问答题
阅读以下关于嵌入式系统设计方面的叙述，在回答问题1至问题3。
阅读以下关于嵌入式系统设计方面的叙述，在回答问题1至问题3。
某公司承担了一项大型物料配送中心的研发项目，使用自动化设备进行货物的存取。系统主要由两部分组成：其一是装有智能设备的配送车，用于自动化装卸货物：其二是用于管理和调度这些配送车的物料配送中心。如图3-1所示。
问答题
| 【问题1】 李工的设计方案指出，考虑到智能设备工作的环境条件非常恶劣，并且处理机要处理大量的视频信息，所以，智能设备的硬件设计应考虑以下几点： (1)由于智能设备要处理大量的图像数据，智能设备中的处理机应采用目前先进的、具有很强数据处理和信号处理能力的MPC7410处理器，并采用双处理机结构，以增加设备的容错能力： (2)为了使智能设备适应不同环境条件，其设备的环境温度指标必须满足军用标准要求(-55度～+70度)，因此，元器件必须经过严格筛选，并考虑芯片散热问题： (3)由于智能设备与配送中心的数据交换采用无线通信，而配送中心义要控制多台配送车，为了保证通信数据的安全性，避免相互千扰，设计中应考虑采用安全措施，实施数据加解密操作，密钥由配送中心统一管理与分发。 请用300字以内的文字说明上述三点设计考虑有何问题。 |
【正确答案】
【答案解析】关于处理机选型问题：
①智能设备工作比较单一，虽然要处理图像信息，使用目前较廉价的信号处理芯片就可以承担，采用最新处理机芯片，虽然处理速度高，但成本也相对高：
②最新处理机芯片，往往使芯片的集成规模增大，带来了设计的复杂性，同时使项目的风险难以预测：
③配送车的主要功能就是搬运物料，其可靠性相比其他系统要低得多，使用双机容错备份技术只会加大成本，不会带来任何意义。
(2)关于环境条件问题：
①物料配送中心的环境通常和人们的生活环境相当，-55度～+70度是军用设备的环境标准要求，因此，智能设备满足工业环境标准即可；
②按军用设备的环境标准设计智能设备，设备的环境适用性当然更强，但必须采用军品档芯片，其价格通常为工业档芯片的几倍；
③环境要求越高，元器件筛选成本越大。
(3)关于数据通讯的安全性问题：
智能设备与配送中心的通讯采用普通数据交换方式即可，以数据的加/解密方式确保安全性完全没有必要：如图3-3所示。
问答题
| 【问题2】 图3-2是李工在设计方案中给出的智能设备工作状态转换图。  (1)请指出图中的两处错误(在图中圈出)并用200字以内的文字说明理由； (2)给出正确的状态转换图。 |
【正确答案】
【答案解析】两处不正确的转换
①处不正确：配送车到达货舱地址是动作，不是状态：
②处不正确：配送车在存/取货物状态完成后，只能是待命状态，配送车返回原位状态不存在。
(2)正确的状态转换图(图3-4)
问答题
| 【问题3】 针对李工的设计缺陷，请用300字以内的文字说明本项目应如何进行正确设计， |
【正确答案】
【答案解析】在设计方案初期，应充分考查大型物料配送中心的现场环境，根据配送中心所处地理的位置，确定智能设备的环境温度要求，可以遵循工业标准(40～+60)或民用标准(-20～+50)：
(2)通过分析智能设备的计算量，合理评估处理机处理能力需求。
处理机芯片选型原则：
①较通用的DSP处理机芯片；
②已被广泛应用，技术成熟、且价格适中：
③处理能力满足智能设备计算量需求：
④关键芯片可选用工业档，其他芯片可选用民用档；
(3)根据智能设备的功能要求，进行软件需求分析；
主要内容包括：
①完成功能定义：
②制定正确状态转换图，并多于用户沟通，得到用户认可；
⑧定义智能设备与配送中心数据交换格式；
④明确智能设备与配送中心的控制命令及参数；
(4)编制设计方案，并请同行专家及用户评审。
[分析]
该问题考查了如何进行正确设计嵌入式系统的一些问题。在设计方案初期，应充分考查大型物料配送中心的现场环境，根据配送中心所处的地理位置，确定智能设备的环境温度要求(1分)，可以遵循工业标准(-40～+60)或民用标准；要按照以下处理机芯片选型原则选型设备，包括较通用的DSP处理机芯片、已被广泛应用，技术成熟、价格适中、处理能力满足智能设备计算量需求、关键芯片可选用工业档，其他芯片可选用民用档；接着，应该根据智能设备的功能要求，进行软件需求分析；最后，编制设计方案，并请同行专家及用户评审。