2022年嵌入式系統設計師考試大綱

嵌入式系統設計師考試大綱在2020年進行了改版，考生可以購買新版考綱進行複習，以下為大家整理了往年嵌入式系統設計師考試大綱内容，供大家參考。

一、考試說明

1、考試目标

通過本考試的合格人員能根據項目管理和工程技術的實際要求，按照系統總體設計規格進行軟、硬體實際，編寫系統開發規格說明書等相應的文檔；組織和指導嵌入式系統靠法實施人員實施硬體電路、編寫和調試程式，并對嵌入式系統硬體裝置和程式進行優化和內建測試，開發出符合系統總體設計要求的高品質嵌入式系統；具有工程師的實際工作能力和業務水準。

2、考試要求：

（1）掌握科學基礎知識；

（2）掌握嵌入式系統的硬體、軟體知識；

（3）掌握嵌入式系統分析的方法；

（4）掌握嵌入式系統設計與開發的方法及步驟；

（5）掌握嵌入式系統實施的方法；

（6）掌握嵌入式系統運作維護知識；

（7）了解資訊化基礎知識、資訊技術引用的基礎知識；

（8）了解資訊技術标準、安全，以及有關法律的基本知識；

（9）了解嵌入式技術發展趨勢；

（10）正确閱讀和了解計算機及嵌入式領域的英文資料。

3、考試科目

（1）嵌入式系統基礎知識，考試時間為150分鐘，筆試，選擇題；

（2）嵌入式系統應用技術（案例分析），考試時間為150分鐘，筆試，問答題。

二、考試範圍

考試科目1：嵌入式系統基礎知識

1.計算機科學基礎

1.1數制及轉換

·二進制、八進制、十進制和十六進制等常用數制及其互相轉換

1.2資料的表示

·數的機内表示（原碼、反碼、補碼、移碼，定點和浮點，精度和溢出）

·字元、漢字、聲音、圖像的編碼方式

·校驗方法和校驗碼（奇偶驗碼、海明校驗碼、循環校驗碼）

1.3算術和邏輯運算

·計算機中的二進制數運算方法

·邏輯代數的基本運算和邏輯表達式的化簡

1.4計算機系統結構和重要部件的基本工作原理

· CPU和存儲器的組成、性能、基本工作原理

·常用I/O裝置、通信裝置的性能，以及基本工作原理

·I/O接口的功能、類型和特點

·虛拟存儲存儲基本工作原理，多級存儲體系

1.5安全性、可靠性與系統性能評測基礎知識

·診斷與容錯

·系統可靠性分析評價

·計算機系統性能評測方法

2.嵌入式系統硬體知識

2.1數字電路和邏輯電路基礎

2.1.1組合電路和時序電路

2.1.2總線電路與電平轉換電路

2.1.3可程式設計邏輯器件

2.2嵌入式微處理器基礎

2.2.1嵌入式微處理器體系結構

·馮·諾伊曼結構與哈佛結構

· CISC與RISC

·流水線技術

·資訊存儲的位元組順序（大端存儲法和小端存儲法）

2.2.2嵌入式系統處理器的結構和類型

·常用8位處理器的體系結構和類型

·常用16位處理器的體系結構特點

·常用32位處理器的體系結構特點

·常用DSP處理器的體系結構特點

·多核處理器的體系結構特點

2.2.3異常

·同步異常（陷阱、故障、終止）

·異步異常（中斷）

·可屏蔽中斷、不可屏蔽中斷

·中斷優先級、中斷嵌套

2.3嵌入式系統的存儲體系

2.3.1存儲器系統

·存儲器系統的層次結構

·高速緩存（Cache）

·記憶體管理單元（MMU）

2.3.2 ROM的種類與選型

·常見ROM的種類

· PROM、EPROM、E2PROM型ROM的典型特征和不同點

2.3.3 Flash Memory的種類與選型

· Flash Memory的種類

· NOR和NAND型Flash Memory的典型特征和不同點

2.3.4 RAM的種類與選型

·常見RAM的種類

· SRAM、DRAM、DDRAM、NVRAM的典型特征和不同點

2.3.5外存

·常見外存的種類

·磁盤、CD光牒、CF、SD等的典型特征和不同點

2.4嵌入式系統I/O接口

2.4.1定時器和計數器基本原理與結構

2.4.2 GPIO、PWM接口基本原理與結構

2.4.3 A/D、D/A接口基本原理與結構

2.4.4鍵盤、顯示、觸摸屏接口基本與結構

2.4.5嵌入式系統音頻接口

2.5嵌入系統通信及網絡接口

· PCI、USB、序列槽、紅外、并口、SPI、IIC、PCMCIA的基本原理與結構

·以太網、CAN、WLAN、藍牙、1394的基本原理與結構

2.6嵌入式系統電源分類及電源原理

2.7電子電路設計

2.7.1電子電路設計基礎知識

·電子電路設計原理

·電子電路設計方法及步驟

·電子電路設計中的可靠知識

2.7.2 PCB設計基礎知識

· PCB設計原理

· PCB設計方法及步驟

·多層PCB設計的注意事項及布線原則

· PCB設計中的可靠性知識

2.7.3電子電路測試基礎知識

·電子電路測試原理與方法

·硬體抗幹擾測試

3.嵌入式系統軟體知識

3.1嵌入式軟體基礎知識

3.1.1嵌入式軟體的分類（系統軟體、支撐軟體、應用軟體）

3.1.2無作業系統支援的嵌入式軟體體系結構（輪詢、中斷、前背景）

3.1.3有作業系統支援的嵌入式軟體體系結構

3.1.4闆極支援包基礎知識（系統初始化、裝置驅動程式）

3.1.5嵌入式中間件（GUI、資料庫）

3.2嵌入式作業系統基礎知識

3.2.1嵌入式作業系統體系結構

·單體結構、分層結構和微核心結構

3.2.2任務管理

·多道程式技術

·程序、線程、任務的概念

·任務的實作（任務的層次結構、任務控制塊、任務的狀态及狀态轉換、任務隊列）

·任務排程（排程算法的性能名額、可搶占排程、不可搶占排程、先來先服務、短作業優先算法、時間片輪轉算法、優先級算法）

·實時系統及任務排程（RMS、EDF算法）

·任務間通信（共享記憶體、消息、管道、信号）

·同步與互斥（競争條件、臨界區、互斥、信号量、死鎖）

3.2.3存儲管理

· Flat存儲管理方式

·分區存儲管理（固定分區、可變分區）

·位址重定位（邏輯位址、實體位址、位址映射）

·頁式存儲管理

·虛拟存儲技術（程式局部性原理、虛拟頁式存儲管理、頁面置換算法、工作集模型）

3.2.4裝置管理

·裝置無關性、I/O位址、I/O控制、中斷處理、緩沖技術、假脫機技術）

3.2.5檔案系統基礎知識

·檔案和目錄

·檔案的結構群組織

·存取方法、存取控制

·常見嵌入式檔案系統（FAT、JFFS、YAFFS）

3.2.6作業系統移植基礎知識

3.3嵌入式系統程式設計

3.3.1嵌入式軟體開發基礎知識

3.3.2嵌入式程式設計語言

·彙編、編譯、解釋系統的基礎知識和基本工作原理

·彙編語言

·基于過程的語言（過程/函數、參數傳遞、全局變量、遞歸、動态記憶體配置設定、資料類型）

·面向對象的語言（對象、資料抽象、繼承、多态、自動記憶體管理）

·各類程式設計語言的主要特點和适用情況

3.3.3嵌入式軟體開發環境

·主控端、目标機

·編輯器、編譯器、連結器、調試器、模拟器

·常用嵌入式開發工具（程式設計器、硬體仿真器、邏輯分析儀、示波器）

·內建開發環境

·開發輔助工具

3.3.4嵌入式軟體開發

·軟體設計（子產品結構設計、資料結構設計、記憶體布局、面向對象的分析與設計）

·嵌入式引導程式的設計、裝置驅動程式設計、核心設計、網絡程式設計、應用軟體設計）

·編碼（程式設計規範、代碼審查）

·測試（測試環境、測試用例、測試方法、測試工具）

·下載下傳和運作

3.3.5嵌入式應用軟體移植

4.嵌入式系統的開發與維護知識

4.1系統開發過程及其項目管理

·系統開發生命周期各階段的目标和任務的劃分方法

·系統開發項目挂你基礎知識及其常用管理工具使用方法

·主要的系統開發方法

·系統開發工具與環境知識

4.2系統分析基礎知識

·系統分析的目的和任務

·系統分析方法

·系統規格說明書的編寫方法

4.3系統設計知識

·傳統系統設計方法

·軟硬體協同設計方法

4.4系統實施知識

·系統架構設計

·系統詳細設計

·系統調試技術

·系統測試

4.5系統維護知識

·系統運作管理知識

·系統維護知識

·系統評價知識

5.安全性知識

·安全性基本概念

·加密與解密機制

6.标準化知識

·标準化的概念

·國際标準、國家标準、行業标準、企業标準基本知識

·代碼标準、檔案格式标準、安全标準、軟體開發規範和文檔标準知識

·标準化機構

·嵌入式系統相關标準

7.資訊化基礎知識

·資訊化和資訊系統基本概念

·有關的法律、法規

8.嵌入式技術發展趨勢

9.計算機專業英語

·正确閱讀和了解相關領域的英文資料

考試科目2：嵌入式系統設計應用技術

1.嵌入式系統開發過程

1.1系統需求分析方法與步驟

1.2系統設計

·系統硬體配置

·系統功能組成配置設定

·軟硬體功能的配置設定

·可行性驗證及設計審查

·系統規格

·周期，成本及工作量估計

·開發計劃

1.3軟硬體協同設計

1.4硬體設計

1.5軟體設計

·軟體結構

·設計評審

·軟體詳細設計

1.6系統測試

·測試環境

·測試計劃（内容、方法、标準、過程、檢驗）

·硬體測試

·軟體測試（單元測試、內建測試）

·軟硬體聯合測試

·實施測試

1.7系統評估

1.8軟體維護

2.嵌入式系統硬體設計

2.1嵌入式系統硬體基本結構

2.1.1嵌入式微處理結構與應用

2.1.2異常及中斷處理技術

2.1.3 DMA技術

2.1.4多處理系統

·多處理器系統特點

·多處理器系統建構技術

2.1.5總線架構

·應用系統中的總線配置

2.1.6記憶體種類及架構

·存儲器系統接口設計

2.1.7數字電路和邏輯電路

·專用內建電路

·可程式設計邏輯控制器件

2.2輸入/輸出接口設計

2.2.1輸入/輸出接口

·接口信号電平轉換

·接口驅動電路設計

2.2.2輸入/輸出接口應用技術

·外圍裝置

·序列槽通信

·并口通信

·模拟接口

·通信接口裝置

·通信标準和協定

·資料傳輸方式

2.3外圍裝置接口應用技術

2.3.1外圍儲存設備

·存儲卡，記憶棒，IC卡，MMC卡，SD卡

· DVD、CD-R、CD-RW

2.3.2外圍輸入/輸出裝置

·鍵盤，滑鼠，觸摸屏

·液晶闆、LED、7段數位管、蜂鳴器

2.3.3電源設計技術

2.4可靠性與安全性設計技術

2.4.1錯誤檢測與隔離技術

2.4.2備援設計

2.4.3系統恢複設計

2.4.4診斷技術

2.4.5常用安全标準

2.4.6抗幹擾設計

2.4.7電磁相容設計

2.4.8系統加密

3.嵌入式系統軟體設計

3.1嵌入式系統軟體結構設計

3.2嵌入式作業系統應用技術

3.2.1時間管理

·系統時間

·時鐘中斷

3.2.2記憶體管理

·靜态記憶體管理

·動态記憶體管理

3.2.3任務管理和任務間的通信

·任務間的通信機制

·信号量

·郵箱

·消息隊列

3.2.4異常處理

·異常處理方法

·中斷優先級處理方法

·系統調用

3.2.5嵌入式檔案系統應用技術

3.2.6嵌入式系統圖形使用者接口（GUI）應用技術

3.2.7嵌入式系統資料庫應用技術

3.3嵌入式軟體設計技術

3.3.1彙編語言設計

·資料類型

·彙編語言程式結構

·彙編語言程式設計及優化

·子程式調用

3.3.2嵌入式C語言設計

· ANSI-C的資料類型

· C程式結構

· C語言程式設計及優化

·程式的編譯與連結

3.3.3面向對象程式設計與開發

·面向對象的分析與設計方法UML

·面向對象的程式設計語言

·使用C++進行嵌入式系統開發

·使用Java進行嵌入式系統開發

3.4系統級軟體設計技術

·嵌入式系統固件與系統初始化設計

·裝置驅動程式設計

·硬體抽象層、闆級支援包設計

·嵌入式軟體的移植技術

4.嵌入式系統開發技術

4.1系統開發環境

4.1.1開發工具

·文本編輯器

·彙編、編譯和連接配接程式

· ICE和ICE監控器

·配置管理工具

·逆工程工具

4.1.2平台

·作業系統

·分布式開發環境

4.1.3開發環境建立方法及評估

·開發工作分析

·開發環境的建立

·維護、管理、使用開發環境的方法

·開發環境的平測

4.2實時系統的分析技術

4.2.1實時系統的分析技術

·結構化分析方法

·面向對象分析方法

4.2.2實時系統的設計技術

·結構化分析方法

·面向對象分析方法

4.3硬體設計環境

4.3.1硬體描述語言

·硬體開發設計過程

·硬體描述語言的種類與特點

4.3.2仿真技術

·邏輯仿真方法

·邏輯仿真工具

4.3.3大規模內建電路系統的開發方法

· ASIC開發方法

· FPGA設計方法

· IP（intellectual property）

4.4協同設計

·軟硬體任務工和切調

·設計平審

4.5嵌入式系統低功耗設計技術

·低功耗系統工作機制

·低功耗系統模型結構

·低功耗的硬體設計技術

·低功耗的軟體設計技術

4.6分布式嵌入系統設計

·分布式系統設計原理

·分布式系統的通信技術

·分布式系統設計應用

5.嵌入式系統應用