【计算机类职业资格】软件水平考试(中级)嵌入式系统设计师下午(应用技术)试题-试卷2及答案解析.doc
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1、软件水平考试(中级)嵌入式系统设计师下午(应用技术)试题-试卷 2 及答案解析(总分:40.00,做题时间:90 分钟)一、试题一(总题数:1,分数:8.00)阅读以下关于嵌入式系统 I2C 总线接口电路的技术说明,根据要求回答问题 1 至问题 4。【说明】 I2C总线是一种多主控器总线,对多个 IC 器件具有控制总线的能力。采用串行 I2C 总线技术设计接口电路,可节约嵌入式系统微处理器的 I/O 端口。图 6-17 给出了一种实现了键盘、时钟和实时参数存储三个功能模块的应用电路。图 6-17 中仅应用 I2C 总线构成单主控器的系统。此时时钟线 SCL 仅由微处理器驱动,因此可以用微处理器
2、的一根 I/O 线作为 SCL 信号线,将其设置为输出方式,由软件控制产生串行时钟信号;用微处理器的另一根 I/O 线作为 I2C 总线的串行数据线,由软件控制在时钟的低电平期间读取或输出数据。在图 6-17 中采用 ATMEL 公司的 E2PROM AT24C64(IC8)实现了系统初始化数据、仪表系数、用户设置的参数或某些重要的实时数据参数的存储。DS1302 时钟芯片可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,且具有闰年补偿功能,工作电压宽达 2.55.5 V。8 位并行 I/O 口扩展器件 PCF8574 具有口输出锁存功能,可直接驱动大电流 LED 管,同时还带有一个中断请求输出端
3、INT(漏极开路方式)。在图 6-17 中,将PCF8574 器件的 8 位准双向口外挂了一个 44 键盘矩阵。 (分数:8.00)(1).电阻 R36、R37 在图 6-17 电路中有何作用。请在 100 字以内简要说明。(分数:2.00)_(2).图 6-18 给出了 I2C 总线开始条件与停止条件的时序图。通常 I2C 总线的开始条件、停止条件总是由(1)产生。在开始条件产生后,总线被认为处于(2),在完成数据传输产生停止条件后,总线被认为处于空闲状态。在时钟信号的高电子期间,SDA 传输线上的电平必须稳定,只有在 SCL 传输线上的时钟信号为(3),数据线上的高低电子才允许发生变化,此
4、时传送的数据才有效。每一个写到 SDA 传输线上的数据字节必须为 8 位长度,每一次传输的字节数没有限制,每传输一个字节必须跟一个(4),传输字节时最高位在前。(分数:2.00)_(3).I2C 总线的寻址过程是在(5)后发送第 1 个字节,该字节地址决定主控器选择哪一个从器件,还可以通过 (6) 方式同时寻址所有的 I2C 器件,但当某个 I2C 器件不需要进行数据传输时,将忽略该寻址方式而不作任何应答。如果某个 I2C 器件需要获取数据,则将发出(7)信号并作为一个(8)。(分数:2.00)_(4).以下是利用 MCS-51 系列单片机汇编语言实现模拟 I2C 总线接收 N 个字节数据的程
5、序段(RDNBYTE),请将汇编程序代码中(9)(13)空缺处的内容填写完整。表 6-21 所示为 MCS-51 系列单片机部分汇编指令及寄存器说明。 (分数:2.00)_二、试题二(总题数:1,分数:6.00)阅读以下说明和 x86 汇编语言代码,根据要求回答问题 1 至问题 3。表 6-3 所示为 x86 系统指令及寄存器说明表。 说明 在计算机控制中,有些数据补偿、计算及转换等参数的计算非常复杂,编程难,程序长且运算费时,但是用数表却比较容易实现。 设有 256 个字节的数据,已按从小到大的顺序存放在以BINTAB 为首地址的数据区单元中,现要求查找其中值为 126 的数据,用对分查表法
6、查询的汇编程序如下:汇编程序代码DATA SEGMENTBINTAB DBl8,25,32,46,56,78, ;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 256FLAG DW ?KEY EQU (1) DATA ENDSSTAK SEGMENTSTPN DB 20 DUP(?)STAK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS,CODE, DS,DATA, ES:DATA, SS:STAKBINSEAT PROC FARS
7、TART, MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV ES, AX LEA SI, BINTAB MOV CX, COUNT MOV DX, 1 MOV AX, SI ADD AX, CX MOV DI, AX MOV AL, KEYLOP0, MOV BX, SI ADD BX, DI SHR BX, 1 CMP AL, BX JZ FOUND PUSHF (2) JZ NFOUND POPF JL LESS MOV SI, BX JMP NEXTLESS, (3) NEXT, (4) JMP LOP0NFOUND: MOV AX, DX ;未找到,标志全 1 送 DXFOUN
8、D: MOV AX, DX MOV FLAG, AX RETBINSEAT ENDPCODE ENDS (5)(分数:6.00)(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:2.00)_(2).请用 MOV 语句实现汇编程序代码中“LEASI,BINTAB”语句的功能。(分数:2.00)_(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? (分数:2.00)_三、试题三(总题数:1,分数:6.00)阅读以下说明和 x86 汇编语言代码,根据要求回答问题
9、1 至问题 3。 【说明】 在某嵌入式安全监测系统中,对某任务的加工操作需通过数据采集(Collect_task)、计算(Calculate_task)这两个不同的程序段来完成,并且执行程序段 Collect_task 和 Calculate _task 的顺序及次数有如下约定: Collect_task(2次)Calculate_task(1 次)Collect_task(5 次)Calculate_task(4 次)Collect_task(2 次)Calculate_task(2 次) 表 6-22 所示为 x86 系统部分指令及寄存器说明。 (分数:6.00)(1).请根据试题的要求,
10、将汇编程序代码中(1)(8)空缺处的内容填写完整。(分数:2.00)_(2).请根据试题的要求,将汇编程序代码中(1)(8)空缺处的内容填写完整。(分数:2.00)_(3).编译程序的功能是什么?解释程序与编译程序的主要区别是什么?请在 150 字以内简要说明。(分数:2.00)_四、试题四(总题数:1,分数:10.00)阅读以下利用场景法设计测试用例的技术说明,回答问题 1 至问题 5。 说明 现在的软件几乎都是由事件触发来控制流程的,事件触发时的情景便形成了场景,而同一事件不同的触发顺序和处理结果就形成了事件流。这种在软件设计方面的思想也可被引入到软件测试中,生动地描绘出事件触发时的情景,
11、有利于测试设计者设计测试用例,同时测试用例也更容易得到理解和执行。 用例场景是通过描述流经用例的路径来确定的过程,这个流经过程要从用例开始到结束遍历其中所有基本流(基本事件)和备选流(分支事件)。以下表 6-4 是对某 IC 卡加油机应用系统基本流的描述,表 6-5 是对该 IC 卡加油机应用系统备选流的描述。(分数:10.00)(1).图 6-9 是对该 IC 卡加油机应用系统的基本流路径和备选流路径的描述,请用题干中描述的相应字每将图中(1)(6)空缺处的内容填写完整。 (分数:2.00)_(2).场景中的每一个场景都需要确定测试用例,一般采用矩阵或决策表来确定和管理测试用例。表 6-5
12、是一种通用格式,表中各行代表各个测试用例,而各列代表测试用例的信息。本例中的测试用例包含测试用例 ID 号、场景(或说明/条件)、测试用例中涉及的所有数据元素(作为输人或已经存在于数据库中)以及预期结果等项目。 测试用例的设计步骤通常是:首先确定执行用例场景所需的数据元素(本例中包括账号、是否黑名单卡、输入油量、账面金额以及加油机油量),然后构建矩阵,最后确定包含执行场景所需的适当条件的测试用例。在表 6-6 的测试矩阵中,V 表示有效数据元素,I 表示无效数据元素,n/a 表示不适用,例如 CW01 表示“成功加油”基本流。请按上述规定为其他应用场景设计测试用例矩阵。 (分数:2.00)_(
13、3).对于基本流 A 来说,表 6-6 所示中哪些测试用例属于正面测试用例,哪些测试用例属于负面测试用例。请用表 6-6 中相应的“测试用例 ID 号”回答问题。(分数:2.00)_(4).请在 150 字以内简要说明以表 66 所示的方法创建测试用例矩阵的优点。(分数:2.00)_(5).假如加油机内油量足够,油价为 5 元/升,用户的账户金额为 800 元,那么在基本流 A4 输入油量的过程中,请运用边界值分析方法为 A4 选取合适的输人数据(即油量,单位为升)。(分数:2.00)_五、试题五(总题数:1,分数:10.00)阅读以下关于嵌入式操作系统软件编码优化的技术说明,根据要求回答问题
14、 1 至问题 5。 【说明】 由于嵌入式系统对实时性的要求较高,因此一般要求对代码的性能进行优化,使代码的执行速度越快越好。图6-22 给出了两个算术运算的程序段(a)、(b)。 (分数:10.00)(1).在嵌入式系统设计过程中,给定一份软件设计规格说明书后,下一步的工作就是编写代码。通常编码工作包含哪些步骤?(分数:2.00)_(2).图 6-22 所示的(a)、(b)程序段的功能是完全一样的,都是对一个结构体数组的各个元素进行初始化,但采用两种不同的方法来实现。请在 200 字以内归纳这两个算术运算程序段所采用的实现方法。(分数:2.00)_(3).在一台采用 S3C44BOX 微处理器
15、(32 位 RISC 结构)的嵌入式系统中,将图 6-22 所示的(a)、(b)程序段分别重复 11 000 次,(a)程序段需要 2.13 ms;(b)程序段需要 1.01 ms。 由此可见,在进行算术运算编码时遵守哪些编码准则?(分数:2.00)_(4).在嵌入式系统中,由于软/硬件资源有限,且系统对实时性和可靠性要求较高,因此在进行嵌入式软件开发时,要注意对执行时间、存储空间和开发/维护时间这三种资源的使用进行优化。请具体说明在编写代码时,需要做到哪几点编码准则?(分数:2.00)_(5).编译器对程序进行一定的优化是非常有必要的,高级语言的程序可以被转化为汇编语言的指令形式。通常优化的
16、方法有(1)、循环优化、废代码的清除等。 对嵌入式系统进行性能测试可以衡量系统的实时性,分析嵌入式软件的优劣,同时分析程序的执行时间可以帮助分析 CPU 功耗等特性。最坏执行时间是指(2)。(分数:2.00)_软件水平考试(中级)嵌入式系统设计师下午(应用技术)试题-试卷 2 答案解析(总分:40.00,做题时间:90 分钟)一、试题一(总题数:1,分数:8.00)阅读以下关于嵌入式系统 I2C 总线接口电路的技术说明,根据要求回答问题 1 至问题 4。【说明】 I2C总线是一种多主控器总线,对多个 IC 器件具有控制总线的能力。采用串行 I2C 总线技术设计接口电路,可节约嵌入式系统微处理器
17、的 I/O 端口。图 6-17 给出了一种实现了键盘、时钟和实时参数存储三个功能模块的应用电路。图 6-17 中仅应用 I2C 总线构成单主控器的系统。此时时钟线 SCL 仅由微处理器驱动,因此可以用微处理器的一根 I/O 线作为 SCL 信号线,将其设置为输出方式,由软件控制产生串行时钟信号;用微处理器的另一根 I/O 线作为 I2C 总线的串行数据线,由软件控制在时钟的低电平期间读取或输出数据。在图 6-17 中采用 ATMEL 公司的 E2PROM AT24C64(IC8)实现了系统初始化数据、仪表系数、用户设置的参数或某些重要的实时数据参数的存储。DS1302 时钟芯片可以对年、月、日
18、、周日、时、分、秒进行计时,且具有闰年补偿功能,工作电压宽达 2.55.5 V。8 位并行 I/O 口扩展器件 PCF8574 具有口输出锁存功能,可直接驱动大电流 LED 管,同时还带有一个中断请求输出端 INT(漏极开路方式)。在图 6-17 中,将PCF8574 器件的 8 位准双向口外挂了一个 44 键盘矩阵。 (分数:8.00)(1).电阻 R36、R37 在图 6-17 电路中有何作用。请在 100 字以内简要说明。(分数:2.00)_正确答案:(正确答案:R36、R37 分别是 I2C 串行总线上双向的数据线 SDA 与时钟线 SCL 的上拉电阻 这是一道要求读者掌握 I2C 串
19、行总线接口电路中各个部件作用的电路分析题。本题的解答思路如下: I2C串行总线有两根信号线:一根是双向的数据线 SDA;另一根是时钟线 SCL。总线上受控器件的串行数据线SDA 都接到总线的 SDA 线上,各受控器件的时钟线 SCL 接到总线的 SCL 上。 在图 6-17 所示的电路中,电阻 R36、R37 的阻值为 10 k,分别接在 AT24C64、 DS1302、PCF8574 芯片的时钟线 SCL 和数据线 SDA上。 由于 I2C 总线接口均采用漏极开路(Open-drain)或集电极开路(Open-collector)的方式来完成线与(Wired AND)功能,因此需在数据线 S
20、DA、时钟线 SCL 上接人上拉电阻。可见 R36、R37 分别是 I2C 串行总线上双向的数据线 SDA 与时钟线 SCL 的上拉电阻。 另外,设计 I2C 总线接口电路时需要注意,总线的驱动能力以所连接器件的负载电容量不超过 400 pF 为宜。)解析:(2).图 6-18 给出了 I2C 总线开始条件与停止条件的时序图。通常 I2C 总线的开始条件、停止条件总是由(1)产生。在开始条件产生后,总线被认为处于(2),在完成数据传输产生停止条件后,总线被认为处于空闲状态。在时钟信号的高电子期间,SDA 传输线上的电平必须稳定,只有在 SCL 传输线上的时钟信号为(3),数据线上的高低电子才允
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