2010下半年嵌入式系统设计师考试下午试卷解析

"2010下半年嵌入式系统设计师下午考试试题，包含PDF格式的试卷，主要涉及嵌入式系统设计的相关知识，包括冯·诺依曼结构和哈佛结构的计算机体系，以及一个嵌入式系统设计方案的描述，该系统由数据处理模块、信号处理模块和光纤网络交换模块构成，处理器选用了PPC7447，并提到了存储器配置和通信接口等硬件组件。" 嵌入式系统是计算机科学的一个重要领域，特别是在物联网、工业自动化、汽车电子和消费电子产品中广泛应用。2010年的这场考试强调了对这一领域的深入理解和实践能力。试卷中提到的冯·诺依曼结构和哈佛结构是两种基本的计算机体系架构。 1. **冯·诺依曼结构**：这是最早且最常见的计算机设计模型，由约翰·冯·诺依曼提出。在这种结构中，程序和数据共享同一存储空间，通过中央处理器（CPU）执行存储在内存中的指令来处理数据。这种设计简单且成本较低，但可能会导致数据和指令的访问冲突，即所谓的“冯·诺依曼瓶颈”。 2. **哈佛结构**：与冯·诺依曼结构相反，哈佛结构将程序存储器和数据存储器物理上分离，允许它们独立操作，从而提高了数据处理速度。这种结构在嵌入式系统和数字信号处理中常见，因为它可以同时读取指令和数据，减少延迟。 试卷中的嵌入式系统设计采用了PowerPC（PPC）7447作为主处理器，这是一种基于RISC（精简指令集计算机）架构的芯片，具有高性能和低功耗的特点。它内部的二级CACHE用于提升数据存取速度，而SDRAM、FLASH、NvRAM等不同类型的存储器则满足系统不同层次的存储需求。 3. **系统模块化设计**：数据处理模块、信号处理模块和光纤网络交换模块的划分，体现了嵌入式系统的模块化设计思想，这有利于功能的划分和优化，提高系统的可靠性和可维护性。 4. **通信接口**：FC（Fabric Channel）通信接口和以太网接口是嵌入式系统中常见的通信方式，用于系统内部和外部的数据交互。FC接口常用于高速数据传输，而以太网接口则提供与局域网或互联网的连接。 5. **实时时钟和NvRAM**：实时时钟（RTC）是系统保持时间同步的关键组件，而NvRAM（非易失性RAM）则能在断电后保存数据，对于需要持久保存状态的嵌入式应用至关重要。 整个试卷不仅测试了考生对理论知识的理解，还考察了他们将这些知识应用于实际系统设计的能力，包括处理器选择、存储配置、接口设计等多个方面，全面评估了嵌入式系统设计师的专业技能。