嵌入式系统基础知识
嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷软件资格考试(中级)试卷与参考答案(2025年)
2025年软件资格考试嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷(中级)模拟试卷(答案在后面)一、基础知识（客观选择题，75题，每题1分，共75分）1、嵌入式系统通常由哪些部分组成？（）A. 中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备B. 中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备、电源C. 中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备、电源、操作系统D. 中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备、电源、网络接口2、嵌入式系统设计时，以下哪种设计方法是最常用的？（）A. 传统的模块化设计B. 面向对象的编程设计C. 面向服务的架构（SOA）设计D. 软件即服务（SaaS）设计3、在嵌入式系统设计中，下列哪个处理器架构最常用于需要高性能与低功耗特性的设备？A. X86B. MIPSC. ARMD. PowerPC4、RTOS（实时操作系统）的主要特征是什么？A. 支持多任务处理B. 提供图形界面支持C. 确保关键任务在规定时间内完成D. 具备网络通讯功能5、以下哪种编程语言通常被用于嵌入式系统开发？（）A. JavaB. CC. PythonD. JavaScript6、嵌入式系统通常由以下几个部分组成，以下哪个不是嵌入式系统的组成部分？（）A. 中央处理单元（CPU）B. 存储器C. 输入/输出接口D. 主板7、在下列存储器中，存取速度最快的是：A. 硬盘存储器B. 内存储器C. 光盘存储器D. 软盘存储器8、下面关于微处理器的叙述中，错误的是：A. 微处理器通常使用单片机集成技术制造B. 它至少具有运算和控制功能，但不具备存储功能C. Pentium处理器是当前PC机中使用的微处理器之一D. 它用作嵌入式系统的中央处理器9、嵌入式系统中的中断服务程序（ISR）通常具有哪些特点？10、以下哪个不是嵌入式系统中的实时操作系统（RTOS）的特点？11、下列哪项不属于嵌入式系统的硬件组成部分？A、微处理器B、存储器C、操作系统D、输入/输出接口12、嵌入式系统的设计过程中，功耗是一个重要的考虑因素。
嵌入式系统设计的基础知识
嵌入式系统设计的基础知识嵌入式系统是指嵌入到其他设备中，完成特定功能的计算机系统。
常见的嵌入式系统包括智能手机、数字电视机顶盒、汽车电子、工业自动化等领域。
因为嵌入式系统通常空间、能耗、成本要求都非常严苛，所以它们和通用计算机相比有很多不同之处。
本文将从嵌入式系统设计的角度，介绍嵌入式系统设计的基础知识。
一、嵌入式系统的硬件设计基础知识嵌入式系统的硬件设计是指对嵌入式系统的各个硬件组成部分进行设计、选型、集成、排布的过程。
嵌入式系统的硬件设计必须考虑以下几个方面。
1.芯片选型单片机（MCU）是嵌入式系统常用的芯片，由于嵌入式系统对芯片的集成度要求很高，常用的MCU都集成了很多模拟和数字外设如模数转换器（ADC）、通用异步收发器（UART）、同步串行收发器（SPI）、I2C接口等，可以很方便地与外部设备进行通讯。
当然，其他器件如FPGA、DSP等也可以作为嵌入式系统的芯片。
2.电源选择嵌入式系统的电源选择不仅要考虑芯片的输入电压特性，还要考虑嵌入式系统的整体功耗和稳定性，特别是对于多电压需求的系统更要注意电源的设计。
3.尺寸和布局嵌入式系统的尺寸和布局既要考虑外部尺寸限制，又要考虑内部线路的布局和信号的传输特性。
因为一旦系统原型被制作出来，改动就会变得十分困难，这就要求硬件设计人员对布局的精确把握和对参数的准确计算。
4.时钟电路嵌入式系统内的各个部件需要同步，通常需要一个精确的时钟电路驱动。
在时钟电路的设计中，要考虑功耗、抗干扰性等因素。
二、嵌入式系统的软件设计基础知识嵌入式系统的软件设计是指嵌入式系统的固件设计、操作系统选择和软件架构的设计等多个方面。
在开发嵌入式系统时，软件设计是非常重要的一个环节。
1.固件设计在开发嵌入式系统时，需要编写固件程序，这是嵌入式系统的基础软件。
固件程序通常被编写在C语言或某些汇编语言中。
编写固件程序时，需要考虑程序的规模、执行速度、可维护性、代码安全性等多重因素。
软考嵌入式软件工程师考试大纲
软考嵌入式软件工程师考试大纲软考嵌入式软件工程师考试大纲主要包括以下几个方面：一、嵌入式系统基础知识1. 计算机科学基础* 数制及转换：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* 数据的表示：数的机内表示（原码、反码、补码、移码，定点和浮点，精度和溢出）* 字符、汉字、声音、图像的编码方式* 校验方法和校验码（奇偶验码、海明校验码、循环校验码）* 算术和逻辑运算：计算机中的二进制数运算方法* 逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简* 计算机系统结构和重要部件的基本工作原理：CPU和存储器的组成、性能、基本工作原理* 常用I/O设备、通信设备的性能，以及基本工作原理* I/O接口的功能、类型和特点* 虚拟存储存储基本工作原理，多级存储体系* 安全性、可靠性与系统性能评测基础知识：诊断与容错* 系统可靠性分析评价* 计算机系统性能评测方法2. 嵌入式系统硬件知识* 数字电路和逻辑电路基础* 组合电路和时序电路二、嵌入式系统软件知识1. 操作系统基础知识2. 嵌入式软件开发环境与工具3. 嵌入式软件设计模式与架构设计4. 嵌入式软件系统分析与评估5. 嵌入式软件测试与可靠性技术6. 嵌入式软件系统安全与防护7. 嵌入式软件系统维护与升级8. 嵌入式软件系统应用开发与实例分析9. 嵌入式软件系统新技术与发展趋势10. 其他相关领域知识：如物联网、智能家居等新兴领域的知识。
三、嵌入式系统开发实践1. 嵌入式系统开发流程与方法论2. 嵌入式系统硬件平台选型与评估3. 嵌入式系统软件开发环境搭建与配置4. 嵌入式系统软件设计、编码与调试技术5. 嵌入式系统测试与可靠性评估方法6. 嵌入式系统维护与升级策略制定与实践操作7. 嵌入式系统安全防护措施实施方案设计与实践操作8. 其他相关领域实践经验分享与案例分析。
软件资格考试嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷(中级)试卷及答案指导(2025年)
2025年软件资格考试嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷(中级)模拟试卷(答案在后面)一、基础知识（客观选择题，75题，每题1分，共75分）1、嵌入式系统通常指的是什么？A、运行在个人计算机上的操作系统B、运行在专用硬件平台上的软件系统C、用于数据处理的通用软件D、用于网络通信的软件系统2、以下哪个概念不属于嵌入式系统设计的关键要素？A、实时性B、资源优化C、可靠性D、用户界面友好性3、题干：在嵌入式系统中，通常使用哪种类型的微处理器？A. 通用微处理器B. 嵌入式微处理器C. 数字信号处理器D. 光子微处理器4、题干：在嵌入式系统设计中，以下哪种通信接口通常用于高速数据传输？A. SPI（串行外设接口）B. I2C（两线式串行接口）C. CAN（控制器局域网）D. USB（通用串行总线）5、以下关于嵌入式系统设计的基本概念，错误的是：A. 嵌入式系统通常由硬件和软件两部分组成B. 嵌入式系统通常具有实时性要求C. 嵌入式系统设计过程中，硬件和软件的设计往往是相互独立的D. 嵌入式系统通常具有有限的资源6、在嵌入式系统设计中，以下哪个技术用于提高系统的可靠性和稳定性？A. 双机热备份B. 软件冗余C. 实时操作系统D. 硬件冗余7、嵌入式系统中的中断服务程序（ISR）通常采用以下哪种优先级管理方式？A. 固定优先级B. 动态优先级C. 分级优先级D. 无优先级8、在嵌入式系统中，以下哪种存储器在系统运行时不能被重新编程？A. ROM（只读存储器）B. RAM（随机存储器）C. EEPROM（电可擦可编程只读存储器）D. Flash Memory（闪存）9、嵌入式系统中的“中断服务程序”（Interrupt Service Routine，ISR）主要作用是什么？10、以下哪项不是嵌入式系统设计中常见的硬件抽象层（HAL）的功能？11、题目：嵌入式系统通常由哪些主要组成部分构成？A. 微处理器、存储器、输入输出接口、电源B. 微控制器、操作系统、通信接口、应用软件C. 处理器、总线、内存、I/O设备D. 中央处理器、外部设备、操作系统、编程语言12、题目：以下哪个是嵌入式系统的典型应用？A. 智能家居系统B. 计算机操作系统C. 高速互联网交换机D. 大型数据库管理系统13、嵌入式系统中的中断服务程序（ISR）通常具有哪些特点？A. 优先级固定，不可改变B. 执行时间短，响应速度快C. 可由用户自定义执行流程D. 必须在主程序中显式调用14、在嵌入式系统中，以下哪种存储器类型适合用于存储程序代码？A. RAMB. ROMC. EEPROMD. Flash Memory15、嵌入式系统中的实时操作系统（RTOS）与传统操作系统的主要区别是什么？16、在嵌入式系统中，为什么通常使用C语言进行编程？17、嵌入式系统中的中断处理通常采用哪种方式来确保中断服务程序（ISR）能够及时响应？A. 优先级中断B. 中断嵌套C. 中断向量表D. 硬件优先级18、在嵌入式系统设计中，下面哪个不是影响系统实时性的因素？A. CPU的性能B. 外设的响应速度C. 操作系统的调度策略D. 电源的稳定性19、题目：嵌入式系统设计中，实时操作系统（RTOS）与传统操作系统的区别主要在于：A. 实时性要求B. 用户界面C. 处理器架构D. 存储管理 20、题目：在嵌入式系统设计中，以下哪项技术不属于嵌入式系统硬件设计领域？A. 硬件电路设计B. 微处理器选型C. 软件编程D. 电源设计21、题目：在嵌入式系统中，以下哪个组件是负责处理CPU和外设之间的数据传输？A. 总线控制器B. 存储器控制器C. 通信接口D. 输入输出设备22、题目：以下哪种技术常用于嵌入式系统的实时性能优化？A. 多任务处理B. 代码优化C. 事件驱动D. 硬件加速23、嵌入式系统中，以下哪个部件负责存储和管理程序代码和数据处理？A. 微处理器（CPU）B. 外部存储器（如硬盘、U盘）C. 存储器（RAM、ROM）D. 输入输出设备（如键盘、显示器）24、以下哪种通信接口在嵌入式系统中广泛应用于串行通信？A. USBB. I2CC. SPID. CAN25、题目：以下哪个是嵌入式系统的基本组成部分？A. 处理器、存储器、输入输出设备B. 电源、控制器、执行器C. 硬件、软件、接口D. 系统软件、应用软件、网络26、题目：以下哪个不是嵌入式系统的特点？A. 实时性B. 可靠性C. 便携性D. 开放性27、嵌入式系统设计过程中，功耗管理是一个重要环节，以下哪种方法不是降低功耗的有效措施？A. 提高处理器的主频以加快任务处理速度B. 使用动态电压调节技术C. 在不使用时关闭不需要的外设D. 使用低功耗的硬件组件28、在嵌入式系统开发中，RTOS是指什么？A. 实时操作系统B. 可编程逻辑控制器C. 图形用户界面D. 高级程序设计语言29、嵌入式系统中的“裸机”指的是什么？30、以下哪个不是嵌入式系统的特点？A. 实时性B. 专用性C. 网络通信能力D. 系统资源丰富31、在嵌入式系统中，以下哪种存储器是非易失性的，并且可以进行电擦除和重写？A. SRAMB. DRAMC. EEPROMD. Flash32、关于中断处理，下列哪一项描述是不正确的？A. 中断向量表存放了中断服务程序的入口地址。
嵌入式系统设计师核心讲义概要
嵌入式系统基础知识1.1嵌入式系统的定义和组成一、嵌入式系统的定义1.IEEE定义2.国内定义二、嵌入式系统的发展概述1.嵌入式系统的发展历史2.嵌入式系统的发展趋势3.知识产权核三、嵌入式系统的组成1.概述2.硬件层3.中间层4.系统软件层5.应用软件层四、实时系统1.实时系统定义2.实时系统特点3.实时系统调度4.实时系统分类5.实时任务分类1.2 嵌入式微处理器体系结构一、冯诺依曼与哈佛结构1.冯诺依曼结构2.哈佛结构二、CISC与RISC1.复杂指令集计算机(CISC)2.精简指令集计算机(RISC)三、流水线技术1.流水线的基本概念2.流水线技术的特点3.流水线结构的分类4.流水线处理机的主要指标四、信息存储的字节顺序1.大端和小端存储法2.可移植性问题3.通信中的存储顺序问题4.数据格式的存储顺序1.3 嵌入式系统的硬件基础一、组合逻辑电路基础1.组合逻辑电路概述2.真值表3.布尔代数4.门电路5.译码器6.数据选择器和数据分配器二、时序逻辑电路1.时钟信号2.触发器3.寄存器与移位器4.计数器三、总线电路及信号驱动1.总线2.三态门3.总线的负载能力4.单向和双向总线驱动器5.总线复用6.总线通信协议7.总线仲裁四、电平转换电路1.数字集成电路的分类2.常用数字集成电路逻辑电平接口技术五、可编程逻辑器件基础1.可编程逻辑器件（PLD）概述2.PLD的电路表示法3.可编程阵列逻辑器件PAL和可编程逻辑阵列PLA4.可编程通用阵列逻辑器件GAL5.门阵列GA6.可编程程序门阵列PGA1.4嵌入式系统中信息表示和运算基础一、进位计数制与转换1.二进制2.十六进制3.数制表示4.数制转换二、计算机中数的表示1.基本概念2.数的定点和浮点表示三、非数值数据编码1.非数值数据定义2.字符和字符串的表示方法3.汉字的表示方法4.统一代码5.语音编码四、差错控制编码1.引入2.基本原理3.差错控制码分类4.常用的差错控制编码1.5嵌入式系统的性能评价一、质量项目1.性能指标2.可靠性与安全性3.可维护性4.可用性5.功耗6.环境适应性7.通用性8.安全性9.保密性10.可扩展性11.其他指标二、评价方法1.测量法2.模型法三、评估嵌入式系统处理器的主要指标1.MIPS测试基准2.Dhrystone3.EEMBC嵌入式微处理器与接口知识2.1嵌入式微处理器的结构和类型一、嵌入式微处理器1.定义2.组成3.分类二、典型8位微处理器结构和特点1.8位微处理器2.8051微处理器三、典型16位微处理器结构和特点1.16位微处理器2.16位微处理器MC68HC912DG128A四、典型32位微处理器结构和特点1.ARM处理器2.MIPS系列3.PowerPC五、DSP处理器结构和特点1.数字信号处理器的特点2.典型的数字信号处理器3.DSP的发展方向六、多核处理器的结构和特点1.多核处理器概述2.典型多核处理器介绍2.2嵌入式系统的存储体系一、存储器系统概述1.存储器系统的层次结构2.高速缓存（cache）3.存储管理单元MMU二、嵌入式系统存储设备分类1.嵌入式系统的存储器2.存储器部件的分类3.存储器的组织和结构的描述三、ROM的种类和选型1.常见ROM的种类2.PROM、EPROM、E2PROM型ROM的各自典型特征和不同点四、Flash Memory的种类和选型1.Flash Memory的种类（NOR和NAND型）2.NOR和NAND型Flash Memory各自的典型特征和不同点五、RAM的种类和选型1.常见RAM的种类（SRAM、DRAM、DDRAM）2.SRAM、DRAM、DDRAM各自的典型特征和不同点六、外部存储器的种类和选型1.外存概述2.硬盘存储器的基本结构与分类3.光盘存储器4.标准存储卡（CF卡）5.安全数据卡（SD卡）2.3嵌入式系统输入输出设备一、嵌入式系统常用输入输出设备1.概述2.键盘、鼠标3.触摸屏4.显示器5.打印机6.图形图像摄影输入设备二、GPIO原理与结构1.原理2.结构三、AD接口的基本原理和结构1.概述2.AD转换方法3.AD转换的重要指标四、DA接口的基本原理和结构1.DA转换的工作原理2.DA转换的主要指标五、键盘接口基本原理与结构1.键盘的分类2.用ARM芯片实现键盘接口六、显示接口的基本原理与结构1.液晶显示器LCD显示接口原理与结构2.电致发光3.LCD种类4.LCD的设计方法5.其他显示接口原理与结构七、显示接口的基本原理与结构1.触摸屏原理2.电阻触摸屏的有关技术3.触摸屏的控制4.触摸屏与显示屏的配合八、音频接口基本原理与结构1.音频数据类型2.IIS音频接口总线2.4嵌入式系统总线接口一、串行接口基本原理与结构1.串行通信的概念2.串行数据传送模式3.RS232串行接口4.RS422串行接口5.RS485串行总线接口二、并行接口基本原理与结构1.并行接口的分类2.并行总线三、PCI总线1.概述2.特点3.32位PCI系统的引脚分类4.PCI总线进行读操作四、USB通用串行总线1.概念2.主要性能特点B系统描述4.物理接口B电压规范6.总线协议7.健壮性B接口工作原理五、SPI串行外围设备接口1.概念2.使用信号3.同外设进行连接以及原理4.工作模式六、IIC总线1.概念2.特点3.操作模式4.通用传输过程及格式5.工作原理七、PCMCIA接口1.内存卡的种类2.16位PCMCIA接口的规范与结构2.5嵌入式系统网络接口一、以太网接口基本原理与结构1.以太网基础知识2.嵌入式以太网接口的实现方法3.在嵌入式系统中主要处理的以太网协议4.网络编程接口二、CAN总线1.概念2.特点3.位时间的组成4.CAN总线的帧数据格式5.在嵌入式处理器上扩展CAN总线接口三、XDSL接口的基本原理和结构1.概念2.XDSL技术的分析3.各类XDSL的特点四、无线以太网基本原理与结构1.概念2.标准3.网络结构4.接口设计和调试五、蓝牙接口基本原理与结构1.蓝牙技术2.蓝牙技术的特点3.蓝牙接口的组成4.链路管理与控制5.蓝牙接口的主要应用六、1394接口基本原理与结构1.发展过程2.应用领域3.IEEE 1394的特点4.IEEE 1394的协议结构2.6嵌入式系统电源一、电源接口技术1.AC电源2.电池3.稳压器二、电源管理技术1.电源管理技术2.降低功耗的设计技术2.7电子电路设计基础一、电路设计1.电路设计原理2.电路设计方法（有效步骤）二、PCB电路设计1.PCB设计原理2.PCB设计方法（有效步骤）3.多层PCB设计的注意事项（布线的原则）4.PCB螯合剂中的可靠性知识三、电子设计1.电子设计原理四、电子电路测试1.电子电路测试原理与方法2.硬件抗干扰测试嵌入式系统软件及操作系统知识3.1嵌入式软件基础一、嵌入式软件概述1.嵌入式软件的定义2.嵌入式软件的特点二、嵌入式软件分类1.系统软件2.应用软件3.支撑软件三、嵌入式软件的体系结构1.无操作系统的情形2.有操作系统的情形四、设备驱动层1.板级支持包2.引导加载程序3.设备驱动程序五、嵌入式中间件1.定义2.基本思想3.分类3.2嵌入式操作系统概述一、嵌入式操作系统的概念1.概述2.功能3.特点4.组件二、嵌入式操作系统的分类1.按系统的类型分类2.按响应时间分类3.按软件结构分类三、常见的嵌入式操作系统1.Vxworks2.嵌入式linux3.Windows CE4.Uc/os-II5.Palm OS3.3任务管理一、单道程序技术和多道程序技术1.定义2.实例二、进程、线程和任务1.进程2.线程3.任务三、任务的实现1.任务的层次结构2.任务的创建与终止3.任务的状态4.任务控制块TCB5.任务切换6.任务队列四、任务调度1.任务调度概述2.先来先服务算法3.短作业优先算法4.时间片轮转算法5.优先级算法五、实时系统调度1.任务模型2.RMS算法（单调速率调度算法）3.EDF算法（最早期限优先调度算法）六、任务间的同步与互斥1.任务之间的关系2.任务互斥3.任务互斥的解决方案4.信号量5.任务同步6.死锁7.信号七、任务间通信1.概念2.分类3.共享内存4.消息传递5.管道3.4存储管理一、存储管理概述1.存储管理方式2.内存保护3.实时性要求二、存储管理方案的种类1.实模式方案2.保护模式方案三、分区存储管理1.概念2.固定分区存储管理3.可变分区存储管理4.分区存储管理实例四、地址映射1.地址映射概述2.静态地址映射3.动态地址映射五、页式存储管理1.基本原理2.数据结构3.内存的分配与回收4.地址映射5.页式存储管理方案的特点六、虚拟存储管理1.程序局部性原理2.虚拟页式存储管理3.页面置换算法4.工作集模型3.5设备管理一、设备管理基础1.概述2.访问硬件寄存器的方法二、IO控制方式1.程序循环检测方式2.中断驱动方式3.直接内存访问方式（DMA）三、IO软件1.中断处理程序2.设备驱动程序3.设备独立的IO软件4.用户空间的IO软件3.6文件系统一、嵌入式文件系统概述1.基本概念2.嵌入式文件系统同桌面文件系统的区别3.常见的嵌入式文件系统二、文件和目录1.文件的基本概念2.文件的使用3.目录三、文件系统的实现1.数据块2.文件的实现3.目录的实现4.空闲空间管理嵌入式软件程序设计4.1嵌入式软件开发概述一、嵌入式应用开发过程1.步骤2.与桌面系统开发的区别3.示例二、嵌入式软件开发的特点1.需要交叉编译工具2.通过仿真手段调试3.开发板是中间目标机4.可利用的资源有限5.需要与硬件打交道三、嵌入式软件开发的挑战1.软硬件协同设计2.嵌入式操作系统3.代码优化4.有限的IO功能4.2嵌入式程序设计语言一、概述二、程序设计语言概述1.低级语言与高级语言2.汇编程序、编译程序、解释程序3.程序设计语言的定义4.程序语言的发展概述5.嵌入式程序设计语言三、汇编语言1.基本原理2.ARM汇编语言四、面向过程的语言1.基本概念2.数据成分3.运算成分程序语言的运算成分4.控制成分五、面向对象的语言1.面向对象的基本概念2.面向对象的程序设计语言六、汇编、编译与解释程序的基本原理1.汇编程序基本原理2.编译程序基本原理3.解释程序基本原理4.3嵌入式软件开发环境一、要求二、宿主机、目标机1.宿主机2.目标机3.宿主机与目标机的连接三、嵌入式软件开发工具1.软件开发阶段2.编辑器3.编译器4.调试及调试工具5.软件工程工具四、集成开发环境1.IDE的发展2.Tornado3.WindowsCE应用程序开发工具4.Linux环境下的集成开发环境4.4嵌入式软件开发一、嵌入式平台选型1.嵌入式系统设计的阶段2.软硬件平台的选择二、软件设计1.软件设计的任务2.模块结构设计3.结构化软件设计方法4.面向对象软件设计方法三、嵌入式程序设计1.BootLoader设计2.设备驱动程序设计3.网络应用程序设计四、编码1.编码过程2.编码准则3.编码技术五、测试1.软件测试2.测试的任务3.测试的方法和分类4.嵌入式软件测试的步骤5.覆盖测试六、下载和运行1.TFTP2.编程器的固化4.5嵌入式软件移植一、概述1.嵌入式软件的特点2.可移植性和可重用性的考虑3.嵌入式应用软件的开发4.嵌入式软件的移植二、无操作系统的软件移植1.概述2.基于层次化的嵌入式应用软件的设计三、有操作系统的软件移植1.概述2.示例四、应用软件的移植1.应用软件实现涉及的两方面2.移植应用软件是需考虑的因素3.软件开发时需遵守的原则嵌入式系统开发与维护知识5.1系统开发过程及其项目管理一、概述二、系统开发生命周期各阶段的目标和任务的划分方法1.常用开发模型1.1边做边修改模型1.2瀑布模型1.3快速原型模型1.4增量模型1.5螺旋模型1.6演化模型2.需求分析3.设计3.1系统架构设计3.2硬件子系统设计3.3软件子系统设计4.系统集成与测试三、系统开发项目管理基础知识及常用的管理工具1.项目管理概述2.项目范围管理3.项目成本管理4.项目时间管理5.软件配置管理6.软件配置管理的解决方案四、系统开发工具与环境知识1.建模工具2.编程工具3.测试工具5.2系统分析基础知识一、系统分析的目的和任务1.需求工程的概念2.相关术语二、用户需求1.概念2.关于Ada编程环境的需求示例3.编辑软件设计模型的CASE需求文档的示例4.特别的用户需求示例三、系统需求1.概念2.替代自然语言描述的系统分析方法四、系统规格说明书的编写方法1.系统规格说明书2.书写用户需求应遵循的简单原则3.需求文档的可能用户以及使用文档的方式4.Heninger（1980）对软件需求文档提出的要求5.IEEE标准为需求文档提出的结构6.编写系统规格说明书应重点注意的内容5.3系统设计知识一、传统的设计方法1.瀑布模型的组成部分2.瀑布模型法的优缺点3.传统的嵌入式系统的设计4.软硬件协同设计二、实时系统分析与设计1.实时系统分析阶段的主要任务2.实时系统的开发方法三、软硬件协同设计方法1.软硬件协同设计在实际应用中的表现2.软硬件协同设计的流程3.软硬件协同设计的优点4.系统涉及到组成部分5.4系统实施基础一、系统架构设计1.系统架构设计在软件生命周期中的作用2.系统架构设计原则和概念二、系统详细设计1.系统详细设计在软件生命周期中的作用2.系统详细设计阶段用到的设计方法概述三、系统测试1.系统测试在软件生命周期中的作用2.系统测试类型3.系统测试的策略5.5系统维护知识一、系统运行管理1.运行管理制度2.日常运行管理内容3.系统软件及文档管理二、系统维护知识1.系统可维护性概念2.系统维护的内容及类型3.系统维护的管理和步骤三、系统评价知识1.系统评价的目的和任务2.系统评价的指标嵌入式系统设计6.1嵌入式系统设计的特点一、嵌入式系统设计的主要任务二、嵌入式系统的设计方法三、嵌入式系统的特点1.软硬件协调并行开发2.嵌入式系统通常是面向特定应用的系统3.实时嵌入式操作系统的多样性RTOS4.与台式机相比，可利用资源很少5.嵌入式系统设计需要交叉开发环境6.嵌入式系统的程序需要固化7.嵌入式系统的软件开发难度较大8.嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持9.其他方面6.2嵌入式系统的设计流程一、概述1.嵌入式系统的设计和开发要求2.嵌入式系统的设计和开发流程的阶段二、产品定义1.产品功能与产品性能2.产品定义三、嵌入式系统的软硬件划分1.性能原则2.性价比原则3.资源利用率原则四、嵌入式系统硬件设计1.概述2.嵌入式系统硬件的选择3.硬件功能模块划分4.硬件的可靠性五、嵌入式系统的软件设计1.嵌入式开发过程中的角色2.进行嵌入式系统软件设计时需要考虑的方面六、系统集成和测试1.系统集成过程中，可以分阶段运行测试程序2.嵌入式系统集成过程中的调试工具3.嵌入式系统的软件测试的方法6.3设计示例：嵌入式数控系统一、嵌入式系统采用的设计方法1.传统设计方法2.软硬件协同设计方法二、数控系统简介1.概述C系统构成三、需求分析1.功能要求2.非功能要求四、系统体系结构设计1.系统软硬件划分2.硬件系统划分3.系统软件功能划分五、硬件设计1.板级设计2.芯片级硬件设计六、软件设计1.软件接口设计2.系统软件模块划分七、系统集成与测试1.功能干涉测试2.压力测试3.容量测试4.性能测试5.安全测试6.容错测试。
嵌入式系统基础知识考试
嵌入式系统基础知识考试（答案见尾页）一、选择题1. 嵌入式系统的核心是什么？A. 中央处理器（CPU）B. 内存（RAM）C. 输入输出设备D. 操作系统和软件2. 嵌入式系统的显著特点包括：A. 低功耗B. 高性能C. 可定制性D. 上下文感知3. 在嵌入式系统中，通常使用哪种编程语言进行开发？A. 汇编语言B. C语言C. JavaD. Python4. 嵌入式系统通常用于哪些领域？A. 消费电子产品B. 工业控制系统C. 汽车电子D. 以上都是5. 下列哪个不是嵌入式系统的组成部分？A. 微控制器（MCU）B. 存储器C. 显示屏D. 键盘和鼠标6. 在嵌入式系统设计中，硬件和软件是如何相互作用的？A. 硬件负责数据处理和控制，软件负责程序执行和用户交互。
B. 软件负责硬件管理，硬件负责数据存储和处理。
C. 硬件和软件完全独立，互不干扰。
D. 硬件和软件相互依赖，共同工作。
7. 嵌入式系统中的实时性是指什么？A. 系统能够在预定时间内响应外部事件。
B. 系统能够处理大量数据。
C. 系统具有高度可扩展性。
D. 系统具有高可靠性。
8. 在嵌入式系统开发过程中，调试是一个重要环节。
常用的调试方法有哪些？A. 使用调试器B. 使用打印语句C. 使用模拟器D. 以上都是9. 嵌入式系统的低功耗设计通常涉及哪些方面？A. 选择低功耗的微处理器B. 优化代码以减少能耗C. 使用高效的电源管理模块D. 以上都是10. 在嵌入式系统应用中，如何确保系统的安全性和可靠性？A. 使用高质量的组件和材料B. 定期进行系统更新和维护C. 实施严格的安全措施，如防火墙和加密技术D. 以上都是11. 嵌入式系统的基本工作原理是什么？A. 单任务处理B. 多任务处理C. 实时处理D. 分布式处理12. 嵌入式系统的硬件通常包括哪些组件？A. CPU、内存、I/O设备B. CPU、内存、操作系统C. CPU、内存、软件D. CPU、内存、网络接口卡13. 下列哪个不是嵌入式系统的特点？A. 低功耗B. 高性能C. 紧凑的存储空间D. 可靠性高14. 在嵌入式系统中，常用的操作系统有哪些？A. Windows CEB. LinuxC. VxWorksD. all of the above15. 嵌入式系统中的软件通常分为哪几类？A. 系统软件和应用软件B. 驱动程序、中间件和应用软件C. 系统软件、中间件和应用软件D. 操作系统、驱动程序和应用软件16. 在嵌入式系统的开发过程中，常用的编程语言有哪几种？A. CB. C++C. JavaD. Python17. 嵌入式系统在智能家居中的应用有哪些？A. 智能家电控制B. 安全监控C. 能源管理D. 上述所有18. 在设计嵌入式系统时，需要考虑的主要因素有哪些？A. 性能、成本、可用性B. 成本、功耗、安全性C. 性能、功耗、安全性D. 性能、成本、安全性19. 嵌入式系统的特点是？A. 高度集成B. 高速运行C. 易于维护D. 以上都是20. 嵌入式系统中的“嵌入式”一词指的是什么？A. 系统可以嵌入其他系统中B. 系统可以独立运行C. 系统体积小，适合嵌入其他设备中D. 系统对外部环境敏感21. 在嵌入式系统中，哪种类型的存储器通常用于存储程序和数据？A. 随机存取存储器（RAM）B. 只读存储器（ROM）C. 闪存（Flash Memory）D. 硬盘驱动器（HDD）22. 嵌入式系统开发中常用的编程语言有哪几种？A. C语言B. C++C. JavaD. Python23. 在嵌入式系统设计中，硬件和软件的协同工作是非常重要的。
嵌入式操作系统基础知识
嵌入式操作系统基础知识嵌入式操作系统是指运行在嵌入式系统中的操作系统。
它是一种特殊的操作系统，具有高度的实时性、可靠性和稳定性，应用于嵌入式系统领域。
嵌入式操作系统的基础知识包括操作系统的概念、嵌入式系统的特点、嵌入式操作系统的分类、嵌入式操作系统的设计原则以及嵌入式操作系统的应用等方面。
首先，操作系统是指管理计算机软硬件资源、控制程序运行、为用户提供接口的系统软件。
在嵌入式系统中，操作系统需要具有高度的实时性和可靠性，能够适应各种硬件平台和应用环境。
其次，嵌入式系统的特点主要包括资源受限、功耗低、体积小、价格低等方面。
这些特点对于嵌入式操作系统的设计和实现都提出了更高的要求。
嵌入式操作系统可以分为裸机操作系统和实时操作系统两种。
裸机操作系统是指没有任何操作系统支持的程序设计，程序本身必须包括对外设的访问和处理，开发难度较大；实时操作系统是指具有高度实时性的操作系统，其特点是实时性好、可靠性高、效率高，常用于控制系统等领域。
常见的实时操作系统包括VxWorks、RTLinux等。
嵌入式操作系统的设计原则主要包括简洁、高效、可靠、可移植等方面。
简洁是指嵌入式操作系统的核心功能尽量简单，代码量要小；高效是指嵌入式操作系统要具有快速响应、占用空间小等特点；可靠是指嵌入式操作系统要具有稳定性、可用性、可维护性等特点；可移植是指嵌入式操作系统应该能够适应各种硬件平台和应用环境。
嵌入式操作系统的应用广泛，包括通信设备、工业自动化、医疗设备、汽车电子、智能家居等领域。
例如，手机中的操作系统就是嵌入式操作系统之一。
总之，嵌入式操作系统是一个广泛应用于嵌入式系统领域的特殊操作系统，具有高度的实时性、可靠性和稳定性。
在嵌入式操作系统的设计和实现中，需要遵循简洁、高效、可靠、可移植等设计原则。
嵌入式操作系统的应用范围广泛，在各种电子产品中都有应用。
嵌入式面试题目试题(3篇)
第1篇一、基础知识1. 问题：简述嵌入式系统的定义和特点。
答案：嵌入式系统是指将计算机技术应用于特定领域，将硬件和软件结合在一起，形成具有特定功能的独立系统。
其特点包括：实时性、可靠性、低功耗、小体积、低成本等。
2. 问题：嵌入式系统与通用计算机系统的区别有哪些？答案：嵌入式系统与通用计算机系统的区别主要有以下几点：（1）设计目标不同：嵌入式系统面向特定应用，通用计算机系统面向通用应用；（2）硬件资源不同：嵌入式系统硬件资源有限，通用计算机系统硬件资源丰富；（3）软件系统不同：嵌入式系统软件系统相对简单，通用计算机系统软件系统复杂；（4）实时性要求不同：嵌入式系统对实时性要求较高，通用计算机系统实时性要求较低。
3. 问题：嵌入式系统中的CPU有哪些特点？答案：嵌入式系统中的CPU具有以下特点：（1）低功耗：为了满足嵌入式系统对功耗的要求，CPU需要具备低功耗的特性；（2）高性能：为了提高嵌入式系统的处理速度，CPU需要具备高性能的特性；（3）可扩展性：为了适应不同的应用需求，CPU需要具备可扩展性；（4）集成度：为了减小嵌入式系统的体积，CPU需要具备高集成度。
4. 问题：什么是嵌入式系统中的裸机？答案：嵌入式系统中的裸机是指没有操作系统和应用程序的CPU。
裸机主要用于学习和实验，也可以用于一些对实时性要求较高的应用。
5. 问题：什么是嵌入式系统中的实时操作系统（RTOS）？答案：实时操作系统（RTOS）是一种专门为实时应用设计的操作系统。
它具有以下特点：（1）实时性：RTOS能够满足实时应用对时间的要求；（2）可靠性：RTOS具有较高的可靠性，能够保证系统稳定运行；（3）可预测性：RTOS的性能可预测，便于应用开发。
二、硬件知识1. 问题：简述嵌入式系统中常用的存储器类型及其特点。
答案：嵌入式系统中常用的存储器类型及其特点如下：（1）RAM（随机存储器）：用于存储临时数据，断电后数据会丢失；（2）ROM（只读存储器）：用于存储程序代码，断电后数据不会丢失；（3）Flash（闪存）：具有RAM和ROM的特点，既可读写，又可断电保存数据；（4）EEPROM（电可擦可编程只读存储器）：可擦写，断电后数据不会丢失。
嵌入式系统工程师软考题目
嵌入式系统工程师软考题目作为嵌入式系统工程师，软考题目涵盖了广泛的知识领域。
下面我将从不同角度回答你的问题，包括嵌入式系统的基础知识、硬件设计、软件开发、系统集成和测试等方面。
1. 嵌入式系统基础知识：什么是嵌入式系统？嵌入式系统是一种特定功能的计算机系统，通常被嵌入到其他设备中，用于控制、监测或执行特定任务。
嵌入式系统的特点有哪些？嵌入式系统通常具有实时性要求、资源受限、功耗低、体积小等特点。
嵌入式系统的组成部分有哪些？嵌入式系统由处理器、存储器、外设、操作系统和应用软件等组成。
2. 硬件设计：嵌入式系统的硬件设计流程是什么？硬件设计流程包括需求分析、系统设计、电路设计、PCB设计、原型制作和验证等阶段。
嵌入式系统的电路设计中常用的模块有哪些？常用的模块包括处理器模块、存储器模块、接口模块和电源模块等。
如何提高嵌入式系统的可靠性和稳定性？可以采用冗余设计、错误检测与纠正技术、抗干扰设计和可靠性测试等方法。
3. 软件开发：嵌入式系统的软件开发流程是什么？软件开发流程包括需求分析、架构设计、模块设计、编码实现、调试测试和集成等阶段。
嵌入式系统常用的开发语言有哪些？常用的开发语言包括C、C++、汇编语言和脚本语言等。
嵌入式系统的软件调试方法有哪些？常用的软件调试方法包括仿真调试、在线调试和远程调试等。
4. 系统集成和测试：嵌入式系统的系统集成流程是什么？系统集成流程包括硬件与软件的集成、外设的连接与驱动、系统功能的测试和性能优化等步骤。
嵌入式系统的测试方法有哪些？常用的测试方法包括单元测试、集成测试、系统测试、性能测试和可靠性测试等。
如何解决嵌入式系统中的性能问题？可以通过优化算法、硬件加速、并行处理和资源管理等方法来解决性能问题。
以上是对嵌入式系统工程师软考题目的多角度回答，涵盖了嵌入式系统的基础知识、硬件设计、软件开发、系统集成和测试等方面。
希望能对你有所帮助。
单片机与嵌入式系统需要掌握的基础知识
单片机与嵌入式系统需要掌握的基础知识
1. 电子基础知识：了解基础电路、电子器件、模拟与数字信号等。
2. 计算机基础知识：掌握计算机组成、计算机网络、操作系统、数
据结构与算法、编程语言等。
3. 单片机体系架构：掌握基于不同CPU体系的单片机种类、性能差异、软件开发环境等。
4. 嵌入式系统开发流程：了解设计、调试、测试、维护嵌入式系统
的整个开发流程。
5. 微处理器架构与组成：掌握微处理器的基本架构、功能模块、总
线结构等，如ARM、X86、MIPS等。
6. 嵌入式编程语言：了解并熟练使用C、C++、汇编等嵌入式系统
常用的编程语言。
7. 嵌入式系统中的通信协议：了解并熟练使用各种嵌入式系统中的
通信协议和接口，如SPI、I2C、UART、USB等。
8. 嵌入式系统的软硬件接口：了解并熟练使用各种嵌入式系统中的
软硬件接口，如GPIO、ADC、DAC、PWM、定时器等。
9. 嵌入式驱动开发：熟练掌握嵌入式系统驱动开发方法，如操作系
统驱动、传感器驱动、设备驱动等技术。
10. 嵌入式系统中的应用开发：了解并熟练使用各种嵌入式系统的
应用开发技术，如图形界面开发、通信协议开发、无线传输开发等。
软件资格考试嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷(中级)试题与参考答案(2024年)
2024年软件资格考试嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷(中级)模拟试题(答案在后面)一、基础知识（客观选择题，75题，每题1分，共75分）1、嵌入式系统通常由哪些主要部件组成？（）A、微处理器、存储器、输入/输出设备、通信接口B、中央处理器、随机存储器、只读存储器、输入/输出设备C、微控制器、外部存储器、接口电路、电源D、处理器、总线、接口、电源2、下列哪个术语描述了嵌入式系统设计中的一个关键特性？（）A、可扩展性B、可靠性C、可维护性D、用户友好性3、题干：嵌入式系统中，通常采用C语言进行编程的原因有哪些？4、题干：以下哪种设备不属于嵌入式系统的范畴？5、嵌入式系统中，下列哪项技术不属于实时性技术？（）A. 实时多任务操作系统（RTOS）B. 实时时钟（RTC）C. 实时监控（RTS）D. 实时文件系统（RTFS）6、在嵌入式系统设计中，以下哪个组件负责处理系统与外部环境的交互？（）A. CPUB. 存储器C. I/O设备D. 总线7、嵌入式系统中，通常采用哪种方式对存储器进行寻址？A. 直接寻址B. 静态重定位寻址C. 动态重定位寻址D. 随机寻址8、以下哪种技术用于在嵌入式系统中实现实时操作系统（RTOS）？A. 实时内核技术B. 实时扩展技术C. 实时仿真技术D. 实时监控技术9、嵌入式系统中的中断服务程序（ISR）通常具有哪些特点？A、执行时间短B、优先级固定C、不能返回调用者D、以上都是 10、在嵌入式系统中，以下哪种存储器通常用于存放程序代码？A、RAMB、ROMC、EEPROMD、NOR Flash11、在嵌入式系统中，以下哪种存储器类型适合用于存储需要快速访问且不易丢失数据的场合？A. ROM（只读存储器）B. RAM（随机存取存储器）C. EEPROM（电可擦可编程只读存储器）D. Flash Memory（闪存）12、在嵌入式系统设计中，以下哪种通信接口主要用于短距离、高速数据传输？A. USB（通用串行总线）B. CAN（控制器局域网）C. Ethernet（以太网）D. RS-23213、在嵌入式系统开发中，以下哪个选项不是RTOS（实时操作系统）的主要特性？A. 高效的任务调度机制B. 超高的计算能力C. 可靠性与稳定性D. 实时响应能力14、关于嵌入式系统的电源管理，下列哪一项描述是错误的？A. 动态电压调整可以降低功耗B. 睡眠模式是一种有效的节能措施C. 电源管理仅在系统设计初期考虑D. 智能电源管理策略能够延长电池寿命15、嵌入式系统设计中，通常所说的“实时性”指的是什么？16、以下哪项不是嵌入式系统硬件平台设计的主要考虑因素？17、在嵌入式系统设计过程中，以下哪一项不是硬件抽象层（HAL）的主要功能？A. 提供统一的硬件访问接口B. 实现硬件设备驱动程序C. 隔离操作系统与硬件平台差异D. 直接管理硬件资源分配18、在嵌入式系统开发中使用RTOS（实时操作系统）的主要优点是什么？A. 增加系统的复杂性B. 提高系统成本C. 支持多任务并行处理并保证任务响应时间D. 减少系统开发周期19、嵌入式系统中的中断处理通常包括哪些步骤？20、在嵌入式系统中，为什么需要使用看门狗定时器（Watchdog Timer，WDT）？21、下列关于嵌入式系统的描述哪个是正确的？A. 嵌入式系统设计中无需考虑功耗问题。
嵌入式技术基础知识单选题100道及答案解析
嵌入式技术基础知识单选题100道及答案解析1. 嵌入式系统中，以下哪个不是常见的微处理器内核？（）A. ARMB. MIPSC. x86D. PowerPC答案：C解析：x86 主要用于个人计算机等通用领域，在嵌入式系统中不常见。
2. 以下哪种存储介质在嵌入式系统中具有非易失性？（）A. SRAMB. DRAMC. FlashD. SDRAM答案：C解析：Flash 存储器在掉电后数据不会丢失，具有非易失性。
3. 嵌入式系统中，实时操作系统的主要特点是（）A. 高资源利用率B. 高可靠性C. 强实时性D. 友好的用户界面答案：C解析：实时操作系统最主要的特点是强实时性，能保证任务在规定的时间内完成。
4. 以下哪个不是嵌入式软件开发的常用工具？（）A. KeilB. IARC. Visual StudioD. GCC答案：C解析：Visual Studio 主要用于Windows 平台的通用软件开发，不是嵌入式软件开发的常用工具。
5. 在嵌入式系统中，中断向量表通常存储在（）A. 内部FlashB. 外部FlashC. 内部SRAMD. 内部ROM答案：D解析：中断向量表通常存储在内部ROM 中，以保证系统启动时能正确响应中断。
6. 以下哪种通信接口常用于嵌入式系统的短距离低速通信？（）A. SPIB. USBC. EthernetD. CAN答案：A解析：SPI 接口常用于短距离低速的嵌入式通信。
7. 嵌入式系统中，看门狗定时器的主要作用是（）A. 定时唤醒系统B. 防止系统死机C. 实现精确计时D. 产生时钟信号答案：B解析：看门狗定时器用于监测系统运行，防止系统死机。
8. 以下哪种编程语言在嵌入式系统中应用广泛？（）A. JavaB. PythonC. CD. Ruby答案：C解析：C 语言在嵌入式系统开发中应用广泛。
9. 嵌入式系统的电源管理技术主要目的是（）A. 提高电源效率B. 降低系统功耗C. 稳定电源输出D. 增加电源输出答案：B解析：电源管理技术主要是为了降低系统功耗，延长电池续航等。
嵌入式知识点总结
1．什么是嵌入式系统？嵌入式系统是嵌入式计算机系统的简称，是一种嵌入在设施（或系统）内部的特定应用而设计开发的专用的计算机系统。
英国电气工程师协会（IEE ）从应用角度定义嵌入式是“控制、监督或辅助设施、机器、工厂运转的装置”。
从技术角度看，国内广泛以为：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础。
软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、靠谱性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式系统的特色：专用性、隐蔽性、资源受限、高靠谱性、及时性、软件固化专用性：嵌入式系统与详细应用密切联合，拥有很强的专用性。
隐蔽性：嵌入式系统往常老是非计算机设施（系统）中的一部分，它们隐蔽在其内部，鲜为人知。
资源受限：嵌入式系统往常要求小型化、轻量化、低功耗及低成本。
高靠谱性：嵌入式系统大多面向控制应用，系统的靠谱性十分重要。
及时性：嵌入式系统宽泛应用于过程控制、数据收集、通讯传输等领域，肩负着丈量、报警、控制、调理等任务。
软件固化：嵌入式系统是一个软硬件高度联合的产物。
3.嵌入式系统的构成和分类：嵌入式系统的逻辑构成：嵌入式系统与通用计算机同样，也是由软件和硬件构成，硬件的主体由中央办理器和储存器构成。
它们经过输入 / 输出（ I/O ）接口和输入输出设施与外面世界联系，并借助总线互相连结，这些硬件连同嵌入式软件一同构成完好的嵌入式系统。
1)办理器能依据指令的要求高速度达成二进制数据算术和逻辑运算的零件称为“办理器” 。
办理器又称为计算引擎，由运算器、控制器、存放器、高速缓冲储存器等零件构成。
因为采纳微米级的半导体加工工艺，人们又称为微办理器，当前所有的办理器都是微办理器。
有些嵌入式系统会包含多个办理器，它们各有其不一样的任务，负责运转系统软件和应用软件的主办理器称为中央办理器（ CPU），其他的都是协办理器，如数字信号办理器（ DSP）、图形办理器、通讯办理等嵌入式系统CPUCPU的子长有4 位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位之分。
嵌入式系统基础知识
处理器
嵌入式系统软件平台
在设计简单的应用程序时,可以不使用操作系 统,但在设计较复杂的程序时,可能就需要一个 操作系统来管理和控制存储器、多任务和各种 资源等. 实时嵌入式系统其最大特点就是程序的执行具 有确定性。μC/OS和μC Linux是广泛应用的实 时嵌入式操作系统，而WindowsCE2.0就是一个 多任务分时系统。
2) 单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主
要用于智能仪表及传感器、智能家电、智能办公 设备、汽车及军事电子设备等系统。
单片机是应工业测控的需要而诞生的,它的结构与指令功能 都是按照工业控制要求设计的,故又称单片微控制器。
MCU (Microcontroller Unit)。
单片机特点： （1）体积小，重量轻；
1
嵌入式系统的定义及体系结构 2 嵌入式系统的应用领域 3 什么是单片机
4 单片机的基本组成
5 嵌入式系统开发流程
应用场合
汽车电子 消费电子 工业控制
网络应用 无线通讯
Freescale™ and the Freescale logo are trademarks of Freescale Semiconductor, Inc. All other product or service names are the property of their respective owners. © Freescale Semiconductor, Inc. 2005
家用电器：洗碗机，洗衣机，电 视。。。。 手持电子：蓝牙耳机，游戏机，PDA 娱乐产品：数码音乐，CD，DC，DV 计算机外围：LCD，Mouse，Keyboard
软考嵌入式系统设计师知识点总结
软考嵌入式系统设计师知识点总结
软考嵌入式系统设计师考试涉及的知识点较为广泛，以下是一些重要的知识点总结：
1. 基础知识：包括嵌入式系统的基本概念、特点、分类、应用和发展趋势等。
2. 嵌入式微处理器：了解不同类型的嵌入式微处理器，如 ARM、MIPS、PowerPC 等，以及其体系结构和指令集。
3. 嵌入式操作系统：了解常见的嵌入式操作系统，如 Linux、VxWorks、RTLinux、FreeRTOS 等，以及其特点和适用场景。
4. 嵌入式系统开发工具：熟悉嵌入式系统开发所需的工具，如编译器、调试器、仿真器等，并了解其使用方法和技巧。
5. 嵌入式系统应用软件：了解嵌入式系统应用软件的开发流程、设计方法、编程语言和调试技巧等。
6. 嵌入式网络通信：了解嵌入式系统中的网络通信协议和通信接口，如UART、SPI、I2C、CAN、WiFi、蓝牙等。
7. 嵌入式系统可靠性设计：了解嵌入式系统可靠性设计的基本概念、方法和技术，如容错技术、故障检测与诊断技术等。
8. 实时操作系统：了解实时操作系统的基本概念、特点和实现技术，如任务调度、中断处理、实时时钟等。
9. 嵌入式人工智能：了解嵌入式系统中的人工智能技术，如机器学习、深度学习、自然语言处理等，以及其在嵌入式系统中的应用场景和发展趋势。
以上知识点只是其中的一部分，建议根据考试大纲和教材进行系统学习和复习。
同时，多做真题和模拟题也是提高考试成绩的有效方法。
嵌入式系统基础知识考试
嵌入式系统基础知识考试（答案见尾页）一、选择题1. 嵌入式系统的核心是什么？A. 中央处理器（CPU）B. 内存（RAM和ROM）C. 输入输出设备D. 操作系统和软件2. 嵌入式系统的硬件通常包括以下哪些组件？（多选）A. CPUB. 内存C. 存储器D. 显示屏E. 输入输出设备3. 以下哪个不是嵌入式系统的特点？（单选）A. 专用性强B. 可定制性高C. 功能强大D. 性价比低4. 在嵌入式系统中，通常使用哪种编程语言进行开发？（单选）A. JavaB. C/C++C. PythonD. JavaScript5. 嵌入式系统中的实时性是指什么？（单选）A. 系统能够在严格的时间限制内响应外部事件B. 系统能够处理大量数据C. 系统具有高度的可扩展性D. 系统具有高可靠性6. 嵌入式系统的开发流程通常包括哪些步骤？（多选）A. 需求分析B. 设计C. 编码D. 测试E. 维护7. 在嵌入式系统中，如何保证数据的安全性和完整性？（多选）A. 使用加密技术B. 使用防火墙C. 实施访问控制D. 定期备份数据E. 采用冗余设计8. 嵌入式系统在物联网中的作用是什么？（单选）A. 数据收集和处理B. 智能控制C. 互联网接入D. 无线通信9. 在嵌入式系统的调试过程中，常用的工具有哪些？（多选）A. 调试器B. 仿真器C. 版本控制系统D. 日志分析工具E. 系统监控工具10. 嵌入式系统的未来发展趋势是什么？（单选）A. 更高的性能B. 更多的连接性C. 更低的功耗D. 更强大的计算能力11. 嵌入式系统的特点是？A. 高度集成B. 低功耗C. 可移植性强D. 扩展性差12. 嵌入式系统通常用于什么领域？A. 大型计算机B. 小型计算机C. 消费电子产品D. 服务器13. 嵌入式系统中常用的操作系统有哪些？A. WindowsB. LinuxC. macOSD. Android14. 在嵌入式系统中，硬件和软件是如何协同工作的？A. 硬件负责数据处理，软件负责程序执行B. 硬件负责程序执行，软件负责数据处理C. 硬件和软件共同负责数据处理和程序执行D. 硬件和软件独立工作，不相互依赖15. 嵌入式系统中的实时性是指什么？A. 系统能够立即响应外部事件B. 系统处理任务的效率C. 系统的功耗低D. 系统的可扩展性好16. 嵌入式系统设计中，硬件和软件的划分依据是什么？A. 功能B. 性能C. 成本D. 可用资源17. 在嵌入式系统开发过程中，哪些步骤是必要的？A. 系统需求分析B. 硬件设计C. 软件编程D. 调试和测试18. 嵌入式系统中的存储设备通常有哪些？A. 硬盘B. RAMC. ROMD. CD-ROM19. 在嵌入式系统调试过程中，常用的工具和技术有哪些？A. 调试器B. 版本控制系统C. 性能分析工具D. 图形用户界面（GUI）工具20. 嵌入式系统的显著特点包括：A. 低功耗B. 高性能C. 可定制性D. 上下文感知21. 嵌入式系统通常用于哪些领域？A. 消费电子产品B. 工业控制系统C. 汽车电子22. 下列哪个不是嵌入式系统的组成部分？A. 硬件组件B. 软件组件C. 用户界面D. 外部设备23. 嵌入式系统中的实时操作系统（RTOS）具有哪些特点？A. 高精度计时B. 快速响应C. 无需用户干预D. 易于维护24. 在嵌入式系统中，硬件抽象层（HAL）的主要作用是什么？A. 提供硬件特定的接口B. 实现操作系统内核C. 进行系统级优化D. 管理系统资源25. 嵌入式系统开发中常用的编程语言有哪些？A. CB. C++C. JavaD. Python26. 嵌入式系统中的软件开发通常分为几个阶段？A. 系统设计B. 应用开发C. 硬件定制D. 测试与验证27. 在嵌入式系统调试过程中，常用的工具有哪些？B. 跟踪器C. 驱动程序D. 版本控制工具28. 嵌入式系统工程师应具备哪些技能和知识？A. 编程能力B. 系统设计能力C. 硬件知识D. 软件开发经验29. 下列哪个不是嵌入式系统常用的操作系统？A. LinuxB. VxWorksC. QNXD. Windows CE30. 嵌入式系统中的“嵌入式”一词意味着什么？A. 系统可以嵌入到更大的系统中B. 系统只能使用特定类型的硬件C. 系统不能进行远程更新D. 系统没有图形用户界面31. 在嵌入式系统中，哪种编程语言通常用于实时应用？A. CB. C++C. JavaD. Python32. 嵌入式系统设计中，硬件和软件之间的接口被称为？A. 数据总线B. 控制总线C. 通信总线D. 地址总线33. 嵌入式系统中的程序通常存储在哪里？A. 硬盘驱动器B. RAMC. ROMD. CD-ROM34. 在嵌入式系统中，硬件抽象层（HAL）的作用是什么？A. 提供硬件特定的功能B. 管理硬件资源C. 实现操作系统内核D. 连接应用程序和硬件35. 嵌入式系统的发展趋势包括哪些？A. 更高的性能B. 更低的功耗C. 更多的连接性D. 以上都是36. 嵌入式系统通常用于控制哪些类型的设备？A. 大型机B. 小型机C. 手机D. 微型计算机37. 嵌入式系统的基本编程语言包括哪些？A. 汇编语言B. C语言C. JavaD. Python38. 在嵌入式系统中，通常使用哪种类型的存储器？A. 随机存取存储器（RAM）B. 只读存储器（ROM）C. 闪存（Flash Memory）D. 硬盘驱动器（HDD）39. 嵌入式系统中的操作系统通常具有哪些特点？A. 多任务处理B. 强大的网络功能C. 高度可定制D. 高度并发40. 嵌入式系统设计中，常用的开发工具包括哪些？A. 集成开发环境（IDE）B. 仿真器C. 调试器D. 版本控制系统41. 在嵌入式系统开发中，硬件描述语言（HDL）通常用于：A. 编写应用程序代码B. 描述硬件结构和工作原理C. 进行软件调试D. 进行系统测试42. 嵌入式系统中的无线通信技术通常包括哪些？A. 蓝牙B. Wi-FiC. NFCD. 有线以太网43. 在嵌入式系统设计中，如何确保系统的可靠性和稳定性？A. 使用高质量的组件B. 优化软件代码C. 提供冗余设计D. 以上都是二、问答题1. 什么是嵌入式系统？请简要描述其特点。
嵌入式 知识点总结
1、嵌入式系统的特点：(1).嵌入式系统的个性化很强，软件系统和硬件在不同的应用中均有差异；(2).由通用计算机系统发展而来，根据应用对软硬件进行裁剪；(3).高的可靠性，强的实用性；(4).高的耗电量直接影响系统的成本及电源寿命；2、什么是嵌入式系统？嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，采用可剪裁硬件，适用于对功能，可靠性，成本，体积，功耗等有严格要求的专用计算机系统。
3、采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点：(1).体积小、功耗低、成本低、性能高；(2).支持Thumb(16位)/ARM(3位)双指令集，能很好地兼容8位/16位器件；(3).大量使用寄存器，指令执行速度快；(4).大多数数据操作都在寄存器中完成；(5).寻址方式灵活简单，执行效率高；(6).采用固定长度的指令格式；4、嵌入式系统开发流程：选择嵌入式处理器（硬件平台）---选择嵌入式操作系统（软件平台）-----开发嵌入式应用软件-----测试通过---（是）---系统测试-----开发结束5、嵌入式系统软件设计流程：代码编程（C/汇编源程序）-----交叉编译（OBJ文件）-----交叉函数库----交叉链接（系统映像文件）---（重定向与下载）---目标板----调试;6、ARM9E处理器有独立的指令缓存（ICACHE）和数据缓存（DCACHE）;7、ARM9系列处理器共有37个寄存器，其中31个属于通用寄存器，6个为ARM处理器；8、ARM总共有7种不同的处理器模式，分别是：用户模式，快速中断模式，外部中断模式，管理模式，数据访问中止模式，未定义指令中止模式，系统模式9、R13一般作为栈指针SP；R14被称为连接寄存器LR，作用：一是在通过BL或者BLX指令调用子程序时存放当前子程序的返回地址；二是在发生异常时用来保存该模式基于PC的返回地址；R15是程序计数器PC，用来保存处理器取值的地址；10、流水线技术的工作原理：ARM7采用的是3级流水线：FETCH/DECODE/EXECUTE.此时在EXECUTE阶段要完成大量的工作，包括寄存器和存储器的读写操作、移位操作、ALU 操作等，这导致在执行阶段往往需要多个时钟周期，从而成为系统性能的瓶颈。
嵌入式电路基础知识
嵌入式电路基础知识嵌入式电路是一种集成了处理器、存储器和其他功能电路的特殊电路系统，通常用于控制和管理电子设备的各种功能。
本文将介绍嵌入式电路的基础知识，包括嵌入式系统的结构、常见的嵌入式处理器和常用的嵌入式开发工具。
一、嵌入式系统的结构嵌入式系统由三个基本组成部分构成：处理器、存储器和输入输出设备。
处理器是嵌入式系统的核心，负责执行指令和控制系统的各个功能。
存储器用于存储程序和数据，包括RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）两种类型。
输入输出设备用于与外部环境进行交互，如显示器、键盘、传感器等。
二、常见的嵌入式处理器嵌入式处理器根据其体系结构可以分为CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）两种类型。
CISC处理器指令集复杂，可以执行较为复杂的操作，适用于需要高性能的应用场景。
RISC处理器指令集简化，执行速度较快，适用于对性能要求不高但功耗要求低的应用场景。
常见的嵌入式处理器有ARM、MIPS和PowerPC等。
三、常用的嵌入式开发工具嵌入式开发工具是用于嵌入式系统设计和开发的软件工具。
常见的嵌入式开发工具包括集成开发环境（IDE）、编译器、调试器和仿真器等。
IDE是一个集成了编程编辑器、编译器、调试器和其他开发工具的软件平台，可以提供开发者所需的一站式开发环境。
编译器用于将高级语言代码转换为机器语言代码，使处理器能够执行相应的指令。
调试器用于调试和测试嵌入式系统，帮助开发者定位和修复系统中的错误。
仿真器可以模拟嵌入式系统的运行环境，帮助开发者在没有实际硬件的情况下进行系统开发和测试。
四、嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于各个领域，如消费电子、汽车、医疗设备、工业自动化等。
在消费电子领域，嵌入式系统被广泛应用于智能手机、平板电脑、智能电视等设备中，实现各种功能和服务。
在汽车领域，嵌入式系统用于车载导航、车载娱乐、车辆控制等方面，提升驾驶体验和安全性能。
在医疗设备领域，嵌入式系统被应用于医疗监护、手术辅助和健康管理等方面，为医疗行业带来创新和便利。
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辅助存储器
1.1.3 嵌入式系统的组成
1．嵌入式计算机系统的硬件层
（3）通用设备接口和I/O接口
嵌入式系统具有与外界交互所需要的通用设备接口； 如 A/D（模／数转换接口）、D/A（数／模转换接口）、 RS-232接口（串行通信接口）、Ethernet（以太网接口）、
USB（通用串行总线接口）、音频接口、VGA视频输出接 口、I2C（现场总线）等。
1.1.2 嵌入式系统发展趋势
1．嵌入式系统的发展历史
（2）简单操作系统阶段
硬件发展：嵌入式CPU（如Power PC等），在芯片上集 成有微处理器、I/O接口、串行接口及RAM、ROM等部件；
此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单，但已经初步具 有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，大大 缩短了开发周期，提高了开发效率。
1.1.3 嵌入式系统的组成
2．中间层
中间层也称为硬件抽象层（Hardware Abstract Layer， HAL）或板级支持包（Board Support Package，BSP）； BSP作为上层软件与硬件平台之间的接口，需要为操作 系统提供操作和控制具体硬件的方法。 BSP一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入／输
● 从技术的角度定义：以应用为中心、以计算机技术为 基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠 性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 ● 从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能 的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。
术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个
完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共 存多个嵌入式系统。
精简系统内核，降低功耗和软硬件成本。 提供更加友好的多媒体人机交互界面。 嵌入式操作系统自身结构的设计更加便于移植。
嵌入式软件平台得到迚一步完善。
开发厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还要 提供强大的硬件开发工具和软件支持包。
1.1.3 嵌入式系统的组成
嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，
嵌入式微处理器（Embedded Micro Processing Unit，
EMPU）由通用计算机中的CPU发展而来，以最低的功耗 和资源实现嵌入式应用的特殊要求。
通常嵌入式微处理器把CPU、ROM、RAM及I/O等做到同
一个芯片上。 目前主流的32位嵌入式微处理器系列主要有ARM系列、 MIPS系列、 PowerPC系列等。
1.3 嵌入式微处理器的结构和类型
嵌入式微处理器的字长宽度可分为4位、8位、16位、 32位和64位。一般把16位及以下的称为嵌入式微控制
器（Embedded Micro Controller ）， 32位及以上的
称为嵌入式微处理器。
1.3 嵌入式微处理器的结构和类型
嵌入式微处理器可以分为以下几类：
出操作和硬件设备的配置等功能。
1.1.3 嵌入式系统的组成
2．中间层 （1）嵌入式系统硬件初始化 分为3个主要环节：
①片级初始化是一个纯硬件的初始化过程。
②板级初始化是一个同时包含软硬件两部分在内的初 始化过程。 ③系统级初始化主要迚行操作系统的初始化。 建立系统内存区，加载幵初始化其他系统软件模块等。
（1）无操作系统阶段
（2）简单操作系统阶段 （3）实时操作系统阶段 （4）面向Internet阶段
1.1.2 嵌入式系统发展趋势
1．嵌入式系统的发展历史 （1）无操作系统阶段
单片机是最早应用的嵌入式系统，用来执行一些单线
程的程序；
功能：完成监测、伺服和设备指示等； 一般没有操作系统的支持，程序设计采用汇编语言。 由单片机构成的这种嵌入式系统使用简便、价格低廉， 在工业控制领域中得到了非常广泛的应用。
（b）大端存储法 图1.2.2 大端和小端存储法示例
1.2.4 信息存储的字节顺序
2．可移植性问题
当在不同存储顺序的微处理器间进行程序移植时，往 往会涉及到存储顺序的问题。 单一存储方式共享数据:只要解释一种格式，解码简单。 以不同的存储方式共享数据：不需要对数据的原顺序进 行转化，编码器和解码器采用同一种存储方式时因为不需 要变换字节顺序，也能提高通信效率。
采用单一的地址及数据总线，程序指令和数据的宽度相同。
在高速运算时，在传输通道上会出现瓶颈效应。
目前使用冯．诺依曼结构的CPU和微控制器品种有很多，例 如Intel公司的8086系列及其他CPU，ARM公司的ARM7、MIPS 公司的MIPS处理器等。
1.2.1 冯· 诺依曼结构与哈佛结构
2．哈佛（Harvard）结构
RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。
1.1.4 实时操作系统
1. RTOS的定义：
RTOS是指能够在指定时间内完成系统功能和及时做 出响应的系统。
在RTOS支持的系统中， 每个任务均有一个优先级， RTOS根据各个任务的优先级，动态地切换各个任务， 保证对实时性的要求。
1.1.4 实时操作系统
晶振 部件 I/O 部件 中断 部件
1.3.1 嵌入式微控制器
有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、
MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、 68300、数目众多ARM芯片等。 目前MCU占嵌入式系统约70％的市场份额。
1.3.2 嵌入式微处理器
队列、延时等。
1.2 嵌入式微处理器体系结构
1.2.1 冯· 诺依曼结构与哈佛结构 1.2.2 精简指令集计算机
1.2.3 流水线技术
1.2.4 信息存储的字节顺序
1.2.1 冯· 诺依曼结构与哈佛结构
1．冯· 诺依曼（Von Neumann）结构
冯· 诺依曼结构的计算机其程序和数据共用一个存储空间；
1.2.4 信息存储的字节顺序
例如，假设一个32位字长的微处理器上定义一个int类
型的常量a，其内存地址位于0x6000处，其值用十六进 制表示为0x23456789。
1.2.4 信息存储的字节顺序
地址
数据（十六迚制）
0x6000 0x89
0x6001 0x67
0x6002 0x45 00100011
0x6003 0x23 00000001
数据（二迚制） 01100111 01000101
（a）小端存储法
地址
数据（十六迚制）
0x6000 0x23
0x6001 0x45
0x6002 0x67 00100011
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0x6003 0x89 00000001
数据（二迚制） 01100111 01000101
第1章 嵌入式系统基础知识
1.1 嵌入式系统的定义和组成
概述
嵌入式系统具有无数的种类，每类都具有自己独特的个性。
例如，MP3、数码相机与打印机就有很大的不同。
汽车中更是具有多个嵌入式系统，使汽车更轻快、更干净、 更容易驾驶。 在工业产业、日常生活中嵌入式系统无处不在。
现实中的嵌入式系统
1.1.1 嵌入式系统的定义
1.2.3 流水线技术
流水线的基本概念
1.2.4 信息存储的字节顺序
1．大端和小端存储法
一个多字节类型的数据，在存储器中有两种存放方法：
小端字节顺序存储法：是低字节数据存放在内存低地址 处，高字节数据存放在内存高地址处； 大端字节顺序存储法：高字节数据存放在低地址处，低 字节数据存放在高地址处。
哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存 储空间中; 系统中具有程序的数据总线与地址总线，数据的数据 总线与地址总线。 目前使用哈佛结构的CPU和微控制器品种有很多，除
DSP处理器外，还有摩托罗拉公司的MC68系列、Zilog
公司的Z8系列、ARM公司的ARM9、ARM10和ARM11等。
嵌入式系统示例
——汽车控制系统
嵌入式系统示例
——汽车控制系统
后车门控 制系统 尾灯控制 系统
前车门控 制系统 发动器控 制系统
所有的控 制系统都 是一个完 整的嵌入 式系统
马达
座椅控制 系统
控制器 车灯
1.1.2 嵌入式系统发展趋势
1．嵌入式系统的发展历史
嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下4个阶段。
1.1.2 嵌入式系统发展趋势
1．嵌入式系统的发展历史 （4）面向Internet阶段
迚入21世纪，Internet技术与信息家电、工业控
制技术等的结合日益紧密，嵌入式技术与
Internet技术的结合正在推动着嵌入式系统的飞 速发展。
1.1.2 嵌入式系统发展趋势
2．嵌入式系统的发展趋势
面对嵌入式技术与Internet技术的结合，嵌入式系统 的研究和应用在飞速发展。
1.1.2 嵌入式系统发展趋势
1．嵌入式系统的发展历史
（3）实时操作系统阶段 20世纪90年代，实时多仸务操作系统（Real-time Operation System，RTOS）逐渐形成，系统能够运行在 各种不同类型的微处理器上； 功能： 文件和目录管理 设备管理 多任务 网络 图形用户界面Graphic User Interface，GUI 应用程序接口Application Programming Interface， API），使应用软件的开发变得更加简单。
可以分为: 硬件层 中间层
系统软件层
应用软件层
1.1.3 嵌入式系统的组成
1．嵌入式计算机系统的硬件层