嵌入式系统分成软件结构和硬件结构，其中软件结构主要由操作系统和应用软件组成。（）

B、操作系统与应用软件的集成。

C、软件的结构。

D、嵌入式系统的软件是没有出口的，程序不能“退出”，整个程序的结构应该是无限的循环。

E、嵌入式系统的软件设计需要考虑硬件的支持、操作系统的支持、程序的初始化和引导等诸多的方面。

甲公司承担了一项为宇航系统配套生产高性能嵌入式计算机系统的任务，用户要求该系统要具有高速并发处理能力、低功耗、高可靠性，并可以有效地防止系统故障的蔓延。根据用户对本项目的要求，甲公司成立了软/硬件两个项目组，总体设计由硬件组承担，负责高性能嵌入式计算机系统体系结构设计，软件组负责确定软件的技术需求和应用软件开发平台的软件设计工作。

在处理器选型方面，硬件组王工与软件组张工在讨论采用哪种CPU体系结构方面发生争议。目前，流行的处理器结构包括了单核结构、多处理器结构、超线程结构、多核结构、共享Cache的多核结构和超线程技术的多核结构六种，如下图所示。

王工提出，根据用户要求，本嵌入式系统应具有高速并行处理能力，采用多处理器结构比较适合，主要理由是多处理器结构设计简单、可支持多个进程在不同处理器上并发处理；而张工提出，必须分清“多处理器结构”与“多核结构”的优点和缺点，多处理器结构虽然支持多进程的并发处理，但没有直接实现多线程并发执行；多核结构可以直接实现多线程并发执行。要提高应用的并行性就必须利用多个硬件资源的并行工作，建议采用超线程技术的多核结构的处理器。请填写下图(f)中的(1)～(8)，并用300字以内的文字对上述六种处理器结构的工作原理进行简要描述。

某公司承担了一项嵌入式系统软件开发项目。该项目主要用于车载电子系统中监视发动机及燃油系统等系统工作状况，并通过综合仪表显示给驾驶员。经过多次与用户沟通，形成以下技术要求：

(1)本项目的硬件平台由主处理机模块和多种接口模块组成，底板采用标准VME总线(硬件结构图如图3-1所示)，具体硬件模块配置如下。

①主处理机模块(CPM)采用PowerPC755，主频266MHz，配有SDRAM存储器和FLASH存储器；提供一个定时/计数器；支持16级中断和二级cache。

②输入输出模块(IOC)支持16路RS422接口信号，传输速率不低于115.2kbps，IOC模块与CPM模块的数据交换采用64KByte双端口存储器。

③离散量接口模块(DAM)支持64路开关型离散量输入输出接口；2路频率量输入；12位A/D转换器和12位：D/A转换器。

④图形处理模块(GPM)用于显示图形，支持OpenGL标准接口软件。

⑤MBI模块主要提供1553B外总线接口，PSM为电源支持模块。

(2)本项目软件主要工作在CPM模块中，完成对外部设备的数据采集、分析和相应的控制，将监视结果以图形方式显示给驾驶员。该系统的软件主要包括外部接口驱动软件、VME数据传输软件、处理软件、图形显示和外总线(1553B)数据交换软件。要求数据的采集必须确保每帧数据无丢失，并在本帧内完成数据的处理工作，本帧信息显示给驾驶员的时刻最晚不能超过下帧。详细的技术要求如下。

①16路RS422接口主要完成对汽车燃油系统、动力系统和驾驶员命令的数据采集与控制。RS422数据传输格式将以32Byte为基本数据块，分别以20ms、40ms、60ms和1s四个不同周期交换数据。

②64路离散量数据主要监控发动机工作状态，要求每10ms采集一次，并在下一个10ms周期内将发动机状况显示到驾驶员座舱。

③多路模拟量数据主要采集发动机转速、油量及汽车的其他数据，为驾驶员监控汽车状态提供必要的量化数据。模拟量数据的刷新频率为1s。

④外总线(1553B)主要完成该系统与汽车其他电子系统的数据交换。

公司将本项目交给项目主管李工实施，要求李工按技术要求完成本项目的软件设计工作，公司根据合同关于“数据的采集必须确保每帧数据无丢失，并在本帧内完成数据的处理工作，本帧信息显示给驾驶员的时刻最晚不能超过下帧”的要求，提醒李工设计中重点考虑整个系统的实时性问题。李工完成设计后，提交公司评审，会上就李工设计中存在的缺陷展开了激烈讨论，最终达成一致。

李工在设计IOC模块软件时指出：为了使CPM模块能够及时处理RS422数据，在IOC与CPM间的双端口存储器中为每个422通道设计一级缓冲，当某通道接收一个字节时，就将数据放入缓冲，由CPM接收(其结构如图3-2所示)。这样的好处在于每当有数据输入时，CPM模块可立即读取，而增大双口缓冲的目的是在CPM来不及处理时可防止数据的丢失。同时，IOC中的程序相对简单、实时性好、可以不考虑422通道的数据传输周期，只要按查询方式对16路422输入进行查询读取即可。

会上，王工提出了强烈的反对意见，认为这种设计方法绝对不可取，这种方法只考虑了软件的简单与便利，而没有针对软件特点考虑问题，在设计中对实时性、负载平衡分配及实现算法上均存在缺陷，必须改进。

(1)你认为李工的设计在实时性、负载平衡分配和实现算法上存在怎样的缺陷?详细说明理由。

(2)请给出IOC模块和CPM模块之间双口存储器数据交换方法。

3. 某公司承担了一项宇航嵌入式设备的研制任务。本项目除对硬件设备环境有很高的要求外，还要求支持以下功能：

(1) 设备由多个处理机模块组成，需要时外场可快速更换(即LRM结构)；

(2) 应用软件应与硬件无关，便于软硬件的升级；

(3) 由于宇航嵌入式设备中要支持不同功能，系统应支持完成不同功能任务间的数据隔离；

(4) 宇航设备可靠性要求高，系统要有故障处理能力。

公司在接到此项任务后，进行了反复论证，提出三层栈(TLS)软件总体架构，如下图所示，并将软件设计工作交给了李工，要求他在三周内完成软件总体设计工作，给出总体设计方案。

[问题1]

用150字以内的文字，说明公司制定的TLS软件架构的层次特点，并针对上述功能需求(1)～(4)，说明架构中各层内涵。

[问题2]

在TLS软件架构的基础上，关于选择哪种类型的嵌入式操作系统问题，李工与总工程师发生了严重分歧。李工认为，宇航系统是实时系统，操作系统的处理时间越快越好，隔离意味着以时间作代价，没有必要，建议选择类似于VxWorks5.5的操作系统；总工程师认为，应用软件间隔离是宇航系统安全性要求，宇航系统在选择操作系统时必须考虑这一点，建议选择类似于Linux的操作系统。

请说明两种操作系统的主要差异，完成下表中的空白部分，并针对本任务要求，用200字以内的文字说明你选择操作系统的类型和理由。

两种操作系统的主要差异

[问题3]

故障处理是宇航系统软件设计中极为重要的组成部分。故障处理主要包括故障监视、故障定位、故障隔离和系统容错(重组)。用150字以内的文字说明嵌入式系统中故障主要分哪几类?并分别给出两种常用的故障滤波算法和容错算法。

A.指令集模拟器只是在宿主机上运行的纯软件工具

B.指令集模拟器可以根据目标机指令集的定义生成目标机器指令序列，并仿真运行

C.指令集模拟器中把目标机处理器硬件逻辑用变量或数据结构表示

D.指令集模拟器只能采用解释型的方式来仿真运行目标机器指令序列

A.在系统设计阶段应该根据系统需要实现的功能，来综合考虑软硬件功能的划分，确定哪些功能由硬件完成，哪些功能由软件完成。

B.在系统设计阶段不仅需要描述用户的功能需求如何实现，且需要描述非功能需求（如：功耗、成本、尺寸等）如何实现。

C.构件设计阶段，设计者需要设计或选择符合系统结构所需要的具体构件。构件通常是指硬件模块，而不包括软件模块。

D.系统集成与测试阶段，应该每次只对一部分构件或模块所集成的系统进行测试，各部测试完成后，再整体测试。

下面是关于嵌入式软件测试方面的叙述，回答问题1 至问题 3，将解答填入答题纸的对应栏内。

【说明 】

某公司是一个有资质的专业嵌入式软件测评中心，承担了一项嵌入式软件的测试任务。按用户要求，需要对被测软件进行单元测试、部件（集成）测试和系统测试。

【 问题1】6 分）

软件测试中的单元测试、部件（集成）测试和系统测试都有各自的测试目标。以下描述中属于单元测试的是 （1） ，属于部件（集成）测试的是 （2） ，属于系统测试的是 （3） ，请把以下 8 个选项的序号分别填入上述空白处，且不能重复。将答案填写在答题纸对应的栏目中。

① 测试对象为单个模块或者函数

② 测试对象包括整个软件系统，以及软件所依赖的硬件，外设等

③ 测试对象为多个模块或多个单元

④ 整个测试必须在系统实际运行环境中进行

⑤ 主要测试模块内部逻辑结构的正确性

⑥ 测试各个模块间的调用接口

⑦ 包括测试部分全局数据结构及变量

⑧ 主要测试局部数据结构及变量

【 问题2】 （5 分 ）

被测软件研制方提出，为节约成本，由软件开发人员对所开发的软件进行测试，测评中心仅仅进行测试结果确认，并按测评中心规定编写各种测试文档并出具证明。此提议遭到测评中心的反对。软件研制方认为：

（1）自己编写的程序，结构熟悉，需求清楚，易发现问题；

（2）自己测试后，又经过第三方的确认，是可行的；

（3）知识产权可受保护。

测评中心反驳：

（1）程序不能由编写者自己测试，就像不能既当运动员又当裁判员一样；

（2）自己测试，有弄虚作假的嫌疑；

（3）软件测试不能丧失独立性，仅由测评中心确认，损害测评中心声誉，不行。 针对上述情况，应该由 （1） 进行测试。软件研制方的3条理由正确的有 （2） 条，错误的有 （3） 条；测评中心所说的正确的有 （4） 条，错误的有 （5） 条。

【问题3】（4分）

判断以下关于软件测试叙述的正确性，回答“错”或“对” ， 并将其填入答题纸的

对应栏内。

（1）判定/条件覆盖使每个分支至少被执行一次，且判定中的每个条件都获得所有

可能的逻辑值。

（2）在没需求文档的条件下能够进行黑盒测试。

（3）在进行压力测试的同时可以进行单元测试。

（4）软件测试中设计的测试实例（test case）主要由输入数据和预期输出结果两部分组成。

博学公司承担了一项宇航嵌入式设备的研制任务。本项目除对硬件设备环境有很高的要求外，还要求支持以下功能：

①设备由多个处理机模块组成，需要时外场可快速更换（即LRM结构）。

②应用软件应与硬件无关，便于软硬件的升级。

⑨由于宇航嵌入式设备中要支持不同功能，系统应支持完成不同功能任务间的数据隔离。

④宇航设备可靠性要求高，系统要有故障处理能力。

公司在接到此项任务后，进行了反复论证，提出三层栈（TLS）软件总体架构，如图12-7所示，并将软件设计工作交给了李工，要求其在3周内完成软件总体设计工作，给出总体设计方案。

A. 在嵌入式系统开发中，不同复杂程度的嵌入式系统，使用的调试工具不完全相同

B. 嵌入式系统开发时，所采用的调试工具，其任务是控制程序代码的执行并使系统中看不见的信息成为可见

C. 对嵌入式系统进行调试时，硬件部分的调试需要借助JTAG调试工具，不需要借助于“正确”的软件

D. 在线仿真器是一种嵌入式系统的调试工具，其与所要开发的嵌入式系统应具有相同的嵌入式处理器体系结构

在处理器选型方面，硬件组王工与软件组张工在讨论采用哪种CPU体系结构方面发生争议。目前，流行的处理器结构包括单核结构、多处理器结构、超线程结构、多核结构、共享Cache的多核结构和超线程技术的多核结构共6种，如图12-20所示。