2025年大學(xué)（物聯(lián)網(wǎng)工程）嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)真題及解析

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.以下關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.嵌入式系統(tǒng)通常是專(zhuān)用的，針對(duì)特定應(yīng)用設(shè)計(jì)B.它一般不具備通用性，不能像通用計(jì)算機(jī)那樣靈活配置C.嵌入式系統(tǒng)包含硬件和軟件部分D.嵌入式系統(tǒng)只用于消費(fèi)電子領(lǐng)域答案：D2.嵌入式處理器的特點(diǎn)不包括（）A.體積小B.功耗低C.處理能力弱D.集成度高答案：C3.以下哪種不屬于嵌入式操作系統(tǒng)（）A.LinuxB.Windows10C.VxWorksD.Android答案：B4.嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程中，硬件設(shè)計(jì)的下一步通常是（）A.軟件編碼B.系統(tǒng)測(cè)試C.軟件設(shè)計(jì)D.硬件調(diào)試答案：C5.關(guān)于ARM處理器，說(shuō)法正確的是（）A.只有一種架構(gòu)B.指令集都是32位C.具有多種內(nèi)核版本D.不支持多線程答案：C6.嵌入式系統(tǒng)中，中斷處理的作用是（）A.提高系統(tǒng)性能B.處理緊急事件C.加快程序運(yùn)行D.減少功耗答案：B7.以下哪項(xiàng)不是嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備（）A.硬盤(pán)B.FlashC.SRAMD.DDR答案：A8.嵌入式系統(tǒng)通信接口不包括（）A.USBB.PS/2C.EthernetD.SPI答案：B9.開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)時(shí)，交叉編譯的目的是（）A.提高編譯速度B.生成可在目標(biāo)平臺(tái)運(yùn)行的代碼C.便于代碼調(diào)試D.優(yōu)化代碼結(jié)構(gòu)答案：B10.嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求主要體現(xiàn)在（）A.響應(yīng)時(shí)間短B.處理速度快C.存儲(chǔ)容量大D.軟件功能多答案：A第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請(qǐng)?jiān)跈M線上填寫(xiě)正確答案。1.嵌入式系統(tǒng)由______、______、______和______等部分組成。答案：硬件、軟件、外圍設(shè)備、應(yīng)用程序2.ARM處理器的指令集架構(gòu)主要有______、______等。答案：ARMv7、ARMv83.嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法有______、______等。答案：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)、優(yōu)先級(jí)調(diào)度4.嵌入式系統(tǒng)的硬件調(diào)試方法包括______、______等。答案：在線調(diào)試、斷點(diǎn)調(diào)試5.常用的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具鏈包括______、______、______等。答案：編譯器、鏈接器、調(diào)試器三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：簡(jiǎn)要回答以下問(wèn)題，要點(diǎn)清晰，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔。1.簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。答案：專(zhuān)用性強(qiáng)，針對(duì)特定應(yīng)用設(shè)計(jì)；資源有限，對(duì)硬件資源要求低；實(shí)時(shí)性要求高，能及時(shí)響應(yīng)外部事件；可靠性高，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；功耗低，適合便攜設(shè)備等。2.說(shuō)明ARM處理器的優(yōu)勢(shì)。答案：多種內(nèi)核版本可選，滿足不同需求；指令集豐富高效；性能功耗比高；支持多種工作模式；應(yīng)用廣泛，生態(tài)完善。3.嵌入式操作系統(tǒng)有哪些功能？答案：任務(wù)管理，調(diào)度和管理多個(gè)任務(wù)；內(nèi)存管理，合理分配和管理內(nèi)存；文件系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)文件的存儲(chǔ)、讀取等操作；設(shè)備驅(qū)動(dòng)管理，驅(qū)動(dòng)各種硬件設(shè)備；通信管理，支持多種通信方式。4.簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一般流程。答案：需求分析，明確系統(tǒng)功能和性能要求；硬件設(shè)計(jì)，確定硬件架構(gòu)和電路設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)，劃分模塊并設(shè)計(jì)算法等；編碼實(shí)現(xiàn)，編寫(xiě)硬件和軟件代碼；系統(tǒng)集成，將軟硬件結(jié)合；測(cè)試調(diào)試，檢測(cè)系統(tǒng)功能和性能，修復(fù)問(wèn)題。5.嵌入式系統(tǒng)中中斷處理的過(guò)程是什么？答案：中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求；CPU響應(yīng)中斷，暫停當(dāng)前程序執(zhí)行；保存當(dāng)前程序狀態(tài)；跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序；執(zhí)行中斷服務(wù)程序處理中斷事件；處理完畢后恢復(fù)程序狀態(tài)，返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。四、綜合分析題（共20分）材料如下：某嵌入式系統(tǒng)用于智能家居控制，包括溫濕度傳感器、光照傳感器、智能開(kāi)關(guān)等設(shè)備。系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)采集傳感器數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)定的規(guī)則控制智能開(kāi)關(guān)。答題要求：根據(jù)上述材料，回答以下問(wèn)題，分析要結(jié)合材料，思路清晰。1.該嵌入式系統(tǒng)應(yīng)具備哪些主要功能模塊？答案：數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集溫濕度、光照等傳感器數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析模塊，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；控制模塊，根據(jù)分析結(jié)果控制智能開(kāi)關(guān)；通信模塊，用于與其他智能家居設(shè)備或服務(wù)器通信。2.如何選擇合適的嵌入式處理器？答案：考慮處理能力，滿足數(shù)據(jù)采集和分析處理的速度要求；功耗，適合智能家居設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行；集成度，減少電路板空間；通信接口，滿足與各種傳感器和智能開(kāi)關(guān)通信需求；成本，在預(yù)算范圍內(nèi)選擇性能合適的處理器。3.對(duì)于實(shí)時(shí)性要求，該系統(tǒng)應(yīng)如何設(shè)計(jì)？答案：采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如VxWorks等；優(yōu)化中斷處理機(jī)制，快速響應(yīng)傳感器數(shù)據(jù)變化；合理安排任務(wù)優(yōu)先級(jí)，確保關(guān)鍵任務(wù)及時(shí)執(zhí)行；采用高效的數(shù)據(jù)采集和處理算法，減少延遲。五、設(shè)計(jì)題（共20分）答題要求：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)，用于控制一個(gè)小型電機(jī)的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)包括傳感器采集電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，通過(guò)按鍵設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速，顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速。1.描述系統(tǒng)的硬件組成部分。答案：嵌入式處理器，用于處理數(shù)據(jù)和控制電機(jī)；轉(zhuǎn)速傳感器，采集電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)；按鍵，用于設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速；顯示屏，顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。2.說(shuō)明軟件設(shè)計(jì)的主要流程和功能模塊。答案：軟件設(shè)