嵌入式硬件工程师考试大纲

嵌入式系统设计师属于软考中级资格考试，嵌入式系统设计师应用技术科目的考试时间安排在下午，考试题型为主观问答题，满分为75分，合格标准基本上稳定在45分。软考中级嵌入式系统设计师的应用技术科目安排在下午考试，根据嵌入式系统设计师考试大纲，下午科目考试范围如下：1.嵌入式系统开发过程；系统需求分析方法与步骤；系统设计；•系统硬件配置；•系统功能组成分配；•软硬件功能的分配；•可行性验证及设计审查；•系统规格；•周期，成本及工作量估计；•开发计划；软硬件协同设计；硬件设计；软件设计；•软件结构；•设计评审；•软件详细设计；系统测试；•测试环境；•测试计划（内容、方法、标准、过程、检验）；•硬件测试；•软件测试（单元测试、集成测试）；•软硬件联合测试；•实施测试；系统评估；软件维护；2.嵌入式系统硬件设计；嵌入式系统硬件基本结构；嵌入式微处理结构与应用；异常及中断处理技术； DMA技术；多处理系统；•多处理器系统特点；•多处理器系统构建技术；总线架构；•应用系统中的总线配置；内存种类及架构；•存储器系统接口设计；数字电路和逻辑电路；•专用集成电路；•可编程逻辑控制器件；输入/输出接口设计；输入/输出接口；•接口信号电平转换；•接口驱动电路设计；输入/输出接口应用技术；•外围设备；•串口通信；•并口通信；•模拟接口；•通信接口设备；•通信标准和协议；•数据传输方式；外围设备接口应用技术；外围存储设备；•存储卡，记忆棒，IC卡，MMC卡，SD卡；• DVD、CD-R、CD-RW；外围输入/输出设备；•键盘，鼠标，触摸屏；•液晶板、LED、7段数码管、蜂鸣器；电源设计技术；可靠性与安全性设计技术；错误检测与隔离技术；冗余设计；系统恢复设计；诊断技术；常用安全标准；抗干扰设计；电磁兼容设计；系统加密；3.嵌入式系统软件设计；嵌入式系统软件结构设计；嵌入式操作系统应用技术；时间管理；•系统时间；•时钟中断；内存管理；•静态内存管理；•动态内存管理；任务管理和任务间的通信；•任务间的通信机制；•信号量；•邮箱；•消息队列；异常处理；•异常处理方法；•中断优先级处理方法；•系统调用；嵌入式文件系统应用技术；嵌入式系统图形用户接口（GUI）应用技术；嵌入式系统数据库应用技术；嵌入式软件设计技术；汇编语言设计；•数据类型；•汇编语言程序结构；•汇编语言程序设计及优化；•子程序调用；嵌入式C语言设计；• ANSI-C的数据类型；• C程序结构；• C语言程序设计及优化；•程序的编译与链接；面向对象程序设计与开发；•面向对象的分析与设计方法UML；•面向对象的编程语言；•使用C++进行嵌入式系统开发；•使用Java进行嵌入式系统开发；系统级软件设计技术；•嵌入式系统固件与系统初始化设计；•设备驱动程序设计；•硬件抽象层、板级支持包设计；•嵌入式软件的移植技术；4.嵌入式系统开发技术；系统开发环境；开发工具；•文本编辑器；•汇编、编译和连接程序；• ICE和ICE监控器；•配置管理工具；•逆工程工具；平台；•操作系统；•分布式开发环境；开发环境创建方法及评估；•开发工作分析；•开发环境的建立；•维护、管理、使用开发环境的方法；•开发环境的平测；实时系统的分析技术；实时系统的分析技术；•结构化分析方法；•面向对象分析方法；实时系统的设计技术；•结构化分析方法；•面向对象分析方法；硬件设计环境；硬件描述语言；•硬件开发设计过程；•硬件描述语言的种类与特点；仿真技术；•逻辑仿真方法；•逻辑仿真工具；大规模集成电路系统的开发方法；• ASIC开发方法；• FPGA设计方法；• IP（intellectual property）；协同设计；•软硬件任务工和切调；•设计平审；嵌入式系统低功耗设计技术；•低功耗系统工作机制；•低功耗系统模型结构；•低功耗的硬件设计技术；•低功耗的软件设计技术；分布式嵌入系统设计；•分布式系统设计原理；•分布式系统的通信技术；•分布式系统设计应用；5.嵌入式系统应用；嵌入式系统在控制领域中的应用；嵌入式系统在手持设备中的应用；嵌入式系统在模式识别中的应用。温馨提示：因考试政策、内容不断变化与调整，猎考网提供的以上信息仅供参考，如有异议，请考生以权威部门公布的内容为准！ 下方免费复习资料内容介绍：软件设计师考试知识点分析汇总 格式：ZIP大小： 系统集成项目管理工程师备考100题 格式：PDF大小：资格考试有疑问、不知道如何总结考点内容、不清楚报考考试当地政策，点击底部咨询猎考网，免费领取复习资料

嵌入式硬件工程师需要掌握以下技能：

1、由需求分析至总体方案、详细设计的规划能力；

2、熟练运用设计工具、设计原理图、PCB板的能力；

3、熟练运用单片机、DSP、PLD、FPGA等进行软硬件开发调试的能力；

4、熟练运用仿真工具、示波器、信号发生器、逻辑分析仪等调测硬件的能力；

5、掌握常用的标准电路的设计能力，如复位电路、常用滤波器电路、功放电路、高速信号传输线的匹配电路等；

6、故障定位、解决问题的能力；

7、设计文档的组织编写技能。

嵌入式硬件工程师在开发中要注意的事项：

1、启动一个硬件开发项目

作为一个硬件系统设计者，要主动去了解各个方面的需求，并且综合起来，提出最合适的硬件解决方案。

项目开始之初需要召开讨论会议，应尽量邀请所有相关部门参与，好处有三：第一可以充分了解大家的需要，以免在设计上遗漏重要的功能；第二可以让各部门了解项目的情况，提早做好时间和人员上协作的准备；第三从感情方面讲，在设计之初各部门就参与，项目就成了大家共同的心血结晶，会得到大家的良好合作，对完成工作很有帮助。

2、原理图设计中要注意的问题

现在的芯片厂家一般都提供参考设计的原理图，要借助这些资源，在充分理解参考设计的基础上，做一些发挥。主要芯片选定后，最关键的外围设计包括电源、时钟和芯片间的互连。

电源是保证硬件正常工作的基础，设计中要详细分析：系统能够提供的电源输入，单板需要产生的电源输出，各个电源需要提供的电流大小等。

3、PCB设计中要注意的问题

要做到目的明确，重要信号线要严格要求布线长度和处理地环路，对于低速和不重要信号线可以放在稍低的布线优先级上。重要部分包括：电源的分割，内存的时钟线，高速差分线的布线等。

如果设计中所有重要布线要求明确，可以转换成整体的布线约束，利用CAD中的自动布线工具软件来实现PCB设计。

4、检查和调试

在进行调试时，一定要认真目视检查，检查在焊接过程中是否有可见的短路和管脚搭锡等故障，是否有元器件型号放置错误等问题。然后，用万用表测量各个电源到地的电阻，以检查是否有短路。调试过程要心态平和，多做比较和分析，逐步排除可能的原因，直至最后调试成功。

5、一些总结的话

从技术的角度，每个设计最终都可以做出来，但是一个项目成功与否，不仅取决于技术上的实现，还与完成时间、产品质量、团队配合密切相关。所以，良好的团队协作、透明坦诚的项目沟通、精细周密的研发安排、充裕的物料和人员安排，才能保证一个项目的成功。

嵌入式系统设计师考试大纲一、考试说明 1、考试要求： （1）掌握科学基础知识； （2）掌握嵌入式系统的硬件、软件知识； （3）掌握嵌入式系统分析的方法； （4）掌握嵌入式系统设计与开发的方法及步骤； （5）掌握嵌入式系统实施的方法 （6）掌握嵌入式系统运行维护知识； （7）了解信息化基础知识、信息技术引用的基础知识； （8）了解信息技术标准、安全，以及有关法律的基本知识； （9）了解嵌入式技术发展趋势； （10）正确阅读和理解计算机及嵌入式领域的英文资料。 2、通过本考试的合格人员能根据项目管理和工程技术的实际要求，按照系统总体设计规格进行软、硬件实际，编写系统开发规格说明书等相应的文档；组织和指导嵌入式系统靠法实施人员实施硬件电路、编写和调试程序，并对嵌入式系统硬件设备和程序进行优化和集成测试，开发出符合系统总体设计要求的高质量嵌入式系统；具有工程师的实际工作能力和业务水平。二、考试范围 考试科目1：嵌入式系统基础知识 1.计算机科学基础 数制及转换 o 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 o 数的机内表示（原码、反码、补码、移码，定点和浮点，精度和溢出） o 字符、汉字、声音、图像的编码方式 o 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 o 计算机中的二进制数运算方法 o 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 o CPU和存储器的组成、性能、基本工作原理 o 常用I/O设备、通信设备的性能，以及基本工作原理 o I/O接口的功能、类型和特点 o 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 o 诊断与容错 o 系统可靠性分析评价 o 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 总线电路与电平转换电路 可编程逻辑器件 嵌入式微处理器基础 嵌入式微处理器体系结构 o 冯.诺伊曼结构与哈佛结构 o CISC与RISC o 流水线技术 o 信息存储的字节顺序（大端存储法和小端存储法） 嵌入式系统处理器的结构和类型 o 常用8位处理器的体系结构和类型 o 常用16位处理器的体系结构特点 o 常用32位处理器的体系结构特点 o 常用DSP处理器的体系结构特点 o 多核处理器的体系结构特点 异常 o 同步异常（陷阱、故障、终止） o 异步异常（中断） o 可屏蔽中断、不可屏蔽中断 o 中断优先级、中断嵌套 嵌入式系统的存储体系 存储器系统 o 存储器系统的层次结构 o 高速缓存（Cache） o 内存管理单元（MMU） ROM的种类与选型 o 常见ROM的种类 o PROM、EPROM、E2PROM型ROM的典型特征和不同点 Flash Memory的种类与选型 o Flash Memory的种类 o NOR和NAND型Flash Memory的典型特征和不同点 RAM的种类与选型 o 常见RAM的种类 o SRAM、DRAM、DDRAM、NVRAM的典型特征和不同点 外存 o 常见外存的种类 o 磁盘、光盘、CF、SD等的典型特征和不同点 嵌入式系统I/O接口 定时器和计数器基本原理与结构 GPIO、PWM接口基本原理与结构 A/D、D/A接口基本原理与结构 键盘、显示、触摸屏接口基本与结构 嵌入式系统音频接口 嵌入系统通信及网络接口 o PCI、USB、串口、红外、并口、SPI、IIC、PCMCIA的基本原理与结构 o 以太网、CAN、WLAN、蓝牙、1394的基本原理与结构 嵌入式系统电源分类及电源原理 电子电路设计 电子电路设计基础知识 o 电子电路设计原理 o 电子电路设计方法及步骤 o 电子电路设计中的可靠知识 PCB设计基础知识 o PCB设计原理 o PCB设计方法及步骤 o 多层PCB设计的注意事项及布线原则 o PCB设计中的可靠性知识 电子电路测试基础知识 o 电子电路测试原理与方法 o 硬件抗干扰测试 3. 嵌入式系统软件知识 嵌入式软件基础知识 嵌入式软件的分类（系统软件、支撑软件、应用软件） 无操作系统支持的嵌入式软件体系结构（轮询、中断、前后台） 有操作系统支持的嵌入式软件体系结构 板极支持包基础知识（系统初始化、设备驱动程序） 嵌入式中间件（GUI、数据库） 嵌入式操作系统基础知识 嵌入式操作系统体系结构 o 单体结构、分层结构和微内核结构 任务管理 o 多道程序技术 o 进程、线程、任务的概念 o 任务的实现（任务的层次结构、任务控制块、任务的状态及状态转换、任务队列） o 任务调度（调度算法的性能指标、可抢占调度、不可抢占调度、先来先服务、短作业优先算法、时间片轮转算法、优先级算法） o 实时系统及任务调度（RMS、EDF算法） o 任务间通信（共享内存、消息、管道、信号） o 同步与互斥（竞争条件、临界区、互斥、信号量、死锁） 存储管理 o Flat存储管理方式 o 分区存储管理（固定分区、可变分区） o 地址重定位（逻辑地址、物理地址、地址映射） o 页式存储管理 o 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、工作集模型） 设备管理 o 设备无关性、I/O地址、I/O控制、中断处理、缓冲技术、假脱机技术） 文件系统基础知识 o 文件和目录 o 文件的结构和组织 o 存取方法、存取控制 o 常见嵌入式文件系统（FAT、JFFS、YAFFS） 操作系统移植基础知识 嵌入式系统程序设计 嵌入式软件开发基础知识 嵌入式程序设计语言 o 汇编、编译、解释系统的基础知识和基本工作原理 o 汇编语言 o 基于过程的语言（过程/函数、参数传递、全局变量、递归、动态内存分配、数据类型） o 面向对象的语言（对象、数据抽象、继承、多态、自动内存管理） o 各类程序设计语言的主要特点和适用情况 嵌入式软件开发环境 o 宿主机、目标机 o 编辑器、编译器、链接器、调试器、模拟器 o 常用嵌入式开发工具（编程器、硬件仿真器、逻辑分析仪、示波器） o 集成开发环境 o 开发辅助工具 嵌入式软件开发 o 软件设计（模块结构设计、数据结构设计、内存布局、面向对象的分析与设计） o 嵌入式引导程序的设计、设备驱动程序设计、内核设计、网络程序设计、应用软件设计） o 编码（编程规范、代码审查） o 测试（测试环境、测试用例、测试方法、测试工具） o 下载和运行 嵌入式应用软件移植 4.嵌入式系统的开发与维护知识 系统开发过程及其项目管理 o 系统开发生命周期各阶段的目标和任务的划分方法 o 系统开发项目挂你基础知识及其常用管理工具使用方法 o 主要的系统开发方法 o 系统开发工具与环境知识 系统分析基础知识 o 系统分析的目的和任务 o 系统分析方法 o 系统规格说明书的编写方法 系统设计知识 o 传统系统设计方法 o 软硬件协同设计方法 系统实施知识 o 系统架构设计 o 系统详细设计 o 系统调试技术 o 系统测试 系统维护知识 o 系统运行管理知识 o 系统维护知识 o 系统评价知识 5.安全性知识 o 安全性基本概念 o 加密与解密机制 6.标准化知识 o 标准化的概念 o 国际标准、国家标准、行业标准、企业标准基本知识 o 代码标准、文件格式标准、安全标准、软件开发规范和文档标准知识 o 标准化机构 o 嵌入式系统相关标准 7.信息化基础知识 o 信息化和信息系统基本概念 o 有关的法律、法规 8.嵌入式技术发展趋势 9.计算机专业英语 o 正确阅读和理解相关领域的英文资料考试科目2：嵌入式系统设计应用技术 1.嵌入式系统开发过程 系统需求分析方法与步骤 系统设计 o 系统硬件配置 o 系统功能组成分配 o 软硬件功能的分配 o 可行性验证及设计审查 o 系统规格 o 周期，成本及工作量估计 o 开发计划 软硬件协同设计 硬件设计 软件设计 o 软件结构 o 设计评审 o 软件详细设计 系统测试 o 测试环境 o 测试计划（内容、方法、标准、过程、检验） o 硬件测试 o 软件测试（单元测试、集成测试） o 软硬件联合测试 o 实施测试 系统评估 软件维护 2.嵌入式系统硬件设计 嵌入式系统硬件基本结构 嵌入式微处理结构与应用 异常及中断处理技术 DMA技术 多处理系统 o 多处理器系统特点 o 多处理器系统构建技术 总线架构 o 应用系统中的总线配置 内存种类及架构 o 存储器系统接口设计 数字电路和逻辑电路 o 专用集成电路 o 可编程逻辑控制器件 输入/输出接口设计 输入/输出接口 o 接口信号电平转换 o 接口驱动电路设计 输入/输出接口应用技术 o 外围设备 o 串口通信 o 并口通信 o 模拟接口 o 通信接口设备 o 通信标准和协议 o 数据传输方式 外围设备接口应用技术 外围存储设备 o 存储卡，记忆棒，IC卡，MMC卡，SD卡 o DVD 、CD-R 、CD-RW 外围输入/输出设备 o 键盘，鼠标，触摸屏 o 液晶板、LED、7段数码管、蜂鸣器 电源设计技术 可靠性与安全性设计技术 错误检测与隔离技术 冗余设计 系统恢复设计 诊断技术 常用安全标准 抗干扰设计 电磁兼容设计 系统加密 3.嵌入式系统软件设计 嵌入式系统软件结构设计 嵌入式操作系统应用技术 时间管理 o 系统时间 o 时钟中断 内存管理 o 静态内存管理 o 动态内存管理 任务管理和任务间的通信 o 任务间的通信机制 o 信号量 o 邮箱 o 消息队列 异常处理 o 异常处理方法 o 中断优先级处理方法 o 系统调用 嵌入式文件系统应用技术 嵌入式系统图形用户接口（GUI）应用技术 嵌入式系统数据库应用技术 嵌入式软件设计技术 汇编语言设计 o 数据类型 o 汇编语言程序结构 o 汇编语言程序设计及优化 o 子程序调用 嵌入式C语言设计 o ANSI-C的数据类型 o C程序结构 o C语言程序设计及优化 o 程序的编译与链接 面向对象程序设计与开发 o 面向对象的分析与设计方法UML o 面向对象的编程语言 o 使用C++进行嵌入式系统开发 o 使用Java进行嵌入式系统开发 系统级软件设计技术 o 嵌入式系统固件与系统初始化设计 o 设备驱动程序设计 o 硬件抽象层、板级支持包设计 o 嵌入式软件的移植技术 4.嵌入式系统开发技术 系统开发环境 开发工具 o 文本编辑器 o 汇编、编译和连接程序 o ICE和ICE监控器 o 配置管理工具 o 逆工程工具 平台 o 操作系统 o 分布式开发环境 开发环境创建方法及评估 o 开发工作分析 o 开发环境的建立 o 维护、管理、使用开发环境的方法 o 开发环境的评测 实时系统的分析技术 实时系统的分析技术 o 结构化分析方法 o 面向对象分析方法 实时系统的设计技术 o 结构化分析方法 o 面向对象分析方法 硬件设计环境 硬件描述语言 o 硬件开发设计过程 o 硬件描述语言的种类与特点 仿真技术 o 逻辑仿真方法 o 逻辑仿真工具 大规模集成电路系统的开发方法 o ASIC开发方法 o FPGA设计方法 o IP（intellectual property） 协同设计 o 软硬件任务工和切调 o 设计评审 嵌入式系统低功耗设计技术 o 低功耗系统工作机制 o 低功耗系统模型结构 o 低功耗的硬件设计技术 o 低功耗的软件设计技术 分布式嵌入系统设计 o 分布式系统设计原理 o 分布式系统的通信技术 o 分布式系统设计应用 5.嵌入式系统应用 嵌入式系统在控制领域中的应用 嵌入式系统在手持设备中的应用 嵌入式系统在模式识别中的应用三、题型举例1、选择题 若嵌入式系统中采用I/O地址统一编址模式,访问内存单元和I/O设备是通过 (1) 来区分的。 (1) A.数据总线上输出的数据 B.不同的地址代码 C.不同的地址总路线 D.不同的指令2、问答题 在某个嵌入式操作系统中，任务的状态转换图（不完整）如下，请阅读该图以及下列说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸的对应栏内。〔说明〕 任务总共有五个状态：休眠状态、就绪状态、运行状态、中断服务状态和等待状态，在任何时候，一个任务只会处于其中的某一个状态。〔问题1〕（3分） 在单个CPU的系统中,处于运行状态的任务最多有多少个?〔问题2〕（3分） 对于运行状态、就绪状态和等待状态这间的相互转换，图中并没有画出来，请补充。用文字处理的形式来进行描述，格式形如"运行状态→中断服务状态"。〔问题3〕6分） 从运行状态可以直接变为等待状态吗？如果不能为什么？如果能什么时候会发生这种转换？举例说明。〔问题4〕（3分） 从就绪状态可以直接变为等待状态吗？如果不能，为什么？如果能，什么时候会发生这种转换？举例说明。