2025年中級軟件《嵌入式系統(tǒng)設計師》真題解析沖刺考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題1分，共40分）1.嵌入式系統(tǒng)通常指的是（）。A.通用計算機系統(tǒng)B.具有特定功能、嵌入到其他設備中運行的專用計算機系統(tǒng)C.只能運行操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)D.網絡計算機系統(tǒng)2.在嵌入式系統(tǒng)中，實時性通常指（）。A.系統(tǒng)的可靠性B.系統(tǒng)的易用性C.系統(tǒng)對外部事件做出反應的時間要求D.系統(tǒng)的運行速度3.下列哪種存儲器斷電后數(shù)據會丟失？（）A.RAMB.ROMC.FlashMemoryD.DRAM4.ARM處理器中，寄存器R15通常被稱為（）。A.程序計數(shù)器（PC）B.當前程序狀態(tài)寄存器（CPSR）C.斷點寄存器D.連接寄存器5.SPI通信協(xié)議通常采用（）方式傳輸數(shù)據。A.半雙工，主從模式B.全雙工，主從模式C.半雙工，對等模式D.全雙工，對等模式6.I2C總線通常需要幾根信號線？（）A.1根B.2根C.3根D.4根7.在嵌入式系統(tǒng)中，中斷服務程序（ISR）的執(zhí)行通常（）。A.必須由操作系統(tǒng)調度B.由應用程序顯式調用C.使用優(yōu)先級，高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷D.與系統(tǒng)時鐘同步執(zhí)行8.以下哪個選項不是實時操作系統(tǒng)（RTOS）的特征？（）A.響應時間確定性B.資源管理和分配C.支持多任務并發(fā)D.通常適用于所有類型的操作系統(tǒng)應用9.C語言中，關鍵字`volatile`主要用于說明（）。A.變量是常量，不可修改B.變量是易失的，需要頻繁更新C.變量可能被硬件或其他程序修改，編譯器不應對其優(yōu)化D.變量存儲在寄存器中10.嵌入式軟件開發(fā)中，編譯器的主要功能是（）。A.將高級語言代碼翻譯成機器指令B.設計軟件架構C.調試程序運行時的錯誤D.管理操作系統(tǒng)資源11.下列哪種調試工具通常用于在目標板上單步執(zhí)行程序并觀察寄存器和內存狀態(tài)？（）A.編譯器B.鏈接器C.調試器（Debugger）D.匯編器12.在嵌入式系統(tǒng)中，設備驅動程序的作用是（）。A.實現(xiàn)用戶級應用程序功能B.管理內存資源C.為操作系統(tǒng)提供與硬件設備通信的接口D.進行系統(tǒng)性能優(yōu)化13.以下哪種網絡協(xié)議棧最常用于資源受限的嵌入式設備？（）A.TCP/IP協(xié)議棧B.UDP/IP協(xié)議棧C.Zigbee協(xié)議棧D.Ethernet協(xié)議棧14.嵌入式系統(tǒng)中，電源管理的主要目標是（）。A.提高系統(tǒng)運行速度B.降低系統(tǒng)功耗C.增加系統(tǒng)內存容量D.增強系統(tǒng)安全性15.在RTOS中，信號量（Semaphore）主要用于（）。A.任務調度B.進程間通信C.實現(xiàn)任務同步與互斥D.內存管理16.下列哪個選項不是微控制器（MCU）通常包含的資源？（）A.CPU核心B.內部存儲器（RAM/ROM）C.外部總線接口D.網絡接口芯片（通常需要外接）17.CAN總線在汽車電子中廣泛應用，其主要優(yōu)點之一是（）。A.傳輸速率極高B.成本極低C.抗干擾能力強，可靠性高D.支持全雙工通信18.以下哪種編碼方式常用于數(shù)據存儲，因為它具有自校驗能力？（）A.ASCIIB.UnicodeC.Gray碼D.海明碼19.嵌入式系統(tǒng)設計中，進行需求分析的主要目的是（）。A.設計系統(tǒng)架構B.編寫源代碼C.確定系統(tǒng)功能、性能、約束等要求D.測試系統(tǒng)功能20.在嵌入式軟件開發(fā)中，使用匯編語言的主要優(yōu)勢之一是（）。A.開發(fā)效率高B.代碼可移植性好C.能夠直接訪問和操作硬件寄存器D.運行速度快（通常指相對于高級語言）21.以下哪個選項是描述實時操作系統(tǒng)（RTOS）任務調度算法的常用指標？（）A.代碼密度B.吞吐量（Throughput）C.代碼復雜度D.可視化程度22.嵌入式系統(tǒng)中，DMA（DirectMemoryAccess）技術的優(yōu)勢在于（）。A.提高CPU的運算速度B.減少CPU占用率，讓CPU可以處理其他任務C.增加內存容量D.提高內存訪問速度23.以下哪種技術常用于提高嵌入式系統(tǒng)的可靠性和容錯能力？（）A.超頻B.冗余設計（Redundancy）C.使用更大容量的內存D.關閉不必要的外設24.嵌入式系統(tǒng)中的Bootloader通常負責（）。A.運行用戶應用程序B.初始化硬件設備，加載操作系統(tǒng)內核到內存C.管理文件系統(tǒng)D.進行網絡通信25.當一個高優(yōu)先級任務就緒時，如果當前正在運行一個低優(yōu)先級任務，RTOS通常會（）。A.繼續(xù)運行低優(yōu)先級任務B.立即中斷低優(yōu)先級任務，切換到高優(yōu)先級任務C.等待低優(yōu)先級任務執(zhí)行完畢D.將高優(yōu)先級任務放入等待隊列26.以下哪個選項屬于嵌入式系統(tǒng)中的總線？（）A.USBB.I2CC.PCIeD.所有以上選項27.在C語言中，`#define`和`const`都可以用來定義常量，其主要區(qū)別在于（）。A.`#define`是預處理器指令，`const`是關鍵字B.`#define`定義的常量占內存空間，`const`不占C.`#define`只能用于整數(shù)，`const`可以用于任何數(shù)據類型D.`const`定義的常量可以被優(yōu)化，`#define`不可以28.嵌入式系統(tǒng)中的“Bare-metal”編程通常指的是（）。A.使用高級語言進行開發(fā)B.直接在硬件上運行應用程序，沒有操作系統(tǒng)支持C.使用圖形用戶界面進行開發(fā)D.編寫設備驅動程序29.以下哪種存儲器訪問速度最快？（）A.硬盤（HDD）B.SSD（固態(tài)硬盤）C.SDRAM（同步動態(tài)隨機存取存儲器）D.FlashMemory30.在RTOS中，任務棧的作用是（）。A.存儲操作系統(tǒng)內核數(shù)據B.存儲當前正在運行任務的局部變量、函數(shù)參數(shù)、返回地址等C.管理內存分配D.存儲中斷服務程序31.以下哪個選項是嵌入式系統(tǒng)設計中可能遇到的“馮·諾依曼”架構的缺點？（）A.硬件成本高B.存儲器與CPU分離，可能存在數(shù)據傳輸瓶頸C.難以實現(xiàn)并行處理D.編譯鏈接復雜32.串行通信中，異步通信與同步通信的主要區(qū)別在于（）。A.數(shù)據傳輸速率不同B.是否需要時鐘信號同步C.數(shù)據包格式不同D.傳輸距離不同33.嵌入式系統(tǒng)設計中，進行系統(tǒng)測試的目的是（）。A.驗證系統(tǒng)是否滿足設計要求B.優(yōu)化系統(tǒng)性能C.設計系統(tǒng)架構D.選擇合適的硬件平臺34.以下哪種技術可以用于提高嵌入式系統(tǒng)的實時性？（）A.增加系統(tǒng)主頻B.優(yōu)化編譯器生成的代碼C.使用實時操作系統(tǒng)（RTOS）D.增加系統(tǒng)內存35.在設計嵌入式系統(tǒng)時，選擇微控制器（MCU）需要考慮的主要因素不包括（）。A.價格B.內核類型C.外部設備接口種類和數(shù)量D.操作系統(tǒng)的許可證費用36.以下哪個選項描述了中斷服務程序（ISR）編寫時應遵循的良好實踐？（）A.盡可能長，處理復雜邏輯B.盡量短小，只完成必要的操作，如有需要再調用其他函數(shù)C.必須包含打印調試信息D.可以隨意修改全局變量37.嵌入式系統(tǒng)中的看門狗（WatchdogTimer）的作用是（）。A.提供系統(tǒng)時鐘B.監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)，防止程序跑飛或死鎖時自動復位系統(tǒng)C.生成網絡數(shù)據包D.緩沖輸入輸出數(shù)據38.以下哪種編程語言通常被認為更適合嵌入式系統(tǒng)開發(fā)？（）A.JavaB.PythonC.C/C++D.PHP39.當嵌入式系統(tǒng)需要進行科學計算或復雜數(shù)學運算時，除了選擇高性能MCU外，可能還需要考慮（）。A.使用操作系統(tǒng)進行調度B.配置浮點運算單元（FPU）C.增加系統(tǒng)存儲空間D.使用圖形加速卡40.嵌入式系統(tǒng)安全中，對存儲在非易失性存儲器中的密鑰進行保護，常用的技術不包括（）。A.邏輯加密B.物理隔離C.數(shù)據加密D.代碼混淆二、綜合應用題（每題10分，共30分）41.假設一個嵌入式系統(tǒng)使用基于ARM7TDMI內核的微控制器，該微控制器具有2個32位的通用寄存器R1和R2，以及一個32位的程序計數(shù)器PC。請簡述當中斷發(fā)生時，CPU執(zhí)行中斷響應序列（包括保存現(xiàn)場和跳轉到中斷服務程序入口）大致涉及哪些關鍵步驟（可用偽指令或簡短文字描述），并說明程序計數(shù)器PC在過程中如何變化。42.在一個使用FreeRTOS的嵌入式系統(tǒng)中，有兩個任務Task_A和Task_B，優(yōu)先級分別為P_A和P_B，其中P_A>P_B。請簡述在以下兩種情況下，任務調度器如何選擇下一個運行的任務：a)Task_A和Task_B都處于就緒狀態(tài)。b)Task_A正在運行，此時Task_B變?yōu)榫途w狀態(tài)。43.某嵌入式設備需要通過UART與上位機進行通信，傳輸數(shù)據采用8數(shù)據位、1停止位、無校驗位（8N1）格式。請簡述UART通信過程中，從發(fā)送方發(fā)送一個字節(jié)（例如，發(fā)送字節(jié)數(shù)據0x55）到接收方成功接收并確認該字節(jié)，通常涉及哪些關鍵步驟（包括硬件和軟件層面）。三、設計題（20分）44.設計一個簡單的嵌入式系統(tǒng)，用于控制一個智能照明燈。該系統(tǒng)應具備以下基本功能：a)接收用戶通過按鈕輸入的“開關燈”指令。b)根據當前環(huán)境光線強度（通過光敏傳感器獲取）自動調節(jié)燈光亮度（假設使用PWM控制LED亮度）。c)在燈光開啟狀態(tài)下，如果檢測到環(huán)境光線過強（例如，超過某個閾值），則自動關閉燈光。請簡述該系統(tǒng)的硬件設計思路（需要說明至少涉及的關鍵硬件模塊及其連接），并描述軟件設計的主要任務（例如，需要創(chuàng)建哪些任務、任務間如何進行同步或通信）。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.A4.A5.B6.B7.C8.D9.C10.A11.C12.C13.A14.B15.C16.D17.C18.D19.C20.C21.B22.B23.B24.B25.B26.D27.A28.B29.C30.B31.B32.B33.A34.C35.D36.B37.B38.C39.B40.B二、綜合應用題41.解析思路：CPU接收到中斷請求后，首先在當前指令執(zhí)行完畢后，保存當前任務的執(zhí)行狀態(tài)（通常包括PC和部分寄存器），然后根據中斷向量表找到對應的中斷服務程序的入口地址，加載到PC中，最后跳轉到該地址執(zhí)行中斷服務程序。具體步驟可簡述為：識別中斷源->保存現(xiàn)場（如推棧保存R1、PC等）->從中斷向量表中獲取ISR地址->將ISR地址加載到PC->開始執(zhí)行ISR。答案要點：中斷響應涉及保存現(xiàn)場（寄存器、PC）、查找中斷向量表、更新PC跳轉至ISR。PC變化為：先保存當前PC，后加載ISR地址至PC。42.解析思路：RTOS調度器會根據任務優(yōu)先級和狀態(tài)進行選擇。在就緒態(tài)時，優(yōu)先級高的任務總是優(yōu)先獲得CPU。任務切換可能發(fā)生在時間片用完、更高優(yōu)先級任務就緒或中斷處理完成后。ISR執(zhí)行完后，調度器會根據就緒隊列中的任務優(yōu)先級決定下一個運行者。答案要點：a)優(yōu)先級高的Task_A運行。b)由于P_A>P_B，即使Task_B就緒，只要Task_A仍在運行且未超時，調度器仍會選擇Task_A。只有當Task_A因故阻塞或切換出CPU時，調度器才會考慮就緒的Task_B。43.