2025年嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師專項(xiàng)訓(xùn)練重點(diǎn)及押題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.嵌入式系統(tǒng)通常指的是（）。A.通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)B.軟件系統(tǒng)C.嵌入到大型系統(tǒng)內(nèi)部的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)D.以上都不是2.在嵌入式系統(tǒng)中，通常采用（）體系結(jié)構(gòu)。A.分布式B.客戶機(jī)/服務(wù)器C.單核或緊密耦合的多核D.網(wǎng)狀3.RISC指令集的特點(diǎn)通常不包括（）。A.指令格式規(guī)整B.指令執(zhí)行周期短C.指令種類繁多，功能復(fù)雜D.硬件實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單4.嵌入式系統(tǒng)中常用的SRAM存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)是（）。A.只讀，非易失性B.只寫，易失性C.讀寫均可，非易失性D.讀寫均可，易失性5.下列關(guān)于Cache的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.Cache是介于CPU和主存之間的高速存儲(chǔ)器B.Cache和主存中的信息是冗余的C.CPU訪問Cache未命中時(shí)，需要訪問主存D.Cache采用比主存更快的存儲(chǔ)介質(zhì)6.嵌入式系統(tǒng)中，I/O端口地址通常分為（）兩種映射方式。A.內(nèi)存映射和I/O映射B.高速緩存和低速緩存C.邏輯地址和物理地址D.順序?qū)ぶ泛椭苯訉ぶ?.中斷向量表通常存放的是（）。A.中斷服務(wù)程序的起始地址B.中斷服務(wù)程序的源代碼C.中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置D.中斷屏蔽字8.下列哪種通信協(xié)議通常用于汽車電子系統(tǒng)中的分布式控制？（）A.USBB.EthernetC.CAND.I2C9.在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，進(jìn)程/線程調(diào)度算法的主要目的是（）。A.盡可能提高CPU的利用率B.盡可能減少進(jìn)程/線程的等待時(shí)間C.保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性D.以上都是10.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）與通用操作系統(tǒng)相比，通常更注重（）。A.用戶界面友好性B.資源利用率最大化C.系統(tǒng)的確定性和實(shí)時(shí)性D.網(wǎng)絡(luò)功能11.下列關(guān)于RTOS任務(wù)調(diào)度的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.任務(wù)調(diào)度策略可以是搶占式或協(xié)作式B.搶占式調(diào)度允許高優(yōu)先級(jí)任務(wù)中斷低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行C.協(xié)作式調(diào)度依賴于任務(wù)之間的主動(dòng)切換D.調(diào)度算法的目標(biāo)是公平分配CPU時(shí)間12.信號(hào)量機(jī)制主要用于解決（）問題。A.數(shù)據(jù)共享B.進(jìn)程同步與互斥C.內(nèi)存管理D.I/O操作13.在嵌入式系統(tǒng)中，使用DMA方式傳輸數(shù)據(jù)的主要目的是（）。A.提高CPU的利用率B.減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間C.簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)D.以上都是14.下列哪種技術(shù)是嵌入式系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)的重要手段？（）A.使用更高頻率的時(shí)鐘B.關(guān)閉不使用的模塊電源C.增加系統(tǒng)內(nèi)存容量D.提高CPU主頻15.嵌入式Linux系統(tǒng)中，設(shè)備文件通常存放在（）目錄下。A./binB./devC./procD./sys16.C語言中的`volatile`關(guān)鍵字用于說明（）。A.變量只能被本函數(shù)訪問B.變量值可能被意外修改，編譯器不能對(duì)這些變量進(jìn)行優(yōu)化C.變量是全局的D.變量是常量17.下列關(guān)于A/D轉(zhuǎn)換器的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的系統(tǒng)B.A/D轉(zhuǎn)換的精度由分辨率決定C.A/D轉(zhuǎn)換的速率由采樣定理決定D.A/D轉(zhuǎn)換器本身不需要時(shí)鐘信號(hào)18.在使用RTOS開發(fā)嵌入式應(yīng)用時(shí)，任務(wù)間通信常用的方式不包括（）。A.共享內(nèi)存B.消息隊(duì)列C.信號(hào)量D.直接函數(shù)調(diào)用19.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，硬件調(diào)試工具常用的接口標(biāo)準(zhǔn)有（）。A.USBB.JTAGC.HDMID.VGA20.嵌入式系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的目標(biāo)是（）。A.提高系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間B.降低系統(tǒng)的成本C.增加系統(tǒng)的功能D.減少系統(tǒng)的體積二、填空題（請(qǐng)將正確答案填入橫線上）1.嵌入式系統(tǒng)通常由硬件系統(tǒng)、__________和軟件系統(tǒng)三部分組成。2.在馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)中，程序指令和數(shù)據(jù)存放在同一個(gè)存儲(chǔ)器中，并以__________方式訪問。3.常用的微處理器總線包括地址總線、數(shù)據(jù)總線和__________總線。4.中斷向量表是存放中斷服務(wù)程序入口地址的__________。5.SPI是一種常用的串行通信接口，其全稱是__________。6.RTOS中，任務(wù)狀態(tài)通常包括就緒、運(yùn)行和__________三種基本狀態(tài)。7.互斥鎖（Mutex）通常用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)間的__________，防止多個(gè)任務(wù)同時(shí)訪問共享資源。8.DMA控制器的主要功能是__________，減輕CPU的負(fù)擔(dān)。9.嵌入式系統(tǒng)中，電源管理技術(shù)主要包括功耗模式轉(zhuǎn)換和__________。10.C語言中，用于動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的函數(shù)是__________和__________。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要區(qū)別。2.解釋什么是中斷？中斷處理過程通常包括哪些步驟？3.簡(jiǎn)述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的主要特點(diǎn)。4.什么是DMA？使用DMA傳輸數(shù)據(jù)相較于程序查詢方式有哪些優(yōu)點(diǎn)？5.簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的重要性。四、綜合應(yīng)用題1.假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)使用一個(gè)8位微控制器，需要外擴(kuò)一片64KB的RAM（地址范圍為0x10000-0x1FFFF）和一片16KB的ROM（地址范圍為0x00000-0x03FFF）。請(qǐng)簡(jiǎn)述將該RAM和ROM映射到系統(tǒng)地址空間的方法（至少說明兩種方法），并說明選擇哪種方法可能更合適，為什么？2.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的RTOS任務(wù)切換場(chǎng)景。假設(shè)系統(tǒng)中有兩個(gè)任務(wù)：任務(wù)A（優(yōu)先級(jí)高于任務(wù)B）。描述任務(wù)A正在運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)生了一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)C就緒，系統(tǒng)將如何進(jìn)行任務(wù)切換？請(qǐng)簡(jiǎn)述任務(wù)切換的過程和涉及的關(guān)鍵操作（如上下文切換）。3.在一個(gè)基于RTOS的嵌入式系統(tǒng)中，有兩個(gè)任務(wù)：任務(wù)X和任務(wù)Y。任務(wù)X需要定期讀取一個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，任務(wù)Y需要根據(jù)任務(wù)X讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制決策。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種合適的任務(wù)間通信機(jī)制（如共享內(nèi)存、消息隊(duì)列、信號(hào)量等），使得任務(wù)Y能夠在需要時(shí)獲取任務(wù)X處理后的數(shù)據(jù)，并簡(jiǎn)要說明設(shè)計(jì)理由。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.D5.B6.A7.A8.C9.D10.C11.D12.B13.D14.B15.B16.B17.D18.D19.B20.A二、填空題1.固件2.訪問3.控制信號(hào)4.表5.SerialPeripheralInterface6.等待7.互斥8.直接存儲(chǔ)器訪問9.散熱設(shè)計(jì)10.malloc,free三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：區(qū)分點(diǎn)在于功能定制化、資源限制、實(shí)時(shí)性要求、開發(fā)周期、用戶界面、操作系統(tǒng)等方面。嵌入式系統(tǒng)是為特定應(yīng)用設(shè)計(jì)的，硬件資源（CPU、內(nèi)存、功耗等）受限，通常需要滿足實(shí)時(shí)性要求，可能沒有復(fù)雜的用戶界面，開發(fā)周期相對(duì)較短，且不一定需要操作系統(tǒng)。2.解析思路：中斷是硬件向CPU發(fā)出的一種請(qǐng)求信號(hào)，請(qǐng)求CPU暫停當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行一個(gè)特定的服務(wù)程序（中斷服務(wù)程序，ISR）。中斷處理過程通常包括：中斷請(qǐng)求的發(fā)生、中斷判優(yōu)（如果有多個(gè)中斷請(qǐng)求）、CPU響應(yīng)中斷（保存當(dāng)前狀態(tài)、關(guān)中斷）、跳轉(zhuǎn)到中斷向量表中對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口、執(zhí)行中斷服務(wù)程序、中斷服務(wù)程序結(jié)束、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)、中斷返回。3.解析思路：實(shí)時(shí)性（確定性和響應(yīng)時(shí)間）、任務(wù)調(diào)度、內(nèi)核資源管理（內(nèi)存、中斷）、提供硬件抽象層、支持系統(tǒng)擴(kuò)展（設(shè)備驅(qū)動(dòng)、通信協(xié)議棧等）。4.解析思路：DMA是直接存儲(chǔ)器訪問技術(shù)，允許外設(shè)直接與內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，不需要CPU參與。優(yōu)點(diǎn)在于：提高了數(shù)據(jù)傳輸效率（CPU空閑）；減輕了CPU的負(fù)擔(dān)；適用于大批量數(shù)據(jù)傳輸。5.解析思路：軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)可以優(yōu)化系統(tǒng)性能、降低開發(fā)成本、提高系統(tǒng)可靠性、縮短開發(fā)周期。通過在設(shè)計(jì)早期就考慮軟硬件功能的分配和接口，可以避免后期因設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致的返工，確保系統(tǒng)整體功能的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。四、綜合應(yīng)用題1.解析思路：方法一：地址映射。將RAM和ROM直接映射到系統(tǒng)地址空間的不同區(qū)域，如RAM映射到0x10000-0x1FFFF，ROM映射到0x00000-0x03FFF。方法二：統(tǒng)一編址。將RAM和ROM都映射到系統(tǒng)地址空間，但通過地址譯碼邏輯來區(qū)分是訪問RAM還是ROM。更合適的方法取決于微控制器的地址線和存儲(chǔ)器芯片的連接方式。如果微控制器地址線足夠且存儲(chǔ)器芯片可直接連接，地址映射（方法一）可能更直接。如果需要靈活配置或地址線資源緊張，統(tǒng)一編址（方法二）可能更合適。選擇時(shí)需考慮易用性、資源占用和系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度。2.解析思路：當(dāng)任務(wù)A（優(yōu)先級(jí)高于任務(wù)B）正在運(yùn)行，若更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)C就緒，發(fā)生任務(wù)切換。切換過程如下：任務(wù)A的上下文（CPU寄存器狀態(tài)等）被保存到任務(wù)棧；CPU根據(jù)任務(wù)C的優(yōu)先級(jí)和調(diào)度算法（如搶占式）決定切換到任務(wù)C；CPU從任務(wù)C的上下文恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)（將寄存器狀態(tài)加載到CPU）；任務(wù)C開始運(yùn)行。關(guān)鍵操作包括中斷（或調(diào)度）發(fā)生時(shí)保存任務(wù)A的上下文、根據(jù)調(diào)度策略選擇任務(wù)C、