2025上半年中級(jí)軟件水平考試《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師(綜合知識(shí))》練習(xí)題卷及答案1.單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分）1.1在ARMCortexM3內(nèi)核中，NVIC最多可支持多少個(gè)外部中斷通道？A.32??B.64??C.128??D.240答案：D1.2下列關(guān)于I2C總線的描述，正確的是A.時(shí)鐘線SCL在空閑時(shí)必須保持低電平B.起始條件S由高到低跳變出現(xiàn)在SDA線C.每傳輸1字節(jié)后，接收方必須拉低SDA進(jìn)行應(yīng)答D.總線最大電容負(fù)載限制為400pF答案：D1.3某32位MCU的SysTick定時(shí)器時(shí)鐘源為內(nèi)核時(shí)鐘72MHz，重裝載值設(shè)為71999，則中斷周期為A.0.5ms??B.1ms??C.1.5ms??D.2ms答案：B1.4在μC/OSIII中，任務(wù)就緒表采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是A.位圖+雙向鏈表??B.優(yōu)先級(jí)隊(duì)列C.多級(jí)哈希表??D.時(shí)間輪答案：A1.5下列存儲(chǔ)器類型中，掉電后數(shù)據(jù)不丟失且可字節(jié)改寫的是A.NORFlash??B.NANDFlash??C.EEPROM??D.SRAM答案：C1.6若某ADC的參考電壓為2.5V，12位右對(duì)齊，輸入1.0V時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果最接近A.819??B.1365??C.1638??D.2048答案：C1.7在CAN2.0B協(xié)議中，擴(kuò)展幀的標(biāo)識(shí)符長(zhǎng)度為A.11位??B.18位??C.29位??D.32位答案：C1.8關(guān)于Cache寫策略，WriteThrough的含義是A.僅寫Cache，不更新主存B.寫Cache同時(shí)立即寫主存C.寫操作時(shí)直接寫主存，不寫CacheD.僅當(dāng)Cache行被替換時(shí)才寫主存答案：B1.9在FreeRTOS中，函數(shù)xSemaphoreTake()的阻塞時(shí)間參數(shù)為portMAX_DELAY表示A.不等待??B.等待1個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍C.永久等待??D.等待65535ms答案：C1.10某傳感器輸出0–20mA電流，經(jīng)250Ω取樣電阻后送入12位ADC，參考電壓3.3V，則電流4mA對(duì)應(yīng)的ADC碼值約為A.496??B.620??C.744??D.992答案：B1.11下列關(guān)于看門狗的說法，錯(cuò)誤的是A.獨(dú)立看門狗擁有獨(dú)立時(shí)鐘源B.窗口看門狗需在“窗口期”內(nèi)喂狗C.看門狗復(fù)位屬于熱復(fù)位D.看門狗可完全關(guān)閉即不再消耗電流答案：D1.12在RS485差分總線上，若A>B200mV，則邏輯狀態(tài)為A.1??B.0??C.高阻??D.沖突答案：B1.13若任務(wù)A優(yōu)先級(jí)為5，任務(wù)B優(yōu)先級(jí)為7，在優(yōu)先級(jí)繼承協(xié)議下，當(dāng)A占有B所需資源時(shí)，A的臨時(shí)優(yōu)先級(jí)變?yōu)锳.4??B.5??C.6??D.7答案：D1.14在CortexM系列中，用于屏蔽所有可屏蔽中斷的寄存器是A.PRIMASK??B.FAULTMASK??C.BASEPRI??D.CONTROL答案：A1.15下列關(guān)于DMA的描述，正確的是A.一次DMA傳輸只能搬運(yùn)一個(gè)字節(jié)B.循環(huán)模式下，計(jì)數(shù)器減到0自動(dòng)重裝C.存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器模式必須使用外設(shè)請(qǐng)求D.DMA中斷標(biāo)志必須由軟件清除答案：D1.16某系統(tǒng)采用LittleEndian，32位數(shù)據(jù)0x12345678存放在地址0x2000，則0x2003字節(jié)內(nèi)容為A.0x12??B.0x34??C.0x56??D.0x78答案：A1.17在SPI接口中，若CPOL=1，CPHA=1，則數(shù)據(jù)采樣發(fā)生在A.第一個(gè)上升沿??B.第一個(gè)下降沿C.第二個(gè)上升沿??D.第二個(gè)下降沿答案：C1.18關(guān)于RTOS的“零中斷延遲”特性，其含義是A.中斷響應(yīng)時(shí)間為0B.內(nèi)核關(guān)中斷時(shí)間為0C.中斷處理函數(shù)執(zhí)行時(shí)間為0D.中斷優(yōu)先級(jí)為0答案：B1.19某系統(tǒng)電源電壓3.3V，使用LM11171.8為內(nèi)核供電，若負(fù)載電流200mA，則線性穩(wěn)壓器自身功耗為A.0.2W??B.0.3W??C.0.4W??D.0.5W答案：B1.20在Bootloader升級(jí)流程中，通常采用何種機(jī)制防止升級(jí)失敗導(dǎo)致“磚機(jī)”A.雙Image備份+CRC校驗(yàn)??B.關(guān)閉看門狗C.提高波特率??D.關(guān)閉中斷答案：A1.21下列關(guān)于PWM死區(qū)時(shí)間的說法，正確的是A.死區(qū)時(shí)間越長(zhǎng)，MOSFET發(fā)熱越小B.死區(qū)時(shí)間為0可提高效率C.死區(qū)時(shí)間由硬件定時(shí)器自動(dòng)插入D.死區(qū)僅用于同步整流答案：C1.22在Linux內(nèi)核中，用于將字符設(shè)備注冊(cè)到系統(tǒng)的函數(shù)是A.register_chrdev??B.misc_registerC.platform_driver_register??D.device_create答案：A1.23若某文件系統(tǒng)塊大小為4KB，inode中直接指針12個(gè)，一級(jí)間接1個(gè)，二級(jí)間接1個(gè)，三級(jí)間接1個(gè)，指針占4字節(jié)，則理論最大文件為A.4GB+??B.4TB+??C.40TB+??D.4PB+答案：C1.24在EMC測(cè)試中，EFT試驗(yàn)?zāi)M的是A.靜電放電??B.電快速瞬變脈沖群C.浪涌??D.輻射抗擾答案：B1.25某系統(tǒng)采用10MHz晶振，PLL倍頻到120MHz，若APB1分頻為4，則APB1定時(shí)器時(shí)鐘為A.30MHz??B.60MHz??C.120MHz??D.240MHz答案：B1.26在C語言中，關(guān)鍵字volatile的作用不包括A.防止編譯器優(yōu)化??B.保證內(nèi)存可見性C.保證原子性??D.適用于訪問硬件寄存器答案：C1.27下列關(guān)于藍(lán)牙BLE的描述，正確的是A.BLE與經(jīng)典藍(lán)牙共用79個(gè)跳頻信道B.BLE廣播包最大31字節(jié)C.BLE連接間隔最小為7.5msD.BLE數(shù)據(jù)速率最高3Mbps答案：C1.28在PCB設(shè)計(jì)中，高速信號(hào)走線應(yīng)避免出現(xiàn)90°拐角，其主要原因是A.阻抗不連續(xù)??B.增加輻射C.增加成本??D.容易斷線答案：A1.29某系統(tǒng)采用FAT32文件系統(tǒng)，根目錄區(qū)位于A.MBR??B.DBR??C.數(shù)據(jù)區(qū)起始??D.緊隨FAT表之后答案：D1.30在MISRAC:2012規(guī)則中，不允許使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，其主要考慮是A.節(jié)省代碼空間??B.避免碎片與不可預(yù)測(cè)失敗C.提高運(yùn)行速度??D.降低功耗答案：B2.多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分；每題至少有兩個(gè)正確答案，多選少選均不得分）2.1下列哪些措施可降低系統(tǒng)功耗A.降低CPU主頻??B.關(guān)閉未使用外設(shè)時(shí)鐘C.將GPIO設(shè)為浮空輸入??D.使用DMA代替CPU輪詢答案：ABD2.2關(guān)于NANDFlash，下列說法正確的是A.按頁讀寫，按塊擦除??B.存在位翻轉(zhuǎn)需ECCC.壽命由擦除次數(shù)決定??D.支持XIP答案：ABC2.3在CortexM4中，下列哪些指令屬于DSP擴(kuò)展A.SMLAL??B.UADD8??C.MLA??D.SDIV答案：ABC2.4下列屬于RTOS常見調(diào)度策略的是A.輪轉(zhuǎn)??B.最早截止時(shí)間優(yōu)先C.單調(diào)速率??D.最短作業(yè)優(yōu)先答案：ABC2.5下列哪些屬于CAN總線錯(cuò)誤幀類型A.位錯(cuò)誤??B.填充錯(cuò)誤??C.ACK錯(cuò)誤??D.CRC錯(cuò)誤答案：ABCD2.6下列哪些工具可用于嵌入式Linux調(diào)試A.gdbserver??B.strace??C.JLink??D.ftrace答案：ABD2.7下列關(guān)于內(nèi)存屏障的說法，正確的是A.防止編譯器重排??B.防止CPU重排C.在ARM中可用DMB指令??D.與Cache一致性無關(guān)答案：ABC2.8下列哪些屬于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特征A.確定性??B.優(yōu)先級(jí)繼承??C.虛擬內(nèi)存??D.低延遲中斷答案：ABD2.9下列哪些屬于PWM輸出模式A.邊沿對(duì)齊??B.中心對(duì)齊??C.單脈沖??D.相位正確答案：ABC2.10下列哪些屬于嵌入式安全啟動(dòng)的必要步驟A.固件簽名驗(yàn)證??B.證書鏈校驗(yàn)C.解密固件??D.回滾版本檢查答案：ABD3.填空題（每空2分，共20分）3.1若系統(tǒng)時(shí)鐘72MHz，預(yù)分頻72，計(jì)數(shù)周期999，則定時(shí)器頻率為________Hz。答案：10003.2在I2C協(xié)議中，7位地址0x50左移1位后寫入地址字節(jié)為________（十六進(jìn)制）。答案：0xA03.3某ADC信噪比為60dB，則其有效位數(shù)約________位。答案：103.4若棧從高地址向低地址增長(zhǎng)，執(zhí)行PUSH{R0}后，SP值將減________字節(jié)（32位架構(gòu)）。答案：43.5在FAT16中，文件結(jié)束簇標(biāo)記為________（十六進(jìn)制）。答案：0xFFFF3.6某電容10μF，ESR100mΩ，允許紋波電流200mA，則最大允許紋波電壓為________mV。答案：203.7若CAN位時(shí)間為8Tq，同步段1Tq，傳播段3Tq，相位緩沖段1為2Tq，則采樣點(diǎn)位于________%處。答案：753.8某系統(tǒng)采用RS232，波特率115200，數(shù)據(jù)8位，無校驗(yàn)，1位停止，則每字節(jié)傳輸時(shí)間為________μs。答案：86.83.9在ARM匯編中，指令LDRR0,[PC,4]屬于________尋址。答案：相對(duì)3.10若任務(wù)棧深度1KB，字長(zhǎng)4字節(jié)，則最多保存________個(gè)寄存器值（僅?？臻g）。答案：2564.簡(jiǎn)答題（共30分）4.1（6分）說明Bootloader實(shí)現(xiàn)IAP升級(jí)時(shí)的雙Bank機(jī)制，并給出掉電安全策略。答案：雙Bank即在Flash中劃分兩個(gè)相同容量區(qū)，Bank0運(yùn)行當(dāng)前程序，Bank0收到新固件后寫入Bank1并校驗(yàn)CRC；校驗(yàn)通過后設(shè)置升級(jí)標(biāo)志并復(fù)位，Bootloader將Bank1復(fù)制到Bank0或重映射執(zhí)行。掉電安全策略：1.先寫升級(jí)標(biāo)志再擦除舊程序；2.采用雙標(biāo)志互鎖；3.上電檢測(cè)標(biāo)志完整性，若異常則回滾Bank0；4.寫操作采用雙備份校驗(yàn)，確保斷電后Bank1數(shù)據(jù)完整。4.2（6分）簡(jiǎn)述Cache一致性問題的產(chǎn)生原因，并給出在CortexA系列中的兩種硬件解決機(jī)制。答案：當(dāng)CPU與DMA或其他主設(shè)備訪問同一內(nèi)存區(qū)域時(shí)，Cache中的副本可能與主存不一致，導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。機(jī)制1：使用SCU（SnoopControlUnit）的硬件嗅探，確保多核間Cache行同步；機(jī)制2：使用AXI總線的Cache維護(hù)指令（Clean、Invalidate）配合硬件自動(dòng)廣播，使Cache行寫回并失效，保證一致性。4.3（6分）說明優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，并給出優(yōu)先級(jí)繼承與優(yōu)先級(jí)天花板兩種協(xié)議的工作流程。答案：低優(yōu)先級(jí)任務(wù)L占用資源，中優(yōu)先級(jí)任務(wù)M搶占L，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)H等待資源，導(dǎo)致H被M阻塞。優(yōu)先級(jí)繼承：L臨時(shí)繼承H的優(yōu)先級(jí)，釋放資源后恢復(fù)；優(yōu)先級(jí)天花板：為每個(gè)資源預(yù)設(shè)天花板優(yōu)先級(jí)（等于可能申請(qǐng)?jiān)撡Y源的最高任務(wù)優(yōu)先級(jí)），任務(wù)占用資源時(shí)立即提升到天花板，釋放后恢復(fù)，避免M介入。4.4（6分）某系統(tǒng)采用12位ADC，參考電壓2.5V，輸入信號(hào)0–1V，需實(shí)現(xiàn)0.1mV分辨率，是否可行？若不可行，給出兩種改進(jìn)方案。答案：12位ADC量化臺(tái)階2.5V/4096≈0.61mV，高于0.1mV，不可行。方案1：改用16位ADC，臺(tái)階38μV；方案2：保持12位，但前端加PGA（可編程增益放大器）將0–1V放大到0–2.5V，等效分辨率提高至0.24mV，再通過軟件過采樣與平均進(jìn)一步逼近0.1mV。4.5（6分）說明在FreeRTOS中創(chuàng)建任務(wù)時(shí)，棧大小參數(shù)如何確定，并給出防止棧溢出的兩種檢測(cè)方法。答案：棧大小=（最大調(diào)用深度×每幀字節(jié)+局部變量+中斷嵌套）/字長(zhǎng)。方法1：?jiǎn)⒂胏onfigCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW為1，在任務(wù)切換時(shí)檢查棧頂魔術(shù)字是否被改寫；方法2：?jiǎn)⒂胏onfigCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW為2，在任務(wù)切換時(shí)檢查當(dāng)前棧指針是否越界，若越界調(diào)用鉤子函數(shù)vApplicationStackOverflowHook。5.應(yīng)用題（共50分）5.1計(jì)算題（10分）某電機(jī)編碼器每轉(zhuǎn)輸出1024脈沖，MCU使用32位定時(shí)器四倍頻，電機(jī)額定3000r/min，測(cè)速周期10ms，求：(1)每測(cè)速周期理論脈沖數(shù)；(2)若實(shí)際測(cè)得脈沖數(shù)3072，求轉(zhuǎn)速（r/min）；(3)若允許±1脈沖誤差，求測(cè)速分辨率（r/min）。答案：(1)3000r/min=50r/s，每轉(zhuǎn)4096脈沖，每秒204800脈沖，10ms內(nèi)2048脈沖。(2)3072脈沖對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速=3072/4096/0.01=75r/s=4500r/min。(3)±1脈沖對(duì)應(yīng)±1/4096/0.01=±2.44r/s=±146r/min。5.2分析題（15分）某嵌入式Linux系統(tǒng)通過SPI接口連接射頻芯片，最大波特率18MHz，CPU主頻600MHz，SPIFIFO深度64字節(jié)?，F(xiàn)需連續(xù)傳輸一幅1500字節(jié)的配置表，分析：(1)計(jì)算理論最短時(shí)間；(2)若采用DMA，每傳輸64字節(jié)需中斷一次，ISR耗時(shí)2μs，求總耗時(shí)；(3)給出進(jìn)一步減少CPU占用的兩種方法。答案：(1)1500×8bit/18MHz=666.7μs。(2)共24次中斷，額外48μs，總714.7μs。(3)方法1：增大FIFO或采用鏈?zhǔn)紻MA，一次提交1500字節(jié)，僅中斷一次；方法2：使用SPI硬件片選自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，DMA完成后再中斷，減少24次中斷。5.3綜合設(shè)計(jì)