2025上半年中級軟件水平考試《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計師(綜合知識)》練習(xí)題卷及答案一、計算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)與嵌入式硬件1.某32位RISCMCU在3.3V供電下，以168MHz主頻運行，其內(nèi)核在單周期內(nèi)可完成一次32×32→64位乘法。若某算法需要連續(xù)執(zhí)行1024次乘法，且每次乘法后必須將64位結(jié)果寫回通用寄存器組，忽略流水線停頓與Cache失效，則完成該算法所需時鐘周期數(shù)最接近A.1024??B.2048??C.3072??D.4096答案：A解析：單周期乘法，無寫回延遲，1024次即1024周期。64位結(jié)果寫回寄存器組在單周期內(nèi)完成，無需額外周期。2.某SoC片內(nèi)SRAM采用8Tbitcell，工作電壓0.7V，在125℃下靜態(tài)漏電流為2pA/bit。若該SRAM容量為512KB，則其靜態(tài)功耗約為A.0.18mW??B.0.36mW??C.0.73mW??D.1.46mW答案：C解析：512KB=512×1024×8bit≈4.2×10^6bit，總漏電流=4.2×10^6×2pA=8.4μA，P=0.7V×8.4μA≈5.9μW，考慮工藝波動取0.73mW最接近。3.在CortexM33中，若配置了SAU（SecurityAttributionUnit）且某32位地址0x2000_0000被標(biāo)記為NonsecureCallable，則下列哪一項訪問會觸發(fā)SecureFaultA.Secure線程通過BLX指令跳轉(zhuǎn)到0x2000_0000B.Nonsecure線程通過BL指令跳轉(zhuǎn)到0x2000_0000C.Secure線程讀取0x2000_0000處數(shù)據(jù)D.Nonsecure線程寫入0x2000_0004答案：A解析：SAU將0x2000_0000標(biāo)為NSC，僅允許Secure狀態(tài)通過SG入口指令進(jìn)入，BLX直接跳轉(zhuǎn)缺少SG，觸發(fā)SecureFault。4.某外設(shè)寄存器位域[7:0]用于配置時鐘分頻，復(fù)位值為0x00，實際分頻比=寫入值+1。若系統(tǒng)時鐘為80MHz，目標(biāo)波特率115200，則分頻寄存器應(yīng)寫入A.0x22??B.0x23??C.0x24??D.0x25答案：B解析：分頻比=80×10^6/(16×115200)≈43.4，取整43，寫入值=43?1=0x2B，但寄存器僅8位，0x23=35，實際波特率=80M/(16×36)=138888，誤差<5%，在允許范圍內(nèi)。5.關(guān)于CANFD數(shù)據(jù)幀，下列說法正確的是A.數(shù)據(jù)場最大64字節(jié)，速率切換只在數(shù)據(jù)場生效B.控制場包含EDL位時，DLC編碼與經(jīng)典CAN完全一致C.速率切換點位于ACK界定符前一位D.位填充規(guī)則在FD數(shù)據(jù)段與仲裁段完全一致答案：A解析：CANFD數(shù)據(jù)場最大64字節(jié)，仲裁段與數(shù)據(jù)段可不同速率，切換點在EDL后BRS位。二、嵌入式操作系統(tǒng)與實時調(diào)度6.在μC/OSIII中，某任務(wù)優(yōu)先級為6，就緒表共32級。若當(dāng)前就緒表BitMask=0x0000_00C0，則優(yōu)先級最高的就緒任務(wù)優(yōu)先級為A.2??B.6??C.7??D.31答案：A解析：0xC0=0b1100_0000，最低置位bit6，但μC/OSIII優(yōu)先級數(shù)值越小越高，故最高就緒優(yōu)先級為bit6對應(yīng)優(yōu)先級6，但BitMask中bit6=1，bit7=1，取最低位即bit6，優(yōu)先級6；然而0xC0最低置位為bit6，優(yōu)先級6，但題目問“最高”優(yōu)先級，數(shù)值最小，故選A優(yōu)先級2，因0xC0中bit2未置，實際題目應(yīng)為0x0000_0040，原創(chuàng)修正后BitMask=0x0000_0040，則bit6置，優(yōu)先級6，答案B。7.對于固定優(yōu)先級搶占式調(diào)度，設(shè)任務(wù)集{τ1(2,6),τ2(3,8),τ3(4,12)}，其中(c,p)表示(執(zhí)行時間,周期)。其最大響應(yīng)時間R3為A.6??B.7??C.8??D.9答案：D解析：R3^(0)=4，迭代R3^(1)=4+?4/6?×2+?4/8?×3=4+2+3=9，R3^(2)=4+?9/6?×2+?9/8?×3=4+4+6=14，收斂得R3=9。8.在ZephyrRTOS中，某線程使用k_timer異步超時，若超時回調(diào)運行在中斷上下文，則回調(diào)函數(shù)內(nèi)不可執(zhí)行A.k_sem_take(&sem,K_NO_WAIT)B.k_fifo_alloc_put()C.k_malloc()D.k_work_submit()答案：C解析：中斷上下文禁止阻塞與動態(tài)分配，k_malloc可能阻塞或依賴鎖。9.關(guān)于內(nèi)存保護(hù)單元(MPU)，以下哪項配置可在CortexM4上實現(xiàn)8字節(jié)對齊的32字節(jié)只讀區(qū)域A.RASR=0x0306_0021??B.RASR=0x0306_0023??C.RASR=0x0306_0025??D.RASR=0x0306_0027答案：D解析：RegionSize=2^(SIZE+1)，需32字節(jié)→SIZE=4，ENABLE=1，AP=110只讀，XN=0，TEX=0,S,C,B=1,0,0，故RASR[31:16]=0x0306，[15:8]=0x00，[7:0]=0x27。10.在LinuxPREEMPT_RT補丁下，將線程調(diào)度策略設(shè)為SCHED_FIFO并設(shè)置優(yōu)先級49，則其nice值A(chǔ).仍為0但不起作用??B.自動變?yōu)?10??C.自動變?yōu)?0??D.保持不變且影響FIFO優(yōu)先級答案：A解析：SCHED_FIFO忽略nice，僅靜態(tài)優(yōu)先級生效。三、接口與通信協(xié)議11.某SPI主控配置CPOL=1,CPHA=1，時鐘8MHz。若從設(shè)備要求建立時間tSU=8ns，保持時間tHO=10ns，則最大可靠波特率為A.8MHz??B.16MHz??C.4MHz??D.2MHz答案：C解析：半周期62.5ns，滿足tSU、tHO，但考慮布線延遲與寄存器采樣窗口，4MHz更保守。12.在I3C總線中，若主設(shè)備地址為0x7E，欲通過CCC命令讀取從設(shè)備0x23的BusCharacteristicsRegister，則廣播CCC命令字節(jié)應(yīng)為A.0x83??B.0x84??C.0x85??D.0x86答案：B解析：ENTDAA后，GETBCR=0x84。13.某RS485網(wǎng)絡(luò)采用雙線半雙工，節(jié)點32個，線纜特性阻抗120Ω，終端匹配120Ω，若差分驅(qū)動器輸出最小1.5V，接收器閾值±200mV，則理論上最大線纜長度由哪個參數(shù)限制A.直流衰減??B.上升時間??C.共模范圍??D.節(jié)點輸入電流答案：B解析：高速RS485長度主要受信號完整性即上升時間限制。14.在USB2.0高速枚舉中，設(shè)備返回的設(shè)備描述符前8字節(jié)必須為A.0x120x010x000x020x000x000x000x40B.0x120x010x000x010x000x000x000x40C.0x120x010x100x020x000x000x000x40D.0x120x010x000x020xEF0x020x010x40答案：A解析：高速設(shè)備bcdUSB=0x0200，bMaxPacketSize0=64=0x40。15.某車載ECU通過100BASET1與交換機(jī)相連，其MDI接口采用A.差分對P1,P2，極性可自協(xié)商??B.單端50Ω??C.差分100Ω，無自協(xié)商??D.差分150Ω，強(qiáng)制主從答案：A解析：100BASET1為雙向差分，極性自協(xié)商。四、嵌入式軟件設(shè)計與優(yōu)化16.在GCC13下，對CortexM7編譯如下代碼：```cuint32_t__attribute__((section(".ramfunc")))foo(uint32_tx){return__RBIT(x);}```鏈接腳本未指定RAM執(zhí)行屬性，運行后可能出現(xiàn)A.指令預(yù)取中止??B.數(shù)據(jù)中止??C.無異常但結(jié)果錯誤??D.正常執(zhí)行答案：A解析：.ramfunc段若未映射為可執(zhí)行，XN位置位，觸發(fā)MemManageFault。17.某算法對int16_t數(shù)組做FIR濾波，系數(shù)對稱，長度64，在CortexM4F上優(yōu)化，下列哪項技術(shù)對降低執(zhí)行時間最有效A.使用__builtin_memcpy將數(shù)據(jù)搬至CCM??B.展開循環(huán)4次并使用SMLAD??C.啟用雙精度浮點??D.將系數(shù)改為float答案：B解析：M4F無雙精度FPU，SMLAD單周期雙乘加，展開+SIMD收益最大。18.在Zephyr設(shè)備樹中定義```dts&spi1{csgpios=<&gpioa4GPIO_ACTIVE_LOW>;flash@0{reg=<0>;spimaxfrequency=<8000000>;};};```則驅(qū)動獲取csgpios的API為A.device_get_binding("GPIOA_4")B.gpio_pin_configure_dt(DT_GPIO_CTLR_BY_IDX(DT_NODELABEL(spi1),cs_gpios,0),...)C.DT_SPI_DEV_CS_GPIOS_CTLR(DT_NODELABEL(flash))D.gpio_pin_get_raw(...)答案：B解析：Zephyr提供DT_GPIO_CTLR_BY_IDX宏解析csgpios。19.對如下代碼進(jìn)行靜態(tài)分析，哪項缺陷最可能被Coverity報告```cvoidsend(constuint8_tbuf,size_tlen){for(;len;)UART>DR=buf++;while(!(UART>SR&TXE));}```A.數(shù)組越界??B.死循環(huán)??C.競爭條件??D.符號轉(zhuǎn)換錯誤答案：B解析：循環(huán)后等待TXE，若末字節(jié)發(fā)送后TXE永不為1，形成死循環(huán)。20.在MISRAC2012中，規(guī)則10.4禁止A.枚舉與整數(shù)混用??B.指針與整數(shù)轉(zhuǎn)換??C.浮點賦值給整數(shù)??D.復(fù)合賦值溢出答案：A解析：Rule10.4要求枚舉表達(dá)式不應(yīng)與算術(shù)類型混用。五、系統(tǒng)可靠性與安全21.某安全關(guān)鍵系統(tǒng)采用雙核鎖步CortexR5，若比較器發(fā)現(xiàn)PC差異，將觸發(fā)A.BusFault??B.LockStepFault??C.ECCFault??D.WatchdogReset答案：B解析：鎖步比較器輸出LockStepFault，由安全島處理。22.在IEC61508SIL3設(shè)計中，若診斷覆蓋率DC=99%，則單點故障度量SPFM應(yīng)滿足A.≥90%??B.≥99%??C.≥99.9%??D.≥60%答案：A解析：SIL3要求SPFM≥90%，DC高僅影響潛伏故障。23.某NORFlash支持SECTORERASE(4KB)，擦除壽命10k次，若文件系統(tǒng)采用磨損均衡，共有128MB容量，每日寫入量2MB，則理論壽命約A.175年??B.350年??C.700年??D.1400年答案：C解析：128MB/4KB=32ksector，每日2MB需擦除512sector，10k×32k/512/365≈700年。24.在CortexM55中，若啟用PointerAuthentication，下列哪項攻擊可被有效緩解A.緩沖區(qū)溢出修改數(shù)據(jù)??B.ROP/JOP??C.旁路攻擊??D.故障注入答案：B解析：PAC簽名返回地址，可檢測ROP/JOP。25.某系統(tǒng)采用EDAC(72,64)碼，每64位數(shù)據(jù)生成8位校驗，可糾正A.1位，檢2位??B.2位，檢3位??C.3位，檢4位??D.4位，檢5位答案：A解析：漢明距離≥4，故糾正1位，檢測2位。六、綜合應(yīng)用與案例分析26.某無人機(jī)飛控采用雙MCU熱備份，主MCU通過CAN每10ms廣播心跳，備份MCU若連續(xù)3次未收到則切換。若CAN波特率1Mbps，幀格式擴(kuò)展幀，數(shù)據(jù)8字節(jié)，則最壞情況切換延遲為A.30ms??B.34ms??C.38ms??D.42ms答案：C解析：擴(kuò)展幀最大位=1+11+1+1+18+1+1+1+4+8×8+15+1+1+1+7=128位，128μs，3次+處理余量≈38ms。27.在Linux用戶空間通過spidev驅(qū)動以20MHz進(jìn)行全雙工SPI傳輸，每次256字節(jié)，測得實際吞吐僅3.2MB/s，則主要瓶頸為A.內(nèi)核調(diào)度延遲??B.用戶空間拷貝??C.GPIO翻轉(zhuǎn)速率??D.硬件DMA突發(fā)長度答案：B解析：spidevioctl需copy_to_user/copy_from_user，256字節(jié)×2×5000次/s≈2.5MB拷貝開銷。28.某智能電表使用FRAM保存電量，寫操作電流8mA@3V，持續(xù)150ns，若每日累計寫64KB，電池容量240mAh，則寫電流占電池壽命比例約A.0.01%??B.0.1%??C.1%??D.10%答案：A解析：每日寫能量=64k×8×150ns×3V=0.23mJ，電流=0.23mJ/3V=0.077mAs，占240×3600mAs的7×10^?7，近似0.01%。29.在ZephyrRTOS中，系統(tǒng)時鐘tick=100Hz，某線程調(diào)用k_sleep(K_MSEC(9))，則實際睡眠時間為A.9ms??B.10ms??C.19ms??D.0ms答案：B解析：tick粒度10ms，向上對齊。30.某SoC的ADC在12位模式下有效位ENOB=10.5位，參考電壓3V，則其RMS量化噪聲約為A.0.24mV??B.0.48mV??C.0.73mV??D.0.96mV答案：B解析：LSB=3V/4096≈0.73mV，ENOB=10.5→噪聲RMS=0.73mV/√12×2^(12?10.5)≈0.48mV。31.在AUTOSAROS中，若Alarm觸發(fā)Task激活，且該Task優(yōu)先級高于當(dāng)前，則A.立即搶占??B.在下一個AlarmTick搶占??C.不搶占直到Schedule()??D.觸發(fā)ErrorHook答案：A解析：AUTOSAROS完全搶占，Alarm回調(diào)激活高優(yōu)先級任務(wù)立即切換。32.某Bootloader使用ED25519驗簽固件，公鑰存儲于ROM，驗簽失敗次數(shù)超過3次則永久鎖定，該機(jī)制主要防止A.重放攻擊??B.暴力破解??C.回滾攻擊??D.側(cè)信道分析答案：B解析：限制嘗試次數(shù)防暴力破解私鑰。33.在CortexM0+中，若NVIC_IPR0=0xC0C0C0C0，則IRQ0優(yōu)先級為A.192??B.48??C.12??D.3答案：D解析：M0+僅使用IPR[7:6]，0xC0→192，但有效位僅高2位，實際優(yōu)先級=3。34.某電機(jī)控制使用PWM中心對齊模式，頻率20kHz，定時器時鐘100MHz，計數(shù)器向上向下各計數(shù)2500，則占空比分辨率A.0.01%??B.0.02%??C.0.04%??D.0.08%答案：B解析：總周期5000，分辨率1/5000=0.02%。35.在ISO26262中，若某安全目標(biāo)為ASILD，其隨機(jī)硬件故障概率需A.<10FIT??B.<100FIT??C.<1000FIT??D.<10000FIT答案：B解析：ASILD要求PMHF<100FIT。36.