嵌入式系统设计师考试大纲(全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试指定用书)

考试科目 1：嵌入式系统基础知识 1．计算机系统基础知识 1.1 数制及其转换 1.1.1 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 1.2 数据的表示 1.2.1 数值的原码、反码、补码、移码表示，定点 数和浮点数，精度和溢出 1.2.2 字符、汉字、声音、图像的编码方式 1.2.3 校验方法和校验码（奇偶校验码、海明校验 码、循环冗余校验码等） 1.3 算术运算和逻辑运算 1.3.1 二进制数运算方法 1.3.2 逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简 1.4 计算机组成及主要部件的基本工作原理 1.4.1 CPU 的组成和基本工作原理 1.4.2 常用 I/O 设备、通信设备的性能以及基本工 ·20· 作原理 1.4.3 I/O 接口的功能、类型和特点 1.5 计算机体系结构 1.5.1 CISC、RISC、流水线技术和超标量等 1.5.2 多处理机、并行处理和分布处理 1.5.3 冯·诺依曼结构与哈佛结构 1.6 可靠性与系统性能评测基础知识 1.6.1 诊断与容错 . 故障检测 . 容错技术与容错控制 1.6.2 系统可靠性的分析与评价 . 系统可靠性的定义 . 串联系统的特点及可靠性度量 . 并联系统的特点及可靠性度量 . N 模冗余系统等可靠性模型的特点 1.6.3 计算机系统性能的评测方法 . 平均无故障时间的定义及计算 . 平均修复时间的定义及计算 . 可用性的定义及计算 2．嵌入式系统硬件基础知识 2.1 数字电路基础 2.1.1 信号特性与信号转换 2.1.2 组合逻辑电路和时序逻辑电路 2.1.3 可编程逻辑器件 2.2 嵌入式微处理器基础 2.2.1 嵌入式微处理器的结构和类型 . 常用 8 位、16 位、32 位、64 位处理器 ·21· 的体系结构特点 . 常用 DSP 处理器的体系结构特点 . 同构多核处理器的体系结构特点 . 异构多核处理器的体系结构特点 2.2.2 嵌入式微处理器的异常与中断 . 异常 .. 陷阱 .. 故障 .. 终止 . 中断 .. 硬中断、软中断 .. 可屏蔽中断、不可屏蔽中断 .. 中断优先级 .. 中断嵌套 2.3 嵌入式系统的存储体系 2.3.1 存储系统的层次结构 2.3.2 内存管理单元（MMU） 2.3.3 RAM 和 ROM 的种类 2.3.4 高速缓存（Cache） 2.3.5 其他存储设备 2.4 嵌入式系统 I/O 2.4.1 GPIO、PWM 接口的基本原理与结构 2.4.2 A/D、D/A 接口的基本原理与结构 2.4.3 键盘、显示、触摸屏、声控屏等接口的基本 原理与结构 2.4.4 嵌入式系统的音频和视频接口 2.4.5 输入输出控制 ·22· 2.5 定时器和计数器 2.5.1 定时器和计数器的工作原理 2.5.2 定时器的设计 2.5.3 计数器的设计 2.6 嵌入式系统总线及通信接口 . PCI、PCI-E、EISA、VME、CPCI、PCMCIA 等的基本原理和特点 . USB、串口、红外、并口、SPI、IIC、 1394、CAN 等的基本原理和特点 . 以太网、WLAN、蓝牙、Zigbee、AFDX、 FC 等的基本原理和特点 . Select IO、Rapid IO 等高速串行通信接口 的基本原理和特点 . 3G、4G、5G 等通信接口的基本原理和 特点 2.7 嵌入式系统电源分类及管理 2.8 电子电路设计 2.8.1 电子电路设计基础知识 . 电子电路设计原理 . 电子电路设计方法及步骤 . 电子电路可靠性设计 2.8.2 PCB 设计基础知识 . PCB 设计原理 . PCB 设计方法及步骤 . 多层 PCB 设计的注意事项及布线原则 . PCB 的可靠性设计（电磁兼容） 2.8.3 电子电路测试基础知识 ·23· . 电子电路测试方法 . 硬件可靠性测试 3．嵌入式系统软件基础知识 3.1 嵌入式软件基础知识 3.1.1 嵌入式软件分类 . 系统软件 . 支撑软件 .. 中间件 .. 可配置组件 . 应用软件 3.1.2 嵌入式系统初始化 . 系统引导（Bootloader） . 板级支持包（BSP） 3.1.3 无操作系统支持的嵌入式软件体系结构 3.1.4 有操作系统支持的嵌入式软件体系结构 3.1.5 嵌入式支撑软件（嵌入式文件系统、嵌入式 数据库、分布式对象系统、GUI 等） 3.2 嵌入式操作系统基础知识 3.2.1 嵌入式操作系统基本概念 3.2.2 处理器管理 . 多道程序 . 分区、进程、线程、任务的概念 . 任务管理 . 任务调度 . 优先级反转（优先级反转、优先级继承、 优先级天花板等） . 任务间通信（共享内存、消息、邮箱、 ·24· 管道、信号等） . 同步与互斥（竞争条件、临界区、互斥、 信号量、死锁等） . 高可靠性操作系统的分区调度和分区通 信等 3.2.3 存储管理 . 存储管理方式 . 分区存储管理（固定分区、可变分区、 内存保护等） . 地址重定位（逻辑地址、物理地址、地 址映射等） . 页式存储管理 . 虚拟存储技术（程序局部性原理、虚拟 页式存储管理、页面置换算法等） 3.2.4 设备管理 . 物理设备、逻辑设备、虚拟设备等 . 设备分类（字符设备、块设备、网络 设备） . 设备管理方式（设备文件、设备控制、 设备无关性、中断处理、缓冲技术、假 脱机技术等） . 设备驱动程序 3.2.5 文件系统 . 文件和目录 . 文件的结构和组织 . 存取方法与存取控制 . 常见嵌入式文件系统（FAT、RAMFS、