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问答题

在开发某嵌入式系统时，设计人员根据系统要求，分别编写了如下程序，其中：

[程序1]：实现两个变量值互换；

[程序2]：完成某功能C语言程序；

[程序3]和[程序4]：是P、V操作形式化定义，设S为信号量。在多道程序系统中，进程是并发执行。这些进程间存在着不同相互制约关系，主要表现为同步和互斥两个方面。信号量是解决进程间同步与互斥有效方法。[程序1]void swap (int n1, int n2){int tmp=n1;n1=n2;n2=tmp;}[程序2]#include image.pngstdio.h＞int fun (int n){int f0=0, f1=1, f, i;if (n==0) return 0;if (n==1) return 1;for(i=2; iimage.png=n; i++){f=f0+f1;f0=f1;f1=f;}return f;}void main(){int n=5;printf ("fun(%d)=%d\n", n, fun(n));n=7;printf ("fun(%d)=%d\n", n, fun(n));n=9;printf ("fun(%d)=%d\n", n, fun(n));}[程序3]P操作形式化定义：P (S){__1____;if(__2____){阻塞该进程；将该进程插入信号量S等待队列；}}[程序4]V操作形式化定义：V(S){__3____;if(___4___){从信号量S等待队列中取出队首进程；将其插入就绪队列；}}

问题1：执行[程序1]后，没有能够实现两个变量值交换，为什么?请修改上述函数，实现两个变量值交换，要求函数无返回值，形式为：void swap(...)。

问题2：请问[程序2]运行结果是什么?

问题3：请简述什么是临界资源?什么是临界区? 请完成[程序3]和[程序4]形式化定义。

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问答题

某直升机显示控制计算机是其座舱显控系统核心部件，将来自飞行员参数和控制命令与载机飞行参数信息进行融合处理后，在显示器上显示。该显示控制计算机由一个显示控制单元和一个输入输出单元组成，它们之间通过双口RAM进行数据交换,如图4-1所示。

显示控制单元采用Freescale公司PowerPC8270高性能、低功耗32位处理器，并设计有系统FLASH存储器、用户FLASH存储器、SDRAM存储器。CPU内部宾成存储器控制器，提供地址译码、数据处理周期访问时序、SDRAM时钟等功能。输入输出单元采用Ti公司DSP F2812高性能、低功耗16位处理器，采用ARINC429总线用于接收导航计算机、大气数据计算机等外部设备数据。

ARINC429解算程序严格遵循ARINC429规范，其通用字格式如表4-1所示，字长32Bit,不用数据位填“0”。当接收到ARINC429数据后，首先判断状态位，只有在状态和标号正确情况下，才进一步根据分辨率等进行解算数据含义

问题1、系统FLASH存储器存储容量是8MB,用于存储CPU模块引导程序、BIT测试程序，FLASH在板编程程序，网口操作系统，用户程序。

系统FLASH地址分配在存储空间高端，地址空间为（1）~OxFFFFFFFF。用户FLASH存储器存储容量是为（2）,用于记录数据存储。FLASH地址分配在存储空间高端，地址空间为0x78000000?0x7BFFFFFF。SDRAM存储容量是256MB,用于运行操作系统和应用软件，地址空间位于存储器低端0x00000000~3）。

请完成（1）~（3）填空。

问题2、根据ARINC429数据标号（D8-D1）可知该数据为高度表数据。根据系统定义，高度表数据分辨率为0.1米，即D9为1表示0.1米，D10为1表示0.2米，D11为1表示0.4米，依此类推。若接收数据帧中D28-D9位是0000.0000.0111.1101.0000,则当前高度是（1）米。若当前高度是100米，则数据帧中D28-D9位应为（2）。请完成（1）和（2）填空。

问题3、显示控制单元和输入输出单元通过双口jiao换信息，两个处理器上软件采用相同定义结构体来定义双口单元，方便交换信息。

以下是双口结构体定义：typedef struct{char ctrlWord; /*通道工作方式控制字*/char head; /*F1FO 控制头指针*/char tail; /*FIFO 控制尾指针*/short fifo[32] ; /*FIFO 缓冲区*/}SPM_CHAN_RX429; /*ARINC429 接收通道定义*/为了避免由于不同编译环境对上述数据结构产生不同编译结果，建议对上述数据结构通过设置紧缩属性（packed属性），强迫编译器采用字节对齐方式，在该模式下,SPM_CHAN_RX429结构体占用（1）字节存储空间。ARINC429接收通道设计为由一个首尾相连FIFO数组形成环形队列。

输入输出单元根据头指针向环形队列写入数据，头指针始终指向下一个要写入位置，并且限制写入数据最多为31个，即队尾与队首之间至少保留一个元素空间。

显示控制单元根据尾指针从环形队列读取数据，尾指针始终指向下一个要读取位置。初始化环形队列C语言为：typedef struct{char ctrlWord; /*通道工作方式控制字*/char head; /*F1FO 控制头指针*/char tail; /*FIFO 控制尾指针*/short fifo[32] ; /*FIFO 缓冲区*/}SPM_CHAN_RX429; /*ARINC429 接收通道定义*/SPM_CHAN_RX429 *pBuf;pBuf= （SPM_CHAN_RX429 *） ADDR_3RAM_PPC; /*双口地址宏定义*/ pBuf->ctrlWord=0；pBuf->head=O; pBuf->tail=O；判断队列为空C语言为（2）。判断队列为满C语言为(3)。；请完成(1)~(3)填空。

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问答题

某嵌入式控制软件中，通过采集传感器数值来计算输出控制率，同时为提高数据采集可靠性，对采集数值使用三余度采集方法进行三个通道数据采集。

1.三余度数据采集及处理要求：(1)如果某通道采集值在[-3.0，3.0]v正常范围内，且与任一相邻通道间差值不大于0.5v，则该通道数据满足要求；(2)如果某通道釆集值超过[-3.0，3.0]v正常范围，或者此通道采集值与其他两个通道差值均大无0.5v，则该通道数据不满足要求；(3)如果三通道值均满足要求，则取三通道中差值较小两通道数据平均值；(4)如果三通道值均满足要求，且相邻两数值差值相等，则取三个采集值中间值；(5)如果仅有一个通道数据不满足釆集要求，取满足要求两个通道数据平均值；(6)如果大于一个通道数据不满足采集要求，取安全值0v。

2.对计算输出控制率具体处理算法如下：

(1)如果依据采集数据计算控制率C1与目前实际控制率C0差值不大于0.01，则使用本周期计算控制率C1进行输出控制，否则使用目前实际控制率C0输出控制，连续超过范围计数加1，不上报传感器故障；

(2)如果连续3个周期计算控制率C1与目前实际控制率C0差值大于0.01，则上报传感器三级故障，连续超过范围计数清零，使用目前实际控制率C0输出控制；如果已经连续3个周期控制率差值超过范围，并已上报三级故障，但第4个周期计算控制率C1与目前实际控制率C0差值不大于0.01，则清除三级故障上报，并使用C1进行输出控制；

(3)如果累计大于等于10个周期计算控制率C1与目前实际控制率C0差值大于0.01，则上报传感器二级故障，使用目前实际控制率C0输出控制；

(4)如果累计大于等于100个周期计算控制率C1与目前实际控制率C0差值大于0.01，则上报传感器一级故障，清除二级故障，并切断输出控制（输出安全值0）；

(5)如果低级故障和高级故障同时发生，则按高级故障上报和处理。

问题1、为了测试采集算法，在不考虑测量误差情况下，根据所设计测试用例输入填写表3-1中（1）?（6）空，预期输出结果精度为小数点后保留两位数字。

问题2、白盒测试方法和黑盒测试方法是目前嵌入式软件测试常用方法。请简述白盒测试方法与黑盒测试方法概念。同时依据本题说明，指明问题1中设计测试用例使用了白盒测试方法还是黑盒测试方法。

问题3、为了测试控制率计算算法，在不考虑测量误差情况下，请完善所设计测试用例，填写表3-2中空（1）?（6）。

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问答题

在某嵌入式系统设计中，使用8片RAM进行64KRAM外部存储器扩展，如图所示。该CPU有16根地址线，8根数据线，在设计中，利用CPU作为访问控制信号，该访问控制信号低电平有效。另外，R/W作为读写命令信号(高电平为读，低电平为写)。8片8Kx8位RAM芯片与CPU相连，RAM芯片片选内部为上拉电阻到电源，各个RAM芯片片选信号和74138译码器输出相连，译码器地址选择端连接到CPUA13，A14，A15地址线上。

问题1：根据上图所示，写出RAM0，RAM1和RAM7地址范围(请用16进制进行表示)。RAM0： (1)RAM1： (2)RAM7： (3)若CPU操作地址总线为A800H，结合上图所示示意图，CPU访问是哪个RAM存储器 ?(4) ?。

问题2：如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后，以C000H为起始地址存储芯片都有与其相同数据，假设芯片与译码器可靠工作，则说明：

(1)RAM0～RAM7中______片选输入端总是处于低电平。

(2)如果有问题存储芯片片选输入端总是处于低电平，以下可能原因中描述不正确是______。A．该存储芯片CS端与存储芯片端错连或短路B．该存储芯片CS端与CPU端错连或短路C．该存储芯片CS端与地线错连或短路D．该存储芯片CS端悬空

问题3：根据连接图，若出现地址线A15与CPU断线，并搭接到高电平上，下面描述中正确是______。(该题为多选题)A．此时存储器只能寻址A15=1地址空间B．此时存储器只能寻址总共64KB空间高32KB地址空间C．此时访问64KB空间高32KB地址空间时会错误地访问到低32KB地址空间D．此时访问64KB空间低32KB地址空间时会错误地访问到高32KB地址空间

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问答题

阅读以下关于电梯模拟控制系统设计方案说明，回答下列问题。

[说明]王工在实验室负责自动电梯模拟控制系统设计，自动电梯模拟控制系统需要完成电梯运行控制算法、输入界面和输出界面三项主要任务。系统结构图如图1所示。

根据电梯运行流程，把电梯划分为停止状态、运行状态、开门状态和关门状态4种控制状态。停止状态是指电梯在没有任何请求情况下静止状态，而不是指电梯在运行过程中开门前停顿状况，本题忽略停顿状况，把电梯从运行状态直接迁移为开门状态。电梯根据控制状态迁移规则进行状态迁移，系统初始时，电梯处于停止状态。

问题1：电梯根据控制状态迁移规则进行迁移，其状态迁移图如图2所示。请根据下面状态转移条件，完成状态迁移图。可供选择状态转移条件：a．其他楼层有呼叫请求；b．无呼叫请求；c．乘客进入电梯或等待一段时间后；d．到达请求楼层；e．电梯所在楼层有呼叫请求。

问题2：电梯运行处理程序流程图如图3所示。请完成该流程图。

问题3：系统采用多级优先级中断结构，如图4所示。它要求CPU在执行完当前指令时转而对中断请求进行服务。设备A连接于最高优先级，设备B次之，设备C又次之。IRQx为中断请求信号，INTx为CPU发出中断响应信号

现假设：TDC为硬件中断周期时间；TM为一个指令执行周期时间；TA、TB、TC分别为A、B、C中断服务程序执行时间；TS、TR为保护现场和恢复现场所需时间。图5是中断处理过程示意图。

当三个设备同时发出中断请求时，依次处理设备A、B、C时间是多少?这种结构下中断饱和时间是多少?

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