2025年計(jì)算機(jī)三級(jí)嵌入式考試準(zhǔn)備試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（共20題，每題2分，共40分）1.以下關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)B.通常需要嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性約束C.硬件可裁剪，軟件必須固化在ROM中D.與通用計(jì)算機(jī)相比，資源（如存儲(chǔ)、計(jì)算能力）更有限2.ARMCortexM3處理器的NVIC（嵌套向量中斷控制器）最多支持（）個(gè)可屏蔽中斷。A.16B.32C.60D.2403.以下總線中，屬于同步串行總線的是（）。A.UARTB.I2CC.CAND.SPI4.某嵌入式系統(tǒng)使用NORFlash作為程序存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)是（）。A.擦除單位為扇區(qū)，適合存儲(chǔ)大文件B.支持XIP（片上執(zhí)行），無需加載到RAMC.讀寫速度快于NANDFlash，成本更低D.主要用于存儲(chǔ)音視頻等大容量數(shù)據(jù)5.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的關(guān)鍵指標(biāo)不包括（）。A.任務(wù)切換時(shí)間B.中斷延遲C.內(nèi)存管理效率D.文件系統(tǒng)吞吐量6.嵌入式系統(tǒng)中，MMU（內(nèi)存管理單元）的主要功能是（）。A.實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)存與物理內(nèi)存的映射B.管理片內(nèi)SRAM的分配C.加速CPU與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸D.檢測(cè)并糾正內(nèi)存數(shù)據(jù)錯(cuò)誤7.以下關(guān)于GPIO（通用輸入輸出）的描述，正確的是（）。A.所有GPIO引腳均可配置為中斷輸入模式B.推挽輸出模式下，引腳無法輸出高阻態(tài)C.開漏輸出模式需要上拉電阻才能輸出高電平D.輸入模式下，引腳必須外接上拉/下拉電阻8.某嵌入式系統(tǒng)需要采集12位模擬信號(hào)，選用的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）參考電壓為3.3V，則其最小分辨率為（）。A.0.805mVB.0.805VC.1.61mVD.1.61V9.在μC/OSII操作系統(tǒng)中，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)（）。A.支持動(dòng)態(tài)調(diào)整，范圍為0~63B.固定分配，運(yùn)行期間不可修改C.數(shù)值越大優(yōu)先級(jí)越高D.最多支持256個(gè)不同優(yōu)先級(jí)10.以下調(diào)試工具中，用于實(shí)時(shí)跟蹤C(jī)PU指令執(zhí)行流程的是（）。A.邏輯分析儀B.JTAG調(diào)試器C.示波器D.在線仿真器（ICE）11.嵌入式Linux系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的加載方式不包括（）。A.編譯進(jìn)內(nèi)核鏡像（zImage）B.作為模塊（.ko文件）動(dòng)態(tài)加載C.通過initramfs臨時(shí)文件系統(tǒng)加載D.通過TFTP遠(yuǎn)程下載并執(zhí)行12.某ARM處理器工作在Thumb2狀態(tài)，執(zhí)行一條32位指令“ADDSR0,R1,R2”，其作用是（）。A.將R1和R2的值相加，結(jié)果存入R0，并更新狀態(tài)標(biāo)志B.將R1和R2的值相加，結(jié)果存入R0，不更新狀態(tài)標(biāo)志C.將R0和R1的值相加，結(jié)果存入R2，并更新狀態(tài)標(biāo)志D.將R0和R1的值相加，結(jié)果存入R2，不更新狀態(tài)標(biāo)志13.以下關(guān)于CAN總線的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.采用差分信號(hào)傳輸，抗干擾能力強(qiáng)B.支持多主通信，節(jié)點(diǎn)通過ID競(jìng)爭(zhēng)總線C.最大傳輸速率為1Mbps（總線長(zhǎng)度≤40m）D.節(jié)點(diǎn)故障時(shí)會(huì)自動(dòng)退出總線（總線關(guān)閉）14.嵌入式系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)中，不屬于軟件優(yōu)化策略的是（）。A.關(guān)閉未使用的外設(shè)時(shí)鐘B.采用空閑/睡眠模式C.優(yōu)化任務(wù)調(diào)度減少CPU空閑時(shí)間D.選擇低功耗工藝的處理器15.某嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)USB2.0全速設(shè)備（12Mbps），其PHY層芯片的主要功能是（）。A.實(shí)現(xiàn)USB協(xié)議棧（如控制傳輸、批量傳輸）B.完成串行/并行轉(zhuǎn)換和NRZI編碼C.管理USB設(shè)備的配置與枚舉D.提供USB接口的電源管理16.以下關(guān)于DMA（直接內(nèi)存訪問）的描述，正確的是（）。A.DMA傳輸需要CPU全程參與控制B.適用于高速外設(shè)與內(nèi)存之間的批量數(shù)據(jù)傳輸C.只能在片內(nèi)存儲(chǔ)器與外設(shè)之間傳輸數(shù)據(jù)D.所有嵌入式處理器都集成了DMA控制器17.在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，交叉編譯的含義是（）。A.在目標(biāo)機(jī)上編譯目標(biāo)機(jī)程序B.在宿主機(jī)上編譯目標(biāo)機(jī)程序C.在目標(biāo)機(jī)上編譯宿主機(jī)程序D.在宿主機(jī)上編譯宿主機(jī)程序18.某嵌入式系統(tǒng)使用FreeRTOS，創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)的函數(shù)原型為`xTaskCreate(TaskFunction_tpvTaskCode,constcharpcName,configSTACK_DEPTH_TYPEusStackDepth,voidpvParameters,UBaseType_tuxPriority,TaskHandle_tpxCreatedTask)`，其中`usStackDepth`參數(shù)表示（）。A.任務(wù)棧的字節(jié)數(shù)B.任務(wù)棧的字?jǐn)?shù)（字長(zhǎng)由處理器決定）C.任務(wù)的優(yōu)先級(jí)數(shù)值D.任務(wù)的最大運(yùn)行時(shí)間19.以下關(guān)于嵌入式系統(tǒng)Bootloader的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.負(fù)責(zé)初始化硬件（如時(shí)鐘、內(nèi)存控制器）B.必須支持通過串口或網(wǎng)口更新固件C.引導(dǎo)加載內(nèi)核鏡像（如uImage）到內(nèi)存并啟動(dòng)D.不同硬件平臺(tái)的Bootloader實(shí)現(xiàn)差異較大20.某32位嵌入式處理器的地址總線為30位，其可尋址的最大內(nèi)存空間為（）。A.1GBB.2GBC.4GBD.8GB二、多項(xiàng)選擇題（共5題，每題3分，共15分。每題至少有2個(gè)正確選項(xiàng)，錯(cuò)選、漏選均不得分）1.以下屬于ARMCortexM系列處理器特性的有（）。A.支持Thumb2指令集B.集成嵌套向量中斷控制器（NVIC）C.支持內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）D.具備浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU）2.嵌入式系統(tǒng)中，常見的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)包括（）。A.VxWorksB.μC/OSIIIC.FreeRTOSD.Windows10IoT3.以下總線中，支持多主通信的有（）。A.I2CB.SPIC.CAND.UART4.嵌入式Linux系統(tǒng)的組成部分包括（）。A.內(nèi)核（Kernel）B.文件系統(tǒng)（Rootfs）C.BootloaderD.應(yīng)用程序（UserSpace）5.嵌入式系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)的硬件策略包括（）。A.選擇低功耗工藝的處理器（如40nm/28nm）B.采用動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）C.關(guān)閉未使用的外設(shè)時(shí)鐘D.設(shè)計(jì)電源管理模塊（PMU）控制不同供電域三、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.嵌入式系統(tǒng)的核心三要素是：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、__________。2.ARMCortexM0處理器的通用寄存器（R0~R15）中，R13通常用作__________寄存器。3.I2C總線的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為__________，快速模式下可達(dá)400kbps。4.嵌入式系統(tǒng)中，EEPROM的典型擦寫次數(shù)為__________次（填數(shù)量級(jí)）。5.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的調(diào)度算法中，__________調(diào)度（如μC/OSII）要求任務(wù)優(yōu)先級(jí)唯一且固定。6.某ADC的轉(zhuǎn)換時(shí)間為10μs，其最大采樣頻率為__________Hz（忽略采樣保持時(shí)間）。7.嵌入式系統(tǒng)中，JTAG接口的4個(gè)基本信號(hào)是：TCK（時(shí)鐘）、TMS（模式選擇）、TDI（數(shù)據(jù)輸入）、__________（數(shù)據(jù)輸出）。8.嵌入式Linux中，設(shè)備節(jié)點(diǎn)通常位于__________目錄下（如/dev/ttyS0）。9.CAN總線的幀類型包括數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀和__________。10.某嵌入式系統(tǒng)使用32位處理器，其?？臻g從0x2000F000開始向下增長(zhǎng)，若棧指針（SP）當(dāng)前值為0x2000E000，則已使用的?？臻g大小為__________KB。四、簡(jiǎn)答題（共5題，第1~3題每題6分，第4~5題每題7分，共32分）1.簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別（至少4點(diǎn)）。2.說明SPI總線的4條基本信號(hào)線及其功能。3.列舉RTOS（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）的3個(gè)關(guān)鍵特性，并簡(jiǎn)要解釋。4.某嵌入式系統(tǒng)需要采集溫度傳感器（輸出0~3.3V模擬信號(hào)），選用12位ADC（參考電壓3.3V），要求溫度分辨率≤0.5℃（傳感器靈敏度為10mV/℃）。（1）計(jì)算ADC的最小分辨率（單位：mV）；（2）判斷該系統(tǒng)是否滿足溫度分辨率要求，并說明理由。5.分析嵌入式系統(tǒng)中“任務(wù)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，并提出2種解決方案。五、綜合應(yīng)用題（共1題，13分）某嵌入式系統(tǒng)基于STM32F407（CortexM4內(nèi)核），需要實(shí)現(xiàn)以下功能：通過SPI接口與外部Flash（W25Q128）通信，讀取存儲(chǔ)的配置數(shù)據(jù)（地址0x000000~0x0000FF）；使用FreeRTOS創(chuàng)建兩個(gè)任務(wù)：Task1（優(yōu)先級(jí)3）負(fù)責(zé)讀取Flash數(shù)據(jù)，Task2（優(yōu)先級(jí)2）負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)并通過UART發(fā)送；系統(tǒng)時(shí)鐘配置為168MHz，SPI波特率設(shè)置為42MHz。請(qǐng)回答以下問題：（1）STM32F407的SPI控制器支持哪些工作模式（極性/相位組合）？W25Q128通常使用哪種模式？（2）計(jì)算SPI波特率為42MHz時(shí)，預(yù)分頻器（BR）應(yīng)設(shè)置的值（SPI時(shí)鐘源為APB2，頻率84MHz）。（3）FreeRTOS中，任務(wù)的?？臻g需要根據(jù)什么因素確定？若Task1的?？臻g設(shè)置過小可能導(dǎo)致什么問題？（4）畫出讀取W25Q128指定地址數(shù)據(jù)的基本時(shí)序（包括片選、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入/輸出信號(hào)）。參考答案與解析一、單項(xiàng)選擇題1.C（部分嵌入式系統(tǒng)支持運(yùn)行時(shí)加載動(dòng)態(tài)庫，軟件不一定固化在ROM中）2.C（CortexM3的NVIC支持最多60個(gè)可屏蔽中斷，CortexM4/M7擴(kuò)展至240個(gè)）3.D（SPI是同步串行總線，I2C雖為串行但時(shí)鐘與數(shù)據(jù)同步，UART為異步）4.B（NORFlash支持XIP，NAND適合大容量存儲(chǔ)，擦除單位為塊）5.D（文件系統(tǒng)吞吐量是通用系統(tǒng)的指標(biāo)，RTOS更關(guān)注實(shí)時(shí)性相關(guān)指標(biāo)）6.A（MMU主要實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)存映射，嵌入式系統(tǒng)中可能不啟用虛擬內(nèi)存）7.C（開漏輸出需上拉電阻才能輸出高電平；部分GPIO不可配置為中斷）8.A（分辨率=3.3V/(2^121)≈0.805mV）9.A（μC/OSII支持0~63級(jí)優(yōu)先級(jí)，可動(dòng)態(tài)調(diào)整）10.B（JTAG調(diào)試器通過跟蹤端口實(shí)時(shí)獲取指令執(zhí)行流程）11.D（驅(qū)動(dòng)程序需通過內(nèi)核或模塊加載，無法直接遠(yuǎn)程執(zhí)行）12.A（ADDS指令表示相加并更新狀態(tài)標(biāo)志）13.C（CAN總線最大速率為1Mbps時(shí)總線長(zhǎng)度≤40m，更長(zhǎng)距離需降低速率）14.D（選擇低功耗工藝屬于硬件設(shè)計(jì)策略）15.B（PHY層負(fù)責(zé)物理信號(hào)處理，協(xié)議棧由控制器或軟件實(shí)現(xiàn)）16.B（DMA用于批量數(shù)據(jù)傳輸，無需CPU干預(yù)）17.B（交叉編譯指在宿主機(jī)上編譯目標(biāo)機(jī)程序）18.B（FreeRTOS的棧深度以“字”為單位，32位系統(tǒng)中1字=4字節(jié)）19.B（Bootloader不一定需要支持固件更新，取決于設(shè)計(jì)需求）20.A（30位地址總線可尋址空間為2^30=1GB）二、多項(xiàng)選擇題1.ABC（CortexM系列部分型號(hào)無FPU，如M0/M3）2.ABC（Windows10IoT非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）3.AC（I2C和CAN支持多主通信，SPI為單主多從，UART為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）4.ABCD（嵌入式Linux由Bootloader、內(nèi)核、文件系統(tǒng)、應(yīng)用程序組成）5.ABD（關(guān)閉外設(shè)時(shí)鐘屬于軟件策略）三、填空題1.軟硬件可裁剪（以滿足應(yīng)用對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等的嚴(yán)格要求）2.棧指針（SP）3.100kbps4.10^5（10萬）5.搶占式（或固定優(yōu)先級(jí)搶占式）6.100000（10^5）7.TDO8./dev9.過載幀10.4（0x2000F0000x2000E000=0x1000=4096字節(jié)=4KB）四、簡(jiǎn)答題1.主要區(qū)別：（1）專用性：嵌入式系統(tǒng)為特定應(yīng)用設(shè)計(jì)，通用計(jì)算機(jī)為通用場(chǎng)景；（2）資源限制：嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)、計(jì)算能力更有限；（3）實(shí)時(shí)性：部分嵌入式系統(tǒng)需嚴(yán)格實(shí)時(shí)約束，通用計(jì)算機(jī)無此要求；（4）軟件形態(tài)：嵌入式軟件多固化（如ROM），通用計(jì)算機(jī)軟件多運(yùn)行在硬盤；（5）功耗：嵌入式系統(tǒng)對(duì)低功耗要求更高。2.SPI總線4條信號(hào)線：SCLK（時(shí)鐘）：主設(shè)備提供的同步時(shí)鐘信號(hào)；MOSI（主出從入）：主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)；MISO（主入從出）：從設(shè)備向主設(shè)備返回?cái)?shù)據(jù)；CS（片選）：主設(shè)備選擇目標(biāo)從設(shè)備（低電平有效）。3.RTOS關(guān)鍵特性：（1）任務(wù)調(diào)度的實(shí)時(shí)性：支持搶占式調(diào)度，確保高優(yōu)先級(jí)任務(wù)及時(shí)響應(yīng)；（2）中斷延遲短：從接收到中斷請(qǐng)求到執(zhí)行中斷服務(wù)程序的時(shí)間極短；（3）可預(yù)測(cè)性：任務(wù)執(zhí)行時(shí)間、調(diào)度行為可預(yù)先分析，滿足確定性要求；（4）資源管理高效：如信號(hào)量、消息隊(duì)列等機(jī)制支持任務(wù)間同步與通信。4.（1）ADC分辨率=3.3V/(2^12)=3.3/4096≈0.805mV；（2）傳感器靈敏度為10mV/℃，則0.805mV對(duì)應(yīng)溫度變化0.805/10=0.0805℃≤0.5℃，滿足要求。5.優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)原因：低優(yōu)先級(jí)任務(wù)持有高優(yōu)先級(jí)任務(wù)