问答题
下面是关于某测试设备的叙述，仔细阅读并分析，回答问题1至问题4，将答案填入对应栏内。
下面是关于某测试设备的叙述，仔细阅读并分析，回答问题1至问题4，将答案填入对应栏内。
【说明】
某测试设备是一个嵌入式系统，是为了测试一个专用设备而研制的，如下图所示。测试设备用于测试被测设备的各项软、硬件功能，包括2路RS232串口、2路模拟量、电源以及专用设备的其他内部部件。在被测专用设备内部有专门的自检测程序，来测试内部各部件。测试设备的串口与被测设备相连接，加电后，通过按测试设备的周边键与被测设备握手同步，再向被测设备发送检测消息，被测设备测试自己的某项功能后，通过串口将测试结果发回给测试设备，显示在测试设备的LCD屏上。
测试设备的硬件由处理器模块、IO模块和电源模块组成，处理器模块上有CPU、存储器、2路串口、键盘控制器；IO模块上有D/A、A/D转换器，用作为模拟量输入和采集电源的电压值，以测试被测设备的模拟量和电源；电源模块提供测试设备的电源；测试设备模块间采用ISA总线。
测试设备的2路串口与被测设备相连，同时测试设备的D/A、A/D转换控制器的输入线路与被测设备的模拟量和电源线相连，可直接测试被测设备的2路RS232串口、2路模拟量、电源。
测试设备的软件由底层驱动(串口驱动、D/A、A/D驱动和自定义键盘驱动)、嵌入式操作系统和测试软件组成。
某测试设备是一个嵌入式系统，是为了测试一个专用设备而研制的，如下图所示。测试设备用于测试被测设备的各项软、硬件功能，包括2路RS232串口、2路模拟量、电源以及专用设备的其他内部部件。在被测专用设备内部有专门的自检测程序，来测试内部各部件。测试设备的串口与被测设备相连接，加电后，通过按测试设备的周边键与被测设备握手同步，再向被测设备发送检测消息，被测设备测试自己的某项功能后，通过串口将测试结果发回给测试设备，显示在测试设备的LCD屏上。
测试设备的硬件由处理器模块、IO模块和电源模块组成，处理器模块上有CPU、存储器、2路串口、键盘控制器；IO模块上有D/A、A/D转换器，用作为模拟量输入和采集电源的电压值，以测试被测设备的模拟量和电源；电源模块提供测试设备的电源；测试设备模块间采用ISA总线。
测试设备的2路串口与被测设备相连，同时测试设备的D/A、A/D转换控制器的输入线路与被测设备的模拟量和电源线相连，可直接测试被测设备的2路RS232串口、2路模拟量、电源。
测试设备的软件由底层驱动(串口驱动、D/A、A/D驱动和自定义键盘驱动)、嵌入式操作系统和测试软件组成。
问答题
| 【问题1】 设存储器容量为4兆字，字长32位，模块数为4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织，存储周期为200ns，数据线宽度32位，总线传送周期为50ns，请计算顺序存储器和交叉存储器的平均存取时间(单位：ns)和带宽(单位：位/秒)。 |
【正确答案】
【答案解析】
[分析]
考查存储器的组织方式和性能计算。
顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4个字的信息总量是：q=32位×4=128位
顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别是：
T2=m×T=4×200ns=800ns=8×10-7(s)
T1=T+(m-1)×总线传送周期=200ns+3×50ns=350ns=3.5×10-7(s)
顺序存储器和交叉存储器的平均存取时间分别是：
T2a=T=200ns
T1a=350ns/4=87.5ns
顺序存储器带宽：W2=q/T2=128/(8×10-7)=16×107(位/秒)
交叉存储器带宽：W1=q/T1=128/(3.5×10-7)≈36.5×107(位/秒)
| 顺序方式平均存取时间 | 顺序方式平均存取时间为200ns |
| 交叉方式平均存取时间 | 交叉方式平均存取时间为87.5ns |
| 顺序方式带宽 | 顺序方式带宽为16×107位/秒 |
| 交叉方式带宽 | 交叉方式带宽36.5×107位/秒 |
[分析]
考查存储器的组织方式和性能计算。
顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4个字的信息总量是：q=32位×4=128位
顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别是：
T2=m×T=4×200ns=800ns=8×10-7(s)
T1=T+(m-1)×总线传送周期=200ns+3×50ns=350ns=3.5×10-7(s)
顺序存储器和交叉存储器的平均存取时间分别是：
T2a=T=200ns
T1a=350ns/4=87.5ns
顺序存储器带宽：W2=q/T2=128/(8×10-7)=16×107(位/秒)
交叉存储器带宽：W1=q/T1=128/(3.5×10-7)≈36.5×107(位/秒)
问答题
| 【问题2】 测试设备的软件工作过程为：测试设备和被测设备同时加电，测试设备的操作系统启动后自动执行测试程序。测试程序首先采集被测设备的电源是否正常，并在屏幕显示测试信息。如果被测设备正常，则向被测设备发送握手消息，与被测设备同步；如果同步不上，则报“不能与设备同步”，测试结束。接下来，测试程序接收周边键命令，按要求测试。如果测试2路模拟量，则由测试设备通过D/A转换，向被测设备发送模拟信号，被测设备得到模拟信号，判断正确性后，通过串口将结果返回给测试设备。另外，被测设备还有4个功能项是通过串口发送测试命令给被测设备的，由被测设备内的自测试程序测试后，将结果再通过串口传回给测试设备。 请完成下图所示的流程图，按编号将正确答案填写在对应栏中。  |
【正确答案】
【答案解析】(1)测试电源。
(2)与测试设备同步。
(3)接收周边键命令。
(4)通过数模转换模块发送模拟量1给被测设备。
(5)通过数模转换模块发送模拟量2给被测设备。
(6)通过串口发送测试功能1命令给被测设备。
(7)通过串口发送测试功能2命令给被测设备。
(8)通过串口发送测试功能3命令给被测设备。
(9)通过串口发送测试功能4命令给被测设备。
[分析]
考查软件的测试流程，依据题意以及问题2描述的测试过程，其完整的测试软件流程图如下图所示。
问答题
| 【问题3】 请把下面列出的6个空位的答案填入相应的位置。 1．ISA总线为{{U}} (1) {{/U}}位总线。 2．由模拟信号到数字信号的转换过程称为{{U}} (2) {{/U}}。 3．将数字信号变成模拟信号的过程称为{{U}} (3) {{/U}}。 4．D/A转换器的主要性能指标有{{U}} (4) {{/U}}、{{U}} (5) {{/U}}、{{U}} (6) {{/U}}。(回答其中的三个主要性能指标即可) |
【正确答案】
【答案解析】(1)16 (2)AD转换，或A/D转换 (3)DA转换，或D/A转换
D/A转换器的主要性能指标除建立时间外，还有分辨率、转换精度、线性误差。所以(1)、(2)、(6)应分别填写上述三个的任意一个(不计次序)。
[分析]
考查总线及数模转换知识。
ISA总线即工业标准体系结构(Industry Standard Architecture)，为16位总线，是最早出现的微型计算机总线标准，广泛应用于嵌入式系统。
由模拟信号到数字信号的转换过程称为AD转换，或A/D转换，或模数转换；将数字信号变成模拟信号的过程称为DA转换，或D/A转换，或数模转换。
D/A转换器的主要性能指标有建立时间、分辨率、转换精度、线性误差等。
问答题
| 【问题4】 在本测试设备的异步串行传输中，数据格式为：数据位8位、奇校验位1位、停止位1位。当波特率为9600b/s时，每秒钟传送的有效数据是多少字节?为保证数据收发正确，试分析发送方和接收方时钟允许的误差范围，并以百分比形式给出最大误差。 |
【正确答案】
【答案解析】
[分析]
考查异步数据传输应用知识。
每秒钟传送的有效数据：9600÷(1+8+1+1)=872.7字节
分析发送方和接收方时钟允许的最大误差：
在启动位同步后，在8位数据位、1位奇校验位、1位停止位之后累积的最大误差为(8+1+1)×△，该值应小于1/2位，即(8+1+1)×△≤1/2。
因此，最大误差△为5%。
| 每秒钟传送的有每秒钟传送的有效数据 | 9600÷(1+8+1+1) ≈827.7字节 |
| 分析发送方和接收方时钟允许的最大误差要点 | (8+1+1)△≤1/2。 最大误差为5%。 |
[分析]
考查异步数据传输应用知识。
每秒钟传送的有效数据：9600÷(1+8+1+1)=872.7字节
分析发送方和接收方时钟允许的最大误差：
在启动位同步后，在8位数据位、1位奇校验位、1位停止位之后累积的最大误差为(8+1+1)×△，该值应小于1/2位，即(8+1+1)×△≤1/2。
因此，最大误差△为5%。