2025年上海嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師職業(yè)資格練習(xí)題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個最符合題意的選項(xiàng)）1.在CortexM3內(nèi)核中，若NVIC_IPR0寄存器地址為0xE000E400，則IRQn=5對應(yīng)的中斷優(yōu)先級字段位于該寄存器的哪一字節(jié)？A.Bit7…Bit0?B.Bit15…Bit8?C.Bit23…Bit16?D.Bit31…Bit24答案：B2.某MCU的SysTick重裝載值設(shè)為0x0001869F，內(nèi)核主頻72MHz，則SysTick中斷周期最接近：A.1.0ms?B.2.0ms?C.5.0ms?D.10ms答案：C3.在I2C總線中，主機(jī)發(fā)送“重復(fù)起始條件”后，從機(jī)地址字節(jié)的R/W位為1，下一步總線行為是：A.主機(jī)立即切換為接收器?B.從機(jī)發(fā)送ACK?C.主機(jī)發(fā)送STOP?D.總線進(jìn)入仲裁答案：A4.下列關(guān)于CAN報文標(biāo)識符的敘述，錯誤的是：A.標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)識符11位?B.擴(kuò)展幀標(biāo)識符29位?C.標(biāo)識符值越小優(yōu)先級越高?D.RTR位為0表示遠(yuǎn)程幀答案：D5.使用FreeRTOS時，若配置configTOTAL_HEAP_SIZE為32768，內(nèi)核將：A.靜態(tài)分配TCB與棧?B.使用heap_1.c方案?C.使用heap_4.c方案并創(chuàng)建數(shù)組ucHeap[32768]?D.禁止動態(tài)創(chuàng)建任務(wù)答案：C6.在ARMGCC工具鏈中，將變量放入Flash指定段的正確語法是：A.__attribute__((section(".data"))))?B.__attribute__((section(".text"))))?C.__attribute__((section(".rodata"))))?D.__attribute__((section(".bss"))))答案：C7.某ADC的ENOB=10.2位，Vref=3.0V，輸入短路時輸出碼標(biāo)準(zhǔn)差為1.3LSB，則等效輸入噪聲電壓約為：A.0.28mV?B.0.56mV?C.0.92mV?D.1.12mV答案：C8.在RS485差分線上，若AB差分電壓為1.5V，邏輯狀態(tài)為：A.邏輯1?B.邏輯0?C.高阻?D.沖突答案：B9.關(guān)于嵌入式Linux的PREEMPT_RT補(bǔ)丁，正確的是：A.關(guān)閉所有中斷?B.將自旋鎖改為互斥鎖并支持優(yōu)先級繼承?C.禁止內(nèi)核搶占?D.用戶態(tài)不可搶占答案：B10.在STM32HAL庫中，若__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()未執(zhí)行就操作GPIOA，會觸發(fā)：A.HardFault?B.BusFault?C.靜默忽略?D.立即復(fù)位答案：B11.下列哪項(xiàng)不是UBoot啟動階段BL2的常規(guī)職責(zé)？A.初始化DDR?B.加載BL31?C.驗(yàn)證BL33鏡像?D.引導(dǎo)Linux內(nèi)核答案：D12.在CortexR52雙核鎖步架構(gòu)中，用于比較兩核輸出差異的模塊簡稱：A.ECC?B.MPU?C.DCLS?D.GIC答案：C13.若某FPGASoC的PSPL接口AXI主頻100MHz，數(shù)據(jù)寬度64bit，理論峰值帶寬為：A.800MB/s?B.1.6GB/s?C.6.4GB/s?D.12.8GB/s答案：C14.在AUTOSAROS中，由OSErrorHook()拋出的錯誤類型是：A.E_OS_ACCESS?B.E_OS_CALLEVEL?C.E_OS_ID?D.E_OS_SYS_ASSERTION答案：D15.采用FATFS文件系統(tǒng)，f_write()寫入1kB數(shù)據(jù)，簇大小4kB，若文件原大小0字節(jié)，則最少觸發(fā)幾次Flash擦除？A.0?B.1?C.2?D.3答案：B16.在KeilMDK中，使用MicroLib時，下列函數(shù)不可用：A.malloc?B.printf?C.sprintf?D.fopen答案：D17.某傳感器以I2C最大速率1MHz通信，若每次讀取需發(fā)送寄存器地址+讀數(shù)據(jù)共3字節(jié)，主機(jī)時鐘拉伸占10%，則理論吞吐率最接近：A.30kB/s?B.27kB/s?C.24kB/s?D.20kB/s答案：B18.在CortexM4的FPU中，執(zhí)行VCVT.F32.S32指令需幾個時鐘周期（流水線全滿）？A.1?B.2?C.3?D.4答案：A19.若某裸機(jī)程序使用雙緩沖DMA接收串口數(shù)據(jù)，當(dāng)DMA半傳輸完成中斷觸發(fā)時，軟件應(yīng)：A.立即關(guān)閉DMA?B.處理第一緩沖區(qū)?C.處理第二緩沖區(qū)?D.重設(shè)NDTR答案：B20.在Linux設(shè)備樹中，屬性“dmacoherent”的作用是：A.關(guān)閉Cache?B.允許DMA與CPU共享緩存行?C.提高中斷優(yōu)先級?D.禁止預(yù)取答案：B21.關(guān)于ESP32的WiFi休眠模式，下列說法正確的是：A.Modemsleep下CPU必須停止?B.Lightsleep可保持WiFi連接?C.Deepsleep下RTC內(nèi)存丟失?D.以上均錯答案：B22.在ISO26262ASILC項(xiàng)目中，對ADC的故障響應(yīng)時間要求為：A.10ms?B.100ms?C.500ms?D.1s答案：B23.若某電機(jī)驅(qū)動采用SVPWM，直流母線電壓24V，則線電壓基波幅值最大可達(dá)：A.12V?B.24V?C.24/√3V?D.24×√3/2V答案：D24.在ZephyrRTOS中，內(nèi)核對象初始化宏K_MUTEX_DEFINE()將互斥鎖放置于：A.棧?B..bss?C..data?D..text答案：C25.某QSPIFlash支持DDR模式，時鐘80MHz，數(shù)據(jù)線4bit，則理論峰值速率：A.40MB/s?B.80MB/s?C.160MB/s?D.320MB/s答案：B26.在TrustZoneM中，若SAU區(qū)0配置為NS=1，區(qū)1配置為NS=0且地址重疊，則訪問屬性：A.安全?B.非安全?C.不可預(yù)測?D.HardFault答案：A27.使用JLinkRTTViewer時，RTT控制塊必須包含的簽名是：A.SEGGERRTT?B.JLINK?C.RTT_CB?D.0xDEADBEEF答案：A28.在Linux內(nèi)核模塊中，使用kmalloc(size,GFP_ATOMIC)時，size上限約為：A.64kB?B.128kB?C.4MB?D.與架構(gòu)相關(guān)，通常128kB答案：D29.若某BLE5.0設(shè)備采用2Mbps物理層，實(shí)際應(yīng)用層吞吐率約：A.0.7Mbps?B.1.4Mbps?C.2Mbps?D.2.5Mbps答案：B30.在CortexM7的Cache維護(hù)中，用于清除DCache行并寫回寄存器的指令是：A.DSB?B.ISB?C.DCISW?D.DCCSW答案：D二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選少選均不得分）31.下列哪些機(jī)制可用于防止優(yōu)先級反轉(zhuǎn)？A.優(yōu)先級繼承?B.優(yōu)先級天花板?C.禁止中斷?D.時間片輪轉(zhuǎn)答案：AB32.在STM32F4的ADC中，可觸發(fā)注入組轉(zhuǎn)換的事件包括：A.TIM1_CH1?B.EXTI11?C.TIM2_TRGO?D.SoftwarebitJSWSTART答案：ACD33.關(guān)于CANFD，以下正確的是：A.數(shù)據(jù)段可變速率?B.數(shù)據(jù)長度最大64字節(jié)?C.標(biāo)識符仍為11位?D.采用CRC17答案：ABD34.在Linux內(nèi)核中，屬于軟中斷上下文的是：A.IRQhandler?B.tasklet?C.workqueue?D.kthread答案：B35.下列哪些屬于CortexM4的異常編號（IRQn負(fù)值）？A.HardFault?B.PendSV?C.SysTick?D.ExternalIRQ0答案：ABC36.在FPGA時序約束中，可覆蓋跨時鐘域路徑的約束命令有：A.set_false_path?B.set_max_delay?C.set_multicycle_path?D.set_clock_groups答案：ABCD37.關(guān)于ESPIDF的PartitionTable，正確的是：A.可自定義CSV?B.出廠默認(rèn)偏移0x8000?C.支持加密標(biāo)志?D.最大條目96條答案：ABC38.在AUTOSARCOM模塊中，信號字節(jié)序可配置為：A.BIG_ENDIAN?B.LITTLE_ENDIAN?C.OPAQUE?D.INTEL?E.MOTOROLA答案：BE39.下列哪些屬于Linux內(nèi)核實(shí)時性評估工具？A.cyclictest?B.hackbench?C.ftrace?D.LTTng答案：ABCD40.在TrustZoneM中，非安全代碼可通過哪條指令調(diào)用安全代碼？A.SG?B.BLXNS?C.BXNS?D.BLX答案：A三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）41.在CortexM0+中，NVIC支持256級優(yōu)先級。答案：×42.FAT32文件系統(tǒng)中，根目錄大小固定。答案：×43.采用QSPIFlashXIP時，CPU可直接執(zhí)行代碼無需拷貝到RAM。答案：√44.Linux的PREEMPT_RT補(bǔ)丁將spinlock替換為mutex，因此實(shí)時任務(wù)可休眠。答案：√45.在BLE廣播中，AdvA字段使用隨機(jī)地址時，最高兩位必須為0b11。答案：√46.在STM32的Boot0=1、Boot1=0時，系統(tǒng)從SystemMemory啟動。答案：√47.ZephyrRTOS的k_fifo與k_lifo均支持ISR上下文使用。答案：√48.當(dāng)CAN節(jié)點(diǎn)進(jìn)入BusOff狀態(tài)后，必須硬件復(fù)位才能恢復(fù)。答案：×49.在FPGA中，LUT6可實(shí)現(xiàn)任意6輸入布爾函數(shù)。答案：√50.在CortexR52中，MPU區(qū)域最小可為32字節(jié)。答案：√四、簡答題（每題6分，共30分）51.簡述CortexM3的“咬尾中斷”機(jī)制及其帶來的好處。答案：當(dāng)某中斷退出時，若存在掛起的同級或更低優(yōu)先級中斷，內(nèi)核不執(zhí)行彈棧與壓棧，直接跳轉(zhuǎn)新中斷向量，節(jié)省12周期；降低延遲、節(jié)能。52.說明在Linux設(shè)備樹中如何為某SPI設(shè)備分配GPIO片選并指定最大速率。答案：在spi節(jié)點(diǎn)內(nèi)添加子節(jié)點(diǎn)，屬性compatible、reg指定片選索引；csgpios=<&gpio15GPIO_ACTIVE_LOW>；spimaxfrequency=<20000000>。53.列舉三種在裸機(jī)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)微秒級延時的方法并比較精度。答案：1)循環(huán)空操作，依賴主頻與編譯優(yōu)化，誤差±20%；2)SysTick中斷計(jì)數(shù)，誤差±1μs；3)定時器PWM單脈沖模式，誤差±0.1μs。54.說明CANFD中“比特率切換”在物理層的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)。答案：數(shù)據(jù)段切換高速時鐘，通過寄存器BSW位控制；需收發(fā)器支持≥2Mbps，PCB阻抗100Ω，交叉點(diǎn)校準(zhǔn)65%，采樣點(diǎn)80%。55.解釋TrustZoneM中“安全狀態(tài)”與“非安全狀態(tài)”對MPU區(qū)域的影響。答案：安全代碼可訪問安全與非安全區(qū)域；非安全代碼僅可訪問非安全區(qū)域；MPU區(qū)域?qū)傩訬S=0僅安全可配，NS=1雙方可訪問但安全側(cè)可限制。五、計(jì)算與綜合題（共60分）56.（8分）某STM32F407ADC工作于12位模式，采樣時間15周期，ADCCLK=12MHz，連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，DMA雙緩沖循環(huán)接收1kHz正弦信號。問：(1)理論最高采樣率；(2)是否滿足奈奎斯特準(zhǔn)則；(3)若需采樣率≥200kHz，ADCCLK最低值。答案：(1)12MHz/(15+12)=444.4kHz；(2)444.4kHz>2×1kHz，滿足；(3)200kHz×27周期=5.4MHz。57.（10分）某電機(jī)編碼器線數(shù)1024，MCU捕獲TIM2上升沿，電機(jī)轉(zhuǎn)速3000rpm，測得相鄰捕獲差值TIM2_CNT=1400，時鐘72MHz。求：(1)實(shí)際轉(zhuǎn)速；(2)若TIM2溢出一次未處理，最大可測轉(zhuǎn)速；(3)建議的自動重裝載值。答案：(1)72M×60/(1024×1400)=3018rpm；(2)72M×60/(1024×65536)=64rpm；(3)0xFFFF足夠。58.（12分）某系統(tǒng)采用CANFD，數(shù)據(jù)段速率2Mbps，幀長64字節(jié)，位填充平均增加10%，總線利用率目標(biāo)50%，節(jié)點(diǎn)每10ms周期發(fā)送一幀。問：(1)單幀位數(shù)；(2)每10ms內(nèi)可用位數(shù)；(3)最多可支持幾個節(jié)點(diǎn)。答案：(1)仲裁段約65位，數(shù)據(jù)段(64×8)×1.1=563位，合計(jì)628位；(2)2Mbps×10ms×50%=10000位；(3)10000/628≈15節(jié)點(diǎn)。59.（15分）某FPGASoCPL端實(shí)現(xiàn)AXIDMA，PS端Linux需連續(xù)傳輸8MB數(shù)據(jù)。已知：AXIHP端口64bit，150MHz；DDR3帶寬瓶頸1.2GB/s；Cache行64B；每傳輸1kB需一次mmap/ioctl系統(tǒng)調(diào)用開銷5μs；求：(1)理論峰值帶寬；(2)實(shí)際帶寬（考慮系統(tǒng)調(diào)用）；(3)若采用零拷貝方案，帶寬提升比例。答案：(1)150M×8B=1.2GB/s；(2)8MB/(8MB/1.2GB/s+8MB/1kB×5μs)=0.89GB/s；(3)(1.20.89)/0.89≈35%。60.（15分）某安全關(guān)鍵系統(tǒng)采用雙核鎖步CortexR52，要求對SRAM進(jìn)行端到端ECC檢測。SRAM容量512kB，字長32bit，ECC碼7bit，系統(tǒng)時鐘200MHz，單周期可讀寫64bit。求：(1)所需ECC存儲容量；(2)若發(fā)生單比特錯誤，糾錯延遲（周期）；(3)若錯誤注入頻率1次/10h，系統(tǒng)運(yùn)行壽命15年，求累計(jì)不可糾雙比特錯誤概率（假設(shè)單錯隨機(jī)獨(dú)立）。答案：(1)512kB×7/32=112kB；(2)組合邏輯≤3周期；(3)字?jǐn)?shù)量=512kB/4B=131072，λ=1/(10×3600×131072)=2.12×1010/s，P=1e^(λt)≈λt=2.12×1010×15×365×24×3600=9.9×105。六、嵌入式C代碼閱讀與改錯（共20分）61.閱讀下列代碼，指出至少4處錯誤并給出修正。```c1voiddma_m2m(uint32_tsrc,uint32_tdst,uint32_tlen)2{3DMA1_Stream0>CR|=DMA_SxCR_EN;4DMA1_Stream0>PAR=(uint32_t)src;5DMA1_Stream0>M0AR=(uint32_t)dst;6DMA1_Stream0>NDTR=len;7DMA1_Stream0>CR|=DMA_SxCR_TCIE;8NVIC_EnableIRQ(DMA1_Stream0_IRQn);9while(!(DMA1>LISR&DMA_LISR_TCIF0));10DMA1>LIFCR=DMA_LIFCR_CTCIF0;11DMA1_Stream0>CR&=~DMA_SxCR_EN;12}```答案：1)未等待CR.EN清零再配置，應(yīng)先清零EN并等待；2)未設(shè)置數(shù)據(jù)寬度與增量，需配置MSIZE/PSIZE=Word、MINC/PINC=1；3)中斷標(biāo)志查詢前未開總中斷，可能死循環(huán)；4)未處理Cache一致性，需__DCache_CleanInvalidate()；5)未檢查len上限，可能溢出；修正：先清EN，配置CR，處理Cache，再置EN，最后等待。62.在FreeRTOS下實(shí)現(xiàn)軟件定時器，每100ms采樣傳感器，但發(fā)現(xiàn)周期漂移±5ms。分析可能原因并給出改進(jìn)措施。答案：原因：軟件定時器任務(wù)優(yōu)先級低，被阻塞；CPU負(fù)載高；configTIMER_TASK_PRIORITY過低；系統(tǒng)心跳1ms粒度不足。改進(jìn)：提高優(yōu)先級至≥tskIDLE_PRIORITY+3；使用硬件定時器中斷直接采樣；心跳提高到1kHz；啟用configUSE_TICKLESS_IDLE_DISABLE。七、設(shè)計(jì)題（共30分）63.設(shè)計(jì)一款基于ZephyrRTOS的LoRaWAN終端，要求：(1)給出硬件架構(gòu)框圖（文字描述即可）；(2)說明低功耗狀態(tài)機(jī)；(3)給出OTAA入網(wǎng)流程時序；(4)估算電池壽命（AA2500mAh，休眠電流2μA，發(fā)送峰值120mA/120ms，周期30min）。答案