JG 结果小于/大于转移 专用 寄存器 DI 目的变址寄存器 JC/JNC 有进(借)位/无进(借)位时转移 LOOP CX不为 0时循环 RET 返回主程序 IRET 从中断服务程序返回 （分数：5.00）_正确答案：()解析：FLAG 存储单元中的数值是 7(或其对应的二进制数形式) CMP AL，BX语句最多被执行的次数为 9次 这是一道要求读者掌握汇编程序分析的综合理解题。本题的分析思路如下： “MOV AX，DX”、“MOV FLAG，AX”这两条语句实现将查找次数送入 FLAG单元的功能。而题干关键信息“现要求查找其中值为 126的数据”，在数据段定义伪指令程序段中： BINT AB DB 18，25，32，46，56，78， ；第 1100 个数据 DB 90，95，99，100，106，126， ；第 101200 个数据 DB 189，195，197，202，206，216， ；第 201256 个数据 由该定义可知，值为 126的数据是数据表的第 106个数据。
