嵌入式控制系统一般由下列哪几部分组成？

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。请根据你实际参与开发的经验，论述下列三个问题：

简述嵌入式系统的核心概念与开发的具体步骤，概要叙述你参与分析和开发的软件项目以及你所担任的工作。

【题目描述】

                      试题一 （共15 分）

阅读以下关于某嵌入式系统设计方案的叙述，回答问题 1 至问题3，将答案填入答题纸的对应栏内。

 

【说明 】

通常计算机按其体系结构分为冯·诺依曼（Von neumann）结构和哈佛（Harvard）结构。冯·诺伊曼结构，也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。复杂系统的不同处理器可采用不同类型体系结构。

某嵌入式系统由数据处理模块、信号处理模块和光纤网络交换模块组成，如图 1-1所示。其中数据处理模块的主处理器选用 PPC7447，内部集成了二级 CACHE，并有SDAM存储器、FLASH、NvRAM、实时时钟、FC(Fabric Channel)通信接口、以太网接口和 RS232 接口；信号处理模块采用 DSP TMS320C6000，并有 FC 通信接口、RS232

接口，用于SPM与外部数据通信；光纤网络交换模块提供FC 协议交换能力，主要由控制单元和交换单元两部分组成。  

本嵌入式系统的数据处理模块主要接收外部命令、控制系统运行、与系统其它模块通讯；信号处理模块主要进行图形图像处理，需要较大的运算量和较高的运算速度。

【 问题1】（6 分）     

回答下列问题，将答案填写在答题纸对应的栏目中。

本嵌入式系统的数据处理模块采用 （1） 体系结构，信号处理模块采用 （2） 体系结构。

在设计中断时，中断触发方式一般分为沿中断和电平中断。沿中断利用 （3） 或 （4） 作为中断触发信号, 电平中断利用 （5） 或 （6） 作为中断触发信号。 

【 问题2 】（5 分）     

在设计数据处理模块 DPM 时，假设某桥芯片内部集成一路递增定时器，定时器位宽为32位，最高位为控制使能位，输入时钟为25MHz。请回答下面三个问题，将答案填写在答题纸对应的栏目中（给出表达式即可）。

（1）该定时器最长定时时间是多少（单位ns）？

（2）设置10ms定时时间，则定时器的初值为多少？

（3）若改为一路递减定时器，设置10ms定时时间，则定时器的初值为多少？

【 问题 3】（ 4分）    

 嵌入式系统底层FC通讯驱动对大数据采用DMA数据传输。图1-2是未完成的DMA数据传输工作流程图，请从下面①～⑧中选择正确的答案，完成该图，将答案填写在答题纸的对应栏中。

备选答案： 

① 字计数器计数       

②DMA 发送中断      

③DMA 响应 

④ DMA 接收4个字节    

⑤ 发送内存地址       

⑥ 再次修改内存地址 

⑦ 传送结束         

⑧ 继续传送                                                               

                        

【我提交的答案】：冯.诺伊曼结构，哈佛结构

【参考答案分析】：

试题一（共15分）

【问题1】（6分，每空1分）

（1） 冯.诺依曼 或Von neumann

（2） 哈佛 或Harvard

（3）～（4）：答案次序无关。答案为：上升沿、下降沿

（5）～（6）：答案次序无关。答案为：高电平、低电平

【问题2】（5分）

（1）40*231或85899345920                （1分）

（2）10*106/40或250000     （2分）

（3）231-10*106/40或2147233648   （2分）

【问题3】（4分，每空1分）

（1）DMA响应，或③

（2）发送内存地址，或⑤

（3）字计数器计数，或①

（4）传送结束，或⑦

                      

【我的疑问】（如下，请求专家帮助解答）

递增定时器和递减定时器是如果触发的 ？

试题三 （25 分）

阅读以下关于嵌入式系统设计方面的叙述，在答题纸上回答问题 1 至问题 3。

某公司承担了一项大型物料配送中心的研发项目，使用自动化设备进行货物的存取。系统主要由两部分组成，其一是装有智能设备的配送车，用于自动化装卸货物；其二是用于管理和调度这些配送车的物料配送中心。如图 3-1 所示。

智能设备接受配送中心发出的存取货指令，根据货舱地址和舱位位置等参数，自动控制配送车行走，并调整机械臂到达目标舱位，当存取完货物后，再次等待配送中心指令。其中，视频监视器用于采集工作现场的视频数据，该数据用于智能设备识别配送车当前位置。

公司经理将智能设备的研制任务交给了李工。李工投入了大量的时间，通过一个月的努力，提交了智能设备的设计方案。但是，出乎李工预料，该方案被专家评审会否定了。评审意见指出，李工的设计方案实施成本高，并且在技术上有缺陷，建议重新设计。

【问题 1】 （10 分）

李工的设计方案指出，考虑到智能设备工作的环境条件非常恶劣，并且处理机要处理大量的视频信息，所以，智能设备的硬件设计应考虑以下几点：

（1）由于智能设备要处理大量的图像数据，智能设备中的处理机应采用目前先进的、具有很强数据处理和信号处理能力的 MPC7410 处理器，并采用双处理机结构，以增加设备的容错能力；

（2）为了使智能设备适应不同环境条件，其设备的环境温度指标必须满足军用标准要求（-55 度～+70 度） ，因此，元器件必须经过严格筛选，并考虑芯片散热问题；

（3）由于智能设备与配送中心的数据交换采用无线通信，而配送中心又要控制多台配送车，为了保证通信数据的安全性，避免相互干扰，设计中应考虑采用安全措施，实施数据加解密操作，密钥由配送中心统一管理与分发。

请用 300 字以内的文字说明上述三点设计考虑有何问题。

【问题 2】 （6 分）

图 3-2 是李工在设计方案中给出的智能设备工作状态转换图。

（1）请指出图中的两处错误（在图中圈出）并用 200 字以内的文字说明理由；

（2）给出正确的状态转换图。

【问题 3】 （9 分）

针对李工的设计缺陷，请用 300 字以内的文字说明本项目应如何进行正确设计

阅读以下关于嵌入式系统设计方面的叙述，在回答问题1至问题3。

某公司承担了一项大型物料配送中心的研发项目，使用自动化设备进行货物的存取。系统主要由两部分组成：其一是装有智能设备的配送车，用于自动化装卸货物：其二是用于管理和调度这些配送车的物料配送中心。如图3-1所示。

智能设备接受配送中心发出的存取货指令，根据货舱地址和舱位位置等参数，自动控制配送车行走，并调整机械臂到达目标舱位，当存取完货物后，再次等待配送中心指令。其中，视频监视器用于采集工作现场的视频数据，该数据用于智能没备识别配送车当前位置。

公司经理将智能设备的研制任务交给了李工。李工投入了大量的时间，通过一个月的努力，提交了智能设备的设计方案。但是，出乎李工预料，该方案被专家评审会否定了。评审意见指出，李工的设计方案实施成本高，并且在技术上有缺陷，建议重新设计。

李工的设计方案指出，考虑到智能设备工作的环境条件非常恶劣，并且处理机要处理大量的视频信息，所以，智能设备的硬件设计应考虑以下几点：

(1)由于智能设备要处理大量的图像数据，智能设备中的处理机应采用目前先进的、具有很强数据处理和信号处理能力的MPC7410处理器，并采用双处理机结构，以增加设备的容错能力：

(2)为了使智能设备适应不同环境条件，其设备的环境温度指标必须满足军用标准要求(-55度～+70度)，因此，元器件必须经过严格筛选，并考虑芯片散热问题：

(3)由于智能设备与配送中心的数据交换采用无线通信，而配送中心义要控制多台配送车，为了保证通信数据的安全性，避免相互千扰，设计中应考虑采用安全措施，实施数据加解密操作，密钥由配送中心统一管理与分发。

请用300字以内的文字说明上述三点设计考虑有何问题。

A. AMBA是指先进的微控制器总线体系结构

B. AMBA虽然只有一个版本，但能够满足各类ARM处理器开发的需要

C. 总体而言，AMBA由系统总线和外围总线两部分组成

D. 通过AMBA连接的ARM嵌入式芯片中的不同组件的运行速度可能不同

A、3部分

B、2部分

C、4部分

D、5部分