2024年广西职业院校技能大赛高职组《嵌入式系统应用开发》赛项样题

2024年广西职业院校技能大赛

高职组《嵌入式系统应用开发》赛项

竞

赛

任

务

书

样题

竞赛模块编号：模块一

竞赛模块一注意事项

1.选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁

止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离洗板水.饮用水等液

体。若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由

现场裁判处理。

2.竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，

干扰其他参赛选手的正常竞赛。

3.参赛选手严禁携带竞赛规程要求外的无线通信设备，一

经发现将按作弊处理，取消参赛队竞赛资格。

4.所有参赛选手进入赛场后，直到比赛结束之前，禁止向

赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。比赛结束前需参

赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其

他信息均无效。

5.参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致

文件丢失.损坏的，由参赛选手自行负责。

6.竞赛第一模块下发的功能电路板含有故障，参赛选手需

进行焊接.调试，使其能够正常工作，若发现物料缺失，应在赛

程规定时间内伸领，申领元器件不得超过标准用量，关键器件已

经用独立小袋包装，请仔细检查，不得恶意补领器件，超过规定

时间之后补领元器件按规程扣除相应分数。若赛选手因焊接不当

造成的故障不在本次竞赛考查范围之内,由参赛选手自行处理解

决。

7.参赛选手应在第一模块竞赛测评开始前，完成程序下载.

固化，第一模块竞赛测评开始后，禁止更新核心控制器程序。

8.竞赛现场会下发程序固化板，用于各参赛选手固化程序，

不提供标准的底板调试程序。

9.竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料整理并交

给现场裁判，不得将现场下发的任何材料带离竞赛现场。

第一模块嵌入式系统硬件制作与驱动开发竞赛任务书

一、总体要求

本竞赛模块要求使用竞赛现场下发的嵌入式系统功能电路板（搭载国产自主嵌入式微处理器）完成硬件制作和驱动程序开

发与测试，具体竞赛任务要求见竞赛任务表。

二、竞赛任务表

（一）功能电路板硬件制作任务表

序号任务描述任务要求

1.根据赛场提供的嵌入式系统功能电路板（以下简称“功能电路板”）电路原

理图和物料清单，从提供的元器件中选择相应元器件，准确地焊接在赛场提供的功能

电路板上，完成嵌入式系统硬件制作。

2.焊接要求：在功能电路板上所焊接的元器件焊点大小适中.光滑.圆润.干净，

无毛刺；无漏、假、虚、连焊，有极性要求的元器件按照极性标注焊接，接插件

1任务：嵌入式系统功能电路板装配与焊接引脚加工尺寸及成形符合工艺要求，直插式元器件引脚出板长度需控制在

0.8mm-3.0mm以内；焊接导线时，导线长度.线头长度适中，线芯完好无损伤，捻线

头镀锡处理。

3.装配要求：元器件焊接安装无错漏，元器件按照从小到大.从低到高的顺序进

行焊接装配，元器件上字符标示方向保持一致；电路板上接插件位置正确，紧固件安

装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。

（二）嵌入式系统驱动程序开发任务表

序号任务描述任务要求

1

1.通过编程实现点阵屏显示计时，要求从本模块竞赛测评时开始计时，计时单位

为秒。

任务一：竞赛计时系统显示格式：“XX.YY”（XX为分钟，YY为秒，“.”为分隔符，若首位为0，必须显

要求基于功能电路板通过编程实现点阵屏计时

1示）。

显示系统。

2.本模块竞赛测评过程中，要求点阵屏全程显示，期间计时器不能清零和暂停，

不允许执行任何形式的复位操作，若整个测评过程中由于个人操作不当等造成计时器

清零等，此任务不得分。

1.通过编程实现对板载RGBLED灯亮灭控制，按照红灯.绿灯.蓝灯顺序实现红灯

任务二：微处理器基础驱动开发

要求基于功能电路板通过编程实现微控制器的亮起1S后关闭.绿灯亮起1S后关闭.蓝灯亮起1S后关闭。

2

基础硬件功能开发。2.通过编程实现对板载RGBLED灯的红色灯光亮度渐变控制，要求实现灯光亮度

由亮到暗，由暗到亮的呼吸灯效果。

1.通过编程实现在LCD显示指定信息，显示图形：三角形.正五角星形.梯形，三

任务三：LCD显示应用开发角形填充颜色为蓝色.正五角星形填充颜色为绿色.梯形填充颜色为红色，要求显示效

要求基于功能电路板通过编程实现LCD显示指

3果明显便于观察。

定信息。

2.通过编程实现LCD显示滑块控件，并显示滑块控件当前调节值，显示位置、字

体大小、颜色、屏幕背景颜色选手可自行决定，要求文字显示清晰便于观察。

1.通过编程实现语音交互系统播报指定文本信息，信息内容为“奏响新时代社会

主义民主政治华彩乐章”。

任务四：语音交互应用开发

要求语音交互系统实现指定文本信息播报及语2.要求通过语音控制语音模块播报当前任务运行时间（任务1中的点阵屏显示时

4

音识别交互显示。间），播报时间与显示时间误差不超过10秒，播报内容格式为：“当前任务运行时间为

XX分XX秒”，待识别词条内容为：“查询任务运行时间”。

示例：若操作人员说出“查询任务运行时间”指令，则语音模块应播报：“当前任

2

务运行时间为XX分XX秒”（播报内容必须是LCD显示的实时时间数据）。

1.通过编程实现启动LCD显示屏实时准确显示光照度传感器数据信息，显示格式：

任务五：传感器数据采集与显示应用开发

要求LCD显示屏实时准确显示光照度传感器数“当前环境光强度：XXXXXlx（其中X为光照度值，若首位为0，则可以不显示）”。

5

据。2.通过编程实现当光照强度≤100lx时，RGBLED灯点亮（显示颜色不作要求），

当光照强度＞100lx时，RGBLED灯关闭。

1.通过编程实现密码锁系统，密码锁UI界面示例见右图所

示。

任务六：密码锁系统开发2.要求密码锁初始密码为1234，密码锁包含密码设置和开

要求基于功能电路板通过编程利用触摸屏实现锁功能，设置完开启密码后，进行密码验证当输入密码正确时，

6

密码锁系统开发。RGB灯亮绿色灯光，蜂鸣器滴一声，当输入密码错误时，RGB灯

亮黄色灯光，蜂鸣器滴.滴.滴响三声，如果连续输入3次错误

密码，蜂鸣器持续报警且RGB灯红色灯光闪烁。

1.通过编程实现启动LCD显示光照度传感器数据和UI曲线图，要求曲线跟随传

感器数值变化而变化，当光照度传感器数值上升，则曲线应呈现上升趋势，当传感器

任务七：嵌入式系统UI设计开发

数值下降，则曲线应呈现下降趋势。

7要求LCD实时显示光照强度传感器数据和动态

2.要求x轴为时间信息，y轴为传感器数据值信息。随着时间的增长，当曲线

实时曲线图。

占据整个屏幕后呈现从左向右滚动状态。

3.示例UI界面，具体UI界面自行设计，能展示功能和数据变化即可。

3

备注：

1.竞赛装联调试阶段结束后，参赛选手应停止功能电路板装联.调试，并将电脑置于关闭状态。

2.竞赛测评过程中，上述任务只能使用1个综合程序完成功能演示，在现场评分裁判口令下，通过板载功能按键或其他方

式等逐个实现上述任务的结果展示，单个任务测评演示次数不超过3次，否则认定为任务未完成，如因页面刷新速度过快，导

致裁判无法确认显示内容是否正确，后果由选手自行承担。

3.竞赛测评结束后，参赛选手将功能电路板粘贴加密编号后上交至裁判指定位置。

注意：嵌入式系统驱动程序开发任务表以比赛当天下发为准。

4

2024年广西职业院校技能大赛

高职组《嵌入式系统应用开发》赛项

竞

赛

任

务

书

样题

竞赛模块编号：模块二

竞赛注意事项

1.选手竞赛过程中，各参赛选手应注意设备用电安全，禁

止带电插拔设备的组件和模块，且务必远离饮用水.饮料等液体。

若因操作不当导致设备出现问题应及时向现场裁判报告，由现场

裁判处理。

2.竞赛期间选手不得做出影响他人的动作，或者发出噪音，

干扰其他参赛选手的正常竞赛。

3.所有参赛选手进入赛场后，直到竞赛结束之前，禁止向

赛场任何人透露任何关于个人身份的相关信息。竞赛结束前需参

赛选手签字确认的所有文件，只填写竞赛当天的工位号，填写其

他信息均无效。

4.参赛选手要注意及时保存电脑资料，由于操作不当导致

文件丢失.损坏的，由参赛选手自行负责。

5.选手可以在竞赛测试阶段的规定时间内按序进入练习赛

道进行测试，每次限时5分钟，参赛队若放弃赛道任务测试机会，

队长须前往竞赛测试区确认签字，表明自愿放弃测试机会，此次

测试时间轮空且放弃不补，须等待下一轮测试机会，每队测试机

会均等。

6.本模块竞赛共有两轮测评，每轮2次测评机会，2次测

评合计时长不超过5分钟，超过部分将不记录成绩。取两轮中最

高成绩为最终成绩，竞赛平台开始运行后需完全独立完成竞赛任

务，期间不得手动控制，在竞赛平台启动之后，至选手确认竞赛

测试结束之前，选手不得触碰竞赛平台及移动终端。

7.第一轮竞赛测评结束后，各参赛队拥有等长的调试时间

与相同的练习赛道使用时间，超过规定时间不得继续操作，需将

竞赛单元再次上交至指定位置。

8.本模块竞赛测评期间，参赛队需要将移动终端开启后放

置于裁判指定位置，期间仅限用于竞赛单元（A车）的启动控制，

对移动终端的所有操作应当在裁判视线范围内进行，若发现违规.

作弊行为等按照规程扣除竞赛成绩5-20分。

9.竞赛结束后，参赛选手应将现场下发所有资料.附件.资

料盘等整理并交给现场裁判，竞赛结束时待现场裁判查验完成所

有下发材料后方可离场。

第二模块比赛任务流程表

一、总体要求

参赛选手根据竞赛现场抽取的竞赛任务书编写相关嵌入式系统应用程序，参赛选手需在规定时间内，使嵌入式智能车开发

单元A（以下简称“A车”）.嵌入式智能车开发单元B（以下简称“B车”）在智能标志物交互应用沙盘单元模拟的智能化场景

中完成各项赛道功能任务。

注意：竞赛任务以比赛当天下发为准。

二、竞赛任务表

序号任务要求说明

任务一：A车启动出库任务

A车控制LED显示标志物进入计时状态，1.A车启动后，必须在5分钟内完成所有任务，超时后任务不得分。

A车顺利出库。2.A车应全自动完成所有任务与路径动作，期间不得通过任何形式触

1A车按以下指定路线行驶：碰和干扰设备（裁判长对此拥有最终解释权与决策权）。

D7→D6→B6→B4→D4→F4→F2→D2→B2→B43.A车需按照指定路线行驶，脱离指定路线外任务不得分。

→B6→B74.LED显示标志物进入计时状态后，A车方可出发。

A车应全自动完成路线行驶及赛道任务。

任务二：A车距离探测任务

1.信息：超声波测距值（范围：100-400mm）。

A车行驶至B6处，向位于A6处的静态显

22.超声波测距任务中测距起点为B6十字路口中心点，测距终点为静

示标志物（直）进行测距，获得距离信息,测

态显示（直）标志物表面，误差范围±20mm。

距数据发送到立体显示标志物。

任务三：A车二维码识别任务

A车位于B6处，扫描位于A6处的静态显

1.报警台开启码为六字节红外开启码。

3示标志物（直）中二维码，获取二维码信息，

2.数据算法详见附件。

通过加密算法计算获得智能报警台标志物6

字节红外开启码，并将开启码发送至B车。

1

任务四：A车交通信号灯识别任务

A车在B6至B4行驶过程中，启动智能交1.A车应在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照

通信号灯标志物（B）进入识别模式，A车在规指定格式发送至智能交通信号灯标志物（B），超时结果无效。

4

定时间内识别出当前智能交通信号灯标志物2.A车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯标志物（B）即可，无

（B）显示的信号灯颜色，并将识别结果发送需执行其他操作。

至智能交通信号灯标志物（B）。

任务五：A车通过特殊地形任务

1.特殊地形标志物放置位置为C4坐标点。

A车由B4至D4行驶路径中存在特殊地形

52.特殊地形标志物共计6张特殊地形卡片，练习赛道可任意更换，竞

标志物，A车行驶过程中禁止与特殊地形标志

赛赛道卡片由裁判现场指定，选手不可更换。

物两侧掩体发生碰撞。

1.RFID卡内有效数据记为M。

2.2张RFID卡随机放置在D4-F4循迹线上，位置接近D4、E4、F4三

个坐标点之二。

3.RFID卡数量共2张，读取数据块内容仅需验证A密钥即可,RFID

卡A密钥（0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFE）即可。

第1张RFID卡有效数据地址为第7扇区第0个数据块。第2张RFID

卡有效数据块地址为第1张RFID卡内数据经过处理后的有效信息。

任务六:A车无线射频识别任务

第1张RFID卡内信息为随机字节长度的字符串。有效数据为0-9任

A车由D4至F4行驶路径中存在两张

意数字，其余为干扰字符，第2张RFID中存在1个公式，信息为随

6RFID卡片，A车寻找到RFID卡片，并读取出

机字节长度的字符串，有效数据为0-9中任意数字和“＋”.“-”.

RFID卡片有效扇区中数据块的信息。（信息代

“*”.“/”，其他字节为干扰字符，公式计算后结果记为m。

码:M）

示例：

第1张RFID卡片：存放数据块地址，数据信息为“**6&&2^^”

则有效数据为62，则第2张RFID有效数据块地址为第6扇区第2数

据块。

第2张RFID卡片：作为后续任务来源，数据信息为

“&&3*4+1#”,则最终结果M为3乘以4加1等于13。

M=3*4+1。

2

1.多功能信息显示标志物（A）复位后显示一张默认图片，选手需要

执行翻页操作找到需要识别的有效图片。

2.多功能信息显示标志物（A）显示车牌格式为：“国XYYYXY”。其中

“国”固定不变，X代表A~Z中任意一个字母，Y代表0~9中任意一

个数字,仅识别蓝色车牌，其余车牌为干扰车牌。

3.图形及颜色混显统计信息格式：ArBgCbDyEm，其中，A代表矩形的

数量（0~9）；B代表圆形的数量（0~9）；C代表三角形的数量

任务七：A车图形识别和车牌识别任务

（0~9）;D代表菱形的数量（0~9）;E代表五角星的数量（0~9）;此

A车到达F4处，控制位于G4处的多功能

处规定正方形只归属于矩形，不归属于菱形，如果图形图片中有图形

信息显示标志物（A）翻页找到图形信息进行

重叠时，只需统计完整图形，不统计被遮盖图形（下面颜色统计规则

7识别，通过翻页找到蓝色车牌进行识别，并将

一致）。r为红色图形数量（0~9）；g为绿色图形的数量（0~9）；b为

颜色信息按照指定格式发送至智能多功能信

蓝色图形的数量（0~9）；y代表黄色图形的数量；m代表品色图形的

息显示标志物（A）。

数量。多功能信息显示标志物（A）显示图形信息格式（HEX显示模式）

为ArBgEy。

4.需识别的图形中涉及的颜色仅限于红色(255,0,0).绿色(0,255,0).

蓝色(0,0,255).黄色(255,255,0)、品色(255,0,255)、青色

(0,255,255)、黑色(0,0,0)、白色(255,255,255)。

示例：矩形图形数量为2.圆形数量为3.五角星数量为4，其中红

色图形数量为3.绿色图形数量为6.黄色图形数量为2，则多功能信息

显示标志物（A）上显示“234362”。

1.多功能信息显示标志物（B）开机或重启后显示一张默认图片，选

手需要执行翻页操作找到含有行人和交通标志的图片，其它均为干扰

任务八：A车行人识别及交通标志识别

图片。

A车在F4→F2路线上行驶，到达F2处，

2.要求选手识别含有行人的图片，统计图片中佩戴口罩的行人数量

8获取位于G2处多功能信息显示标志物（B）

（图片中遮挡面积超过70%以上的行人不需识别）识别出来的数量记

中的交通标志信息行人识别的数量记为

为A01。

（A01）。

3.涉及的交通标志仅限于：直行.左转.右转.掉头.禁止直行.禁止通

行.最高限速.最低限速。

3

4.交通标识对应的编号说明：

交通标志编号交通标志编号

直行01禁止直行05

左转02禁止通行06

右转03最高限速07

掉头04最低限速08

5.选手需要将识别到的交通标志信息发送至多功能信息显示标志物

（B）HEX显示模式显示：显示格式为：FFFFXX，其中“FFFF”为固

定值，“XX”为识别到的交通标志对应的编号。

示例：识别到的交通标志为“直行”，则多功能信息显示标志物

（B）应在HEX显示模式显示“FFFF01”。

1.A车在到达F2后，应发送随机播报语音指令控制智能公交站标志物

发出语音信息，A车识别语音信息后重复播报此条语音信息。

2.公交站播报信息：

任务九：A车智能语音交互任务富强路站0x01、民主路站0x02、文明路站0x03、和谐路站0x04、爱

A车位于F2处进入语音识别模式，控制智国路站0x05、敬业路站0x06、友善路站0x07。

9

能公交站标志物播报随机指令信息，A车识别3.语音播报标志物发出“富强路站”的语音信息，则A车也应播报

出播报的随机指令信息并进行播报。“富强路站”，若未播报，则该任务不得分。

4.A车上传语音命令编号格式:

0xAF,0x06,0xXX,0x02,0x00,0x00,0x01,0xBB;其中0xXX代表被识别

的语音命令编号，其他字符固定不变。

1.A车需在不接触ETC闸条（闸条时间保持时间约为10秒）的情况下

任务十：A车顺利通过ETC系统任务

通过ETC系统。

10A车行驶至F2处，使其ETC开启然后顺利

2.选手应计算好通过时间，避免栏杆下落触碰A车。若因此导致A车

通过。

失控，则视为选手控制不当，后果由选手自行承担。

4

任务十一：A车智能路灯感知调节任务智能路灯标志物初始档位值（范围1-4）。

A车行驶至D2处，获取位于D1处的智能1.公式B1=(A01^A01)%4+1；即智能路灯目标挡位值等于(A01^A01)

11路灯标志物初始档位信息，并通过公式B1计次幂对4的余数加1，得到1-4的数值,A01为口罩识别。计算结果去

算出智能路灯目标档位信息，最终控制智能路除小数部分且不四舍五入。

灯标志物调节至目标档位。2.智能路灯若没有受到任何指令控制，则该任务不得分。

1.B车应全自动完成所有任务与路径动作，期间不得通过任何形式触

任务十二：B车出库任务

碰和干扰设备（裁判长对此拥有最终解释权与决策权）。

当A车完成路灯感知调节任务之后，在

122.A车必须在D2处启动B车，在其它坐标点启动B车，B车路线不得

D2处启动B车B车按以下指定路线行驶：

分。

G6→F6→F4→D4→D2→B2→B1

3.B车需按照指定路线行驶，脱离指定路线外任务不得分。

1.道闸开启车牌为任务七中获取的有效车牌，只有发送任务七中获取

任务十三：A车顺利通过道闸系统任务的有效车牌才能开启，一段时间之后道闸标志物将自动关闭。

13A车位于B2处发送指定车牌信息开启道2.选手需要控制时间，应当在道闸标志物开启之后快速通过，避免撞

闸系统，在道闸栏杆落下前顺利通过道闸系统。上抬杆。

3.A车在不接触道闸栏杆的情况下到达B4处为顺利通过道闸系统。

1.静态显示标志物（斜）中二维码中存放信息为有效字符及干扰字符，

任务十四：B车二维码识别任务

有效信息为**与##之间数据所代表的数值。

B车顺利出库，B车行驶至F6处，扫描位

14例如：E05二维码信息为(字符串)：#$%^T&**6##%$^^^^，E06二

于E5处的静态显示标志物（斜）中二维码，

维码信息为（字符串）:*23476#2vg**57##^$@DGm,则有效信息数值为

获取二维码信息，开启无线充电。

657，有效信息转为ASCII码对应的十六进制，例如：0X36，0X35,0X37

任务十五：B车交通信号灯识别任务

B车在F4至D4行驶过程中，启动智能交1.B车应在规定的时间内识别出交通灯信号颜色，并将识别结果按照

通信号灯标志物（A）进入识别模式，B车在规指定格式发送至智能交通信号灯标志物（A），超时结果无效。

15

定时间内识别出当前智能交通信号灯标志物2.B车识别后只需将结果返回至智能交通信号灯标志物（A）即可，无

（A）显示的信号灯颜色，并将识别结果发送需执行其他操作。

至智能交通信号灯标志物（A）。

5

任务十六：B车开启智能报警台标志物

1.智能报警台标志物开启码由任务三中的二维码有效数据经过数据

B车位于D2处，向位于E1位置处的智能

16处理算法计算后获得。

报警台标志物发送控制指令，开启智能报警台

2.智能报警台标志物开启码计算方式详见数据处理算法文件。

标志物报警功能。

1.立体显示标志物应在距离显示模式下显示任务二中A车获取的距

任务十七：B车立体显示交互任务

离探测信息，如：距离探测为220mm，则立体显示标志物应显示“距

B车行驶至D2处，向位于C1位置处的立

17离：22CM”

体显示标志物在距离显示模式下显示距离探

2.B车应在D2处发送红外信息，其它位置发送数据不得分，显示与正

测。

确结果不符不得分。

任务十八：B车停车入库任务

18B车行驶至B2处，倒车入库驶入车库B11.B车应采用倒车入库的方式驶入停车库B1。

并开启无线充电标志物。

1.选手应在倒车驶入车库前确认其是否已经被控制下降到一层，并确

任务十九：A车入库任务

认在倒车入库过程中确保停在合适位置，在车库上升过程中，A车如

A车到达B6处，控制智能立体车库A降到

果在B7车库跌落，则视为选手控制不当，其责任由选手自行承担。

一层，然后A车采用倒车方式驶入车库，入库

192.控制立体车库（A）上升到指定层数，计算方式为：F2=(((M*M)%

后控制智能立体车库A升至指定层数，等待从

4)+1)%4其中M由任务六中获得。所得出结果保留小数点后一位，

车入库成功A车关闭LED显示标志物计时器

并且四舍五入，例结果等于0.3104只保留0.3所得结果就等于第三

模式。

层，如果结果等于1.501，那就等于第二层

6

第二模块比赛任务标志物摆放位置表

坐标

序号设备名称说明

点

1多功能信息显示标志物（A）G4朝向F4

2多功能信息显示标志物（B）G2朝向F2

3道闸标志物C3B3(道闸条位置)

4交通信号灯标志物（A）E3朝向E4

5静态标志物（直）A6朝向B6

6静态标志物（斜）E5朝向F6

7ETC系统标志物E2朝向F2

8智能路灯标志物D1朝向D2

9立体显示标志物C1——

10智能公交站标志物F1朝向F2

11特殊地形标志物C4六张地形任意一张

12LED显示标志物A4朝向B4

13无线充电标志物A1——

14智能报警台标志物E1朝向D2

15交通信号灯标志物（B）C5朝向B5

16智能立体车库AB7朝向B6

17A车出发点D7——

18B车出发点G6——

19RFID卡片(2张)RFID卡片随机出现在：D4-F4循迹线。

7

第二模块标志物摆放表

8

数据处理方法（LFSR）

说明：数据处理算法以当天赛题下发为准。

一、线性反馈移位寄存器（LFSR）编码概述

线性反馈移位寄存器（LFSR）：通常由移位寄存器和异或门逻辑组成。其主

要应用在：伪随机数，伪噪声序列，计数器，BIST，数据的加密和CRC校验等。

一个反馈移位寄存器（feedbackshiftregister）由两部分组成：移位寄存器和

反馈函数（feedbackfunction）。移位寄存器是位序列，具有n位长的移位寄存器

称为n位移位寄存器。每次输出一位，移位寄存器中所有位右移一个位。新的最

左端的位根据寄存器中其他位计算得到。移位寄存器输出的一个位常常是最低有

效的位。移位寄存器的周期是指输出序列从开始到重复时的长度。

图1反馈移位寄存器

密码设计者喜欢用移位寄存器构造序列密码，因为这容易通过数字硬件实现。

最简单的反馈移位寄存器是线性反馈移位寄存器（LinearFeedbackShift

Register,LFSR）。反馈函数跟寄存器中某些位简单异或，这些位叫做抽头序列（tap

sequence），有时也叫Fibonacci配置（Fibonacciconfiguration）。因为这是一个简

单的反馈序列，因此大量的数学理论都能用于分析LFSR。密码设计者喜欢分析

序列确保它们是随机并充分安全的。

二.线性反馈移位寄存器（LFSR）编码过程

LFSR的反馈函数就是简单地对移位寄存器中的某些位进行异或，并将异或

的结果填充到LFSR的最左端。对于LFSR中每一位的数据，可以参与异或，也

可以不参与异或。其中，我们把参与异或的位称为抽头。

如下图所示，如果移位寄存器中的值为{b1,b2,....,bn}，则第n+1位的值可以

表示为bn+1=c1b1⊕c2b2...⊕cnbn，其中bi，i∈[1,n]表示移位寄存器的数据（0或1）；

ci，i∈[1,n]表示第i位是否是抽头，如果是，则ci=1，表示该位将参与运算；如

果不是，则ci=0，表示该位将不参与运算。上式表示了LFSR的一种递推关系，

在这个式子中，可以明显看出，ci将抽头位选出并留下来参与运算，并且将不是

9

抽头的位剔除掉。

图2线性反馈移位寄存器

LFSR也具有周期。由于一个n级LFSR最多只能遍历一种状态，因此，当

LFSR移位到一定程度时，一定会出现重复的状态。而相同状态生成的反馈函数

结果总是相同的，因此，LFSR会陷入一种循环，即LFSR存在周期。为了能够

产生足够安全的密钥，我们通常要求