软件水平考试（中级）嵌入式系统设计师下午（应用技术）试题模拟试卷3
试题一
阅读下列说明和图，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。
{说明}
2019年12月以来，新型冠状病毒首先在国内蔓延，现在又肆虐全球，我国政府全力以赴，抗击疫情，全国人民积极响应，短短几个月来，疫情得到很好的控制。在抗疫战斗中，相关医疗设备起到了至关重要的作用。某公司生产的红外热成像系统(测温仪)已被广泛使用，可以检测发热症状，排查受感人群。
该红外热成像系统如图1-1所示，主要由红外光学系统、红外探测器、驱动采集电路、图像处理电路、显示与存储电路组成。
在该系统中，光学系统主要指专门红外镜头，与普通光学镜头不同，光学材料针对相应波段的红外光线，实现滤光和对焦。红外探测器是完成红外热辐射到电信号的转换。驱动采集电路完成图像信号的输出与采集。红外图像处理电路在系统中不仅要对红外图像进行非均匀校正、盲元补偿处理，还要对图像的温度漂移、图像增强以及温度测量信息进行处理。最后，红外图像需要设置不同的输出方式以匹配不同的显示器，或者采用文件系统将红外图像及信息进行存储。
红外热成像系统具体的系统架构如图1-2所示，主处理器采用ARM，红外探测器采用320×240非制冷长波红外探测器，系统电路包括偏置电压电路、温控电路、A／D转换电路、基于FPGA的实时红外图像信号采集电路、基于ARM的系统控制电路以及LCD显示模块电路。实现了红外探测器的驱动、红外图像信号的采集和处理、红外图像的输出显示以及一些外设辅助功能。
1.系统采用4片IS61LV51216 SRAM来做数据缓存，请问：
(1)下列关于SRAM、DRAM和ROM的论述中，哪些是正确的?
A.SRAM的中文名称为“静态随机存储器”
B.存放在SRAM中的信息不会因去掉供电电源而丢失
C.SRAM的静态存储单元是在静态触发器的基础上附加门控管而构成的
D.SRAM必须定时不断刷新，以保证所存储的信息不会丢失
E．SRAM将每个位存储在一个双稳态存储器单元
F．SRAM的功耗较大，集成度不能做得很高
G．ROM所存数据稳定。断电后所存数据也不会改变
H．SRAM需要刷新电路才保存它内部存储的数据
I．SRAM的优点是集成度较低，功耗较DRAM小
J．DRAM每隔一段时间要刷新充电一次，否则内部的数据即会消失
(2)SRAM的容量为512K×16位，那么SRAM的地址线和数据线数目分别为多少?
(1)A、C、E、F、G、J
(2)地址线19根，数据线16根
解析：本题考查嵌入式系统设计过程中的实际问题。本问题考查主存储器的基本概念。
按照存储器在计算机中的用途分类，嵌入式系统的存储器包括内部存储器和外部存储器，将存储器按照存放信息的易失(发挥)性，可分为易失性存储设备和非易失性存储设备。
易失性存储设备的代表是RAM(Random Access Memory)，称为随机存取存储器。在计算机存储体系结构中，RAM是与CPU直接交换数据的内部存储器，也叫主存、内存。按照RAM存储单元的工作原理，RAM又分为SRAM(Static RAM，静态随机存储器)和DRAM(Dynamic RAM，动态随机存储器)。
(1)SRAM。
静态存储单元是在静态触发器的基础上附加门控管而构成的。因此，它是靠触发器的自保功能存储数据的。SRAM将每个位存储在一个双稳态存储器单元，每个单元用一个六晶体管电路实现。
数据一旦写入，其信息就稳定地保存在电路中等待读出。无论读出多少次，只要不断电，此信息会一直保持下去。SRAM初始加电时，其状态是随机的。写入新的状态，原来的旧状态就消失了。新状态会一直维持到写入新的状态为止。
在电路工作时，即使不进行读写操作，只要保持在加电状态下，电路中就一定有晶体管导通，就一定有电流流过，带来功率消耗。因此与DRAM相比，SRAM功耗较大，集成度不能做得很高。
高速缓存Cache一般采用SRAM。高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器，由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高得多，接近于CPU的速度。
(2)DRAM。
DRAM将每个位存储为对一个电容的充电，每个单元由一个电容和一个访问晶体管组成。当DRAM存储器单元中的电容非常小，它被干扰之后很难恢复，也有很多原因会造成电容漏电，因此为了避免存储信息的丢失，必须定时地给电容补充电荷。通常把这种操作称为“刷新”或“再生”，因此DRAM内部要有刷新控制电路，其操作也比静态RAM复杂。尽管如此，由于DRAM存储单元的结构非常简单，所用元件少且功耗低，可以制造得很密集，已成为大容量RAM的主流产品。
常说的内存条就是采用DRAM构成，目前使用的主要是SDRAM和DDR SDRAM。
(3)ROM。
ROM(Read-Only Memory，只读存储器)的重要特性是其存储信息的非易失性，存放在ROM中的信息不会因去掉供电电源而丢失。再次上电时，存储信息依然存在。其结构较简单，读出较方便，因而常用于存储各种固定程序和数据。
因此，题中关于SRAM、DRAM和ROM的论述中，正确的为A、C、E、F、G、J。
SRAM的容量为512K×16位=29×16，所以，SRAM的地址线为19根(1K=210)，数据线为16根。
2.在红外热像仪系统中，FPGA完成红外图像的采集与预处理，包括前端探测器驱动、数据采集与整形、数据预处理、SRAM控制器、ARM通信等，在整个数据采集过程中，FPGA将接收到的红外图像数据采用“乒乓”结构交替不断写入两块SRAM中，FPGA在进行数据写入时，ARM不能读取相应区的数据，FPGA每写完一帧数据，就通过寄存器通知ARM取数据，新的一帧数据写入另一块SRAM。这样就避免了红外探测器图像采集时钟与ARM的图像处理帧频时钟的不匹配问题。
(1)下列关于FPGA的描述中，哪些是正确的?
A.FPGA由逻辑单元、RAM、乘法器等硬件资源组成
B.FPGA只能实现有限次的重新编程
C.FPGA可通过使用原理图或者Verilog HDL来设计
D.FPGA的所有功能均依靠硬件实现
E．FPGA可以实现定点和浮点运算
F．FPGA的工作频率由FPGA芯片及设计决定
(2)完成图像乒乓操作流程图1-3中的空①～⑤。
(1)A、C、D、F
(2) ①清SARM可读状态
②置SARM写状态
③写满?(是否写满)
④置SRAM可读
⑤有无空闲SRAM?(是否有空闲SRAM)
解析：FPGA(Field Programmable Gate Array)是在PAL、
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