工業(yè)控制系統(tǒng)嵌入式工程師崗位招聘考試試卷及答案一、填空題（每題1分，共10分）1.工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的現(xiàn)場總線協(xié)議，除Modbus外還有______。2.嵌入式實時操作系統(tǒng)常見的有VxWorks、______。3.工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議包括Profinet、EtherNet/IP和______。4.ARMCortex-M系列屬于______核架構(gòu)。5.PLC的全稱是______。6.嵌入式調(diào)試常用接口JTAG和______。7.工業(yè)模擬量輸入信號類型有4-20mA和______。8.實時調(diào)度中優(yōu)先級最高的算法是______。9.工控系統(tǒng)常見攻擊類型有______（舉1例）。10.交叉編譯工具鏈的作用是______。答案：1.CAN（或ProfibusDP）2.FreeRTOS（或RTX）3.ModbusTCP4.RISC5.可編程邏輯控制器6.SWD7.0-10V8.搶占式調(diào)度9.緩沖區(qū)溢出（或Modbus協(xié)議篡改）10.生成目標(biāo)平臺可執(zhí)行文件二、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下屬于工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的是？A.ModbusRTUB.ProfibusDPC.EtherNet/IPD.CANopen2.嵌入式非易失性存儲器是？A.RAMB.ROMC.SDRAMD.DDR3.PLC掃描周期不包括？A.輸入采樣B.程序執(zhí)行C.輸出刷新D.網(wǎng)絡(luò)通信4.屬于ARMCortex-M系列的MCU是？A.STM32F103B.ATmega328C.PIC16F877D.80515.HMI全稱是？A.人機(jī)界面B.工業(yè)機(jī)器人C.傳感器D.執(zhí)行器6.實時操作系統(tǒng)任務(wù)切換最小單位是？A.時鐘節(jié)拍B.毫秒C.微秒D.納秒7.工業(yè)數(shù)字量輸入輸出接口是？A.RS485B.DI/DOC.CAND.Ethernet8.Bootloader的作用不包括？A.初始化硬件B.運行應(yīng)用C.下載程序D.格式化存儲9.IEC62443關(guān)注的是？A.功能安全B.信息安全C.電氣安全D.機(jī)械安全10.工業(yè)常用溫度傳感器是？A.光電傳感器B.熱電偶C.編碼器D.接近開關(guān)答案：1.C2.B3.D4.A5.A6.A7.B8.D9.B10.B三、多項選擇題（每題2分，共20分，多選/少選/錯選不得分）1.工業(yè)現(xiàn)場總線包括？A.ModbusRTUB.CANopenC.ProfibusDPD.Ethernet2.RTOS特點包括？A.確定性調(diào)度B.高可靠性C.低資源占用D.非搶占式3.PLC編程語言有？A.梯形圖B.語句表C.功能塊圖D.C語言4.工業(yè)以太網(wǎng)優(yōu)勢？A.高帶寬B.實時性C.兼容性D.低成本5.嵌入式調(diào)試工具包括？A.J-LinkB.ST-LinkC.邏輯分析儀D.示波器6.工控系統(tǒng)組成部分？A.傳感器B.執(zhí)行器C.PLCD.HMI7.嵌入式微處理器類型？A.ARMB.x86C.PowerPCD.MIPS8.工控安全標(biāo)準(zhǔn)？A.IEC61508B.IEC62443C.ISO27001D.IEC607309.RTOS任務(wù)狀態(tài)？A.運行態(tài)B.就緒態(tài)C.阻塞態(tài)D.掛起態(tài)10.工業(yè)執(zhí)行器包括？A.電機(jī)B.電磁閥C.氣缸D.熱電偶答案：1.ABC2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABC四、判斷題（每題2分，共20分，√正確×錯誤）1.Modbus僅支持串行通信。2.嵌入式RAM是易失性存儲器。3.PLC掃描周期固定不變。4.CAN總線最高速率1Mbps。5.RTOS響應(yīng)時間必須確定。6.工業(yè)以太網(wǎng)與普通以太網(wǎng)完全兼容。7.JTAG不能下載程序。8.IEC61508是功能安全標(biāo)準(zhǔn)。9.交叉編譯需在目標(biāo)平臺進(jìn)行。10.HMI僅能顯示數(shù)據(jù)。答案：1.×2.√3.×4.√5.√6.×7.×8.√9.×10.×五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別。答案：現(xiàn)場總線是工業(yè)底層數(shù)字通信總線（如ModbusRTU、CANopen），特點是低帶寬（<1Mbps）、確定性強(qiáng)、適合短距離設(shè)備直接通信；工業(yè)以太網(wǎng)基于以太網(wǎng)技術(shù)（如Profinet、EtherNet/IP），帶寬更高（100Mbps以上），支持TCP/IP，可整合IT與OT系統(tǒng)，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控，但需實時擴(kuò)展（如PROFINETIRT）保障確定性?，F(xiàn)場總線側(cè)重設(shè)備級通信，工業(yè)以太網(wǎng)側(cè)重系統(tǒng)級互聯(lián)互通。2.RTOS的核心作用是什么？答案：RTOS核心是實現(xiàn)確定性調(diào)度，確保關(guān)鍵任務(wù)在規(guī)定時間內(nèi)完成。它管理CPU、內(nèi)存、外設(shè)等硬件資源，提供任務(wù)調(diào)度（搶占式、優(yōu)先級調(diào)度）、同步（信號量、互斥鎖）、通信（消息隊列、管道）機(jī)制，避免任務(wù)超時導(dǎo)致系統(tǒng)故障。適用于工控、航空等對響應(yīng)時間敏感的場景，保障實時性與可靠性。3.簡述PLC的工作原理。答案：PLC采用循環(huán)掃描工作方式，分三個階段：①輸入采樣：讀取所有輸入模塊狀態(tài)，存入輸入映像區(qū)；②程序執(zhí)行：按梯形圖/指令順序執(zhí)行，結(jié)果存入輸出映像區(qū)；③輸出刷新：將輸出映像區(qū)數(shù)據(jù)寫入輸出模塊，驅(qū)動執(zhí)行器。掃描周期=輸入采樣+程序執(zhí)行+輸出刷新，確保邏輯順序執(zhí)行，避免并發(fā)沖突。4.工控系統(tǒng)常見安全威脅有哪些？答案：常見威脅包括：①網(wǎng)絡(luò)攻擊（如Modbus協(xié)議篡改、DDoS）；②惡意代碼（如病毒、勒索軟件）；③物理攻擊（如篡改傳感器、PLC硬件）；④配置漏洞（如弱密碼、未關(guān)閉調(diào)試接口）；⑤數(shù)據(jù)泄露（如HMI數(shù)據(jù)未加密）。這些威脅可能導(dǎo)致生產(chǎn)中斷、設(shè)備損壞，需通過IEC62443等標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)。六、討論題（每題5分，共10分）1.如何平衡工控嵌入式系統(tǒng)的實時性與安全性？答案：平衡需從多維度入手：①硬件：選用高性能MCU（如Cortex-M7）保障實時性，集成硬件加密模塊（AES、RSA）；②軟件：RTOS采用搶占式調(diào)度，關(guān)鍵任務(wù)高優(yōu)先級，安全任務(wù)（加密、認(rèn)證）低優(yōu)先級且不搶占關(guān)鍵任務(wù)；③協(xié)議：工業(yè)以太網(wǎng)采用實時擴(kuò)展（如PROFINETIRT），敏感數(shù)據(jù)（控制指令）用輕量級加密避免實時性下降；④安全設(shè)計：關(guān)閉未使用接口，采用白名單訪問控制。最終通過實時性測試（響應(yīng)時間<1ms）與滲透測試驗證。2.如何實現(xiàn)工控嵌入式設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與維護(hù)？答案：實現(xiàn)需結(jié)合網(wǎng)絡(luò)與安全機(jī)制：①網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：采用工業(yè)以太網(wǎng)（如EtherNet/IP）連接現(xiàn)場設(shè)備與遠(yuǎn)程服務(wù)器，通過IPsecVPN保障通信安全；②應(yīng)用層：部