2025年嵌入式软件工程师笔试题(含答案)

2025年嵌入式软件工程师笔试题(含答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在Cortex-M3内核中，NVIC最多支持多少个外部中断？A.32  B.64  C.128  D.240答案：D2.下列关于I²C总线的描述，正确的是：A.时钟线始终由主机驱动，数据线可双向开漏B.停止条件必须在时钟低电平时产生C.从机地址7位模式下最多可挂载256个设备D.时钟拉伸仅由主机发起答案：A3.在FreeRTOS中，任务进入阻塞态等待事件的最长时间由哪个参数决定？A.xTicksToWait  B.xBlockTime  C.xTimeOut  D.xDelayUntil答案：A4.某MCU的SysTick重装载值为0xFFFFFF，时钟72MHz，不分频，则中断周期约为：A.233ms  B.116ms  C.93ms  D.46ms答案：B解析：1/(72MHz)×(0xFFFFFF+1)≈0.116s5.使用DMA双缓冲模式时，下列哪项寄存器决定下一次传输的目标地址？A.DMA_SxPAR  B.DMA_SxM0AR  C.DMA_SxM1AR  D.DMA_SxCR答案：C6.在GCC工具链中，将变量放入自定义段my_section的正确语法是：A.__attribute__((section("my_section")))B.pragmasection("my_section")C.__declspec(allocate("my_section"))D.__attribute__((used,my_section))答案：A7.下列关于CAN报文标识符的叙述，错误的是：A.标准帧ID为11位B.扩展帧ID为29位C.ID值越小，报文优先级越高D.RTR位为1表示数据帧答案：D8.在Bootloader升级过程中，为了保证断电后可恢复，最佳策略是：A.双备份镜像+CRC+版本号B.单镜像+ECC校验C.压缩镜像+增量升级D.镜像加密+哈希答案：A9.当MPU区域大小设为64KB，起始地址必须：A.任意值  B.64KB对齐  C.32KB对齐  D.1KB对齐答案：B10.在LWIP中，若TCP发送窗口为0，应用程序应：A.立即重传  B.阻塞等待窗口更新  C.关闭连接  D.降低MSS答案：B二、不定项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.以下哪些外设可产生DMA请求？A.ADC  B.USART  C.GPIO  D.TIM  E.DAC答案：ABDE12.关于Cortex-M4的FPU，正确的是：A.支持单精度浮点B.支持双精度浮点C.提供32个32位寄存器D.默认上电使能E.支持IEEE-754答案：ACE13.在FreeRTOS中，以下哪些API可在中断服务函数中调用？A.xQueueSendFromISRB.xSemaphoreGiveFromISRC.vTaskDelayD.xTaskCreateE.portYIELD_FROM_ISR答案：ABE14.下列哪些机制可用于解决优先级反转？A.优先级继承B.优先级天花板C.禁止中断D.时间片轮转E.互斥锁答案：ABE15.关于ELF文件格式，正确的是：A..text段存放代码B..bss段不占文件空间C..data段存放已初始化全局变量D..rel.text存放重定位信息E..symtab为字符串表答案：ABCD三、填空题（每空2分，共20分）16.若MCU主频为48MHz，预分频为8，计数器频率为________MHz，此时产生1ms定时，自动重装载值应设为________。答案：6，599917.在ARM汇编中，将R0低16位清零，高16位保持，可使用指令：________R0,R0,0xFFFF0000。答案：BIC18.某ADC12位，参考电压3.3V，采样值0x8A0对应电压为________V（保留两位小数）。答案：1.66解析：0x8A0=2208，2208/4095×3.3≈1.6619.在Makefile中，自动变量$^表示________，$@表示________。答案：所有依赖，目标20.若CAN位时间为8Tq，同步段1Tq，传播段3Tq，相位缓冲段1为2Tq，相位缓冲段2为2Tq，则采样点位于________%。答案：87.5解析：(1+3+2)/8=0.87521.在LWIP中，若定义MEMP_NUM_TCP_PCB=8，则最多可同时建立________条TCP连接。答案：822.在C语言中，结构体对齐系数可通过________关键字指定；GCC中默认为________字节对齐。答案：_Alignas，423.某Flash页大小2KB，擦除时间20ms，编程时间1ms/256B，写入10KB数据需擦除________次，总耗时________ms。答案：5，45解析：5×20+5×4×1=100+20=120ms（更正：10KB/2KB=5页，每页编程4次，总耗时5×20+5×4×1=120ms）24.在Cortex-M3中，设置NVIC优先级分组为5位抢占、3位子优先级，则AIRCR寄存器应写入0x________。答案：0x05FA0500解析：分组5=0b101，即0x05FA050025.若使用环形缓冲区，头指针head=0x1004，尾指针tail=0x0FFC，缓冲区基址0x1000，长度4096B，则已用空间________B，剩余空间________B。答案：8，4088解析：head-tail=0x1004-0x0FFC=8四、判断改错题（每题2分，共10分，先判断对错，若错则改正）26.在Cortex-M0+中，中断向量表默认位于0x00000008。答案：错，应为0x0000000027.使用DMA循环模式时，传输完成标志TCIF由硬件自动清零。答案：错，需软件清零28.在C语言中，volatile关键字可阻止编译器对变量进行任何优化。答案：对29.当看门狗超时复位后，RCC_CSR的WWDGRSTF位会被置1。答案：错，应为IWDGRSTF或WWDGRSTF视狗类型而定，题目表述不严谨，改为：当独立看门狗超时复位后，RCC_CSR的IWDGRSTF位会被置1。30.在TCP/IP协议栈中，ARP报文直接封装在IP数据报中。答案：错，ARP直接封装在以太网帧中五、简答题（每题6分，共30分）31.描述Bootloader跳转至APP的完整流程，并给出关键汇编代码。答案：1)校验APP完整性（CRC或SHA256）2)关闭全局中断3)复位所有外设，关闭SysTick4)设置主堆栈指针MSP=(uint32_t)APP_ADDR5)获取复位向量PC=(uint32_t)(APP_ADDR+4)6)跳转：汇编示例```assemblyldrsp,[r0]//r0存放APP_ADDRldrpc,[r0,4]```32.解释内存屏障（DMB/DSB/ISB）在双核通信中的作用，并给出使用场景。答案：DMB：数据存储屏障，确保访存顺序，用于DMA描述符更新后启动传输；DSB：数据同步屏障，强制等待所有存储完成，用于自修改代码；ISB：指令同步屏障，清空流水线，用于切换MPU区域后立刻执行新代码。示例：```c__asmvolatile("dmb":::"memory");```33.列举降低嵌入式系统功耗的五种软件手段，并对比其效果。答案：1)动态调整时钟：降频30%，功耗降40%2)外设时钟门控：关闭未用USART，省2mA3)低功耗模式：Stop模式，电流从10mA降至50μA4)任务同步替代轮询：CPU唤醒次数降80%5)批处理通信：SPI一次传256B而非16B，唤醒时间减90%34.说明如何在不使用浮点单元的情况下实现高效IIR滤波，并给出定点系数计算方法。答案：采用Q15格式，将系数乘以2^15取整；直接II型结构，用32位累加器防溢出；宏定义：```cdefineMULQ15(x,y)(int16_t)(((int32_t)(x)(y))>>15)```系数计算：双线性变换后，a0=0.8→26214（0x6666）35.描述Flash磨损均衡算法，并给出静态与动态均衡的差异。答案：静态：映射表固定，写次数达阈值后搬移冷数据，寿命提升3倍；动态：仅搬移热数据，RAM开销小，寿命提升1.5倍；采用链表+CRC校验，掉电恢复时扫描全扇区重建映射六、编程与调试题（共35分）36.（10分）编写一段ISRsafe的环形队列，支持中断与主循环双端访问，元素为uint8_t，长度256B，提供push/pop/clear接口，使用内存屏障。答案：```cinclude<stdint.h>defineQUEUE_MASK0xFFtypedefstruct{volatileuint8_tbuf[256];volatileuint16_thead;volatileuint16_ttail;}ring_t;staticring_tq;staticinlineuint8_tpush(uint8_tdata){uint16_th=q.head;uint16_tt=q.tail;uint16_tnext=(h+1)&QUEUE_MASK;if(next==t)return0;q.buf[h]=data;__asmvolatile("dmb":::"memory");q.head=next;return1;}staticinlineuint8_tpop(uint8_tdata){uint16_tt=q.tail;uint16_th=q.head;if(t==h)return0;data=q.buf[t];__asmvolatile("dmb":::"memory");q.tail=(t+1)&QUEUE_MASK;return1;}```37.（10分）使用CMSIS-DSP库实现1024点实数FFT，并计算THD（总谐波失真），给出完整代码与THD公式。答案：```cinclude"arm_math.h"defineSAMP_FREQ10000float32_tTHD(float32_tmag,uint32_tlen){float32_tfund=mag[1];float32_tharm=0;for(inti=2;i<len/2;i++)harm+=mag[i]mag[i];return100sqrtf(harm)/(fund+1e-10f);}voidapp_fft(float32_tin){arm_rfft_fast_instance_f32S;arm_rfft_fast_init_f32(&S,1024);arm_rfft_fast_f32(&S,in,in,0);arm_cmplx_mag_f32(in,in,512);float32_tthd=THD(in,1024);}```38.（15分）现场调试：系统偶发HardFault，寄存器SCB->HFSR=0x40000000，CFSR=0x00008200，解析故障原因，给出定位步骤与修复方案。答案：HFSR[30]=1表示为强制HardFault，CFSR[BFARVALID]=1且BFAR=0x20001000，说明为总线错误，精确总线故障；步骤：1)在HardFault_Handler中保存栈帧：```assemblytstlr,4iteeqmrseqr0,mspmrsner0,pspbhard_fault_c```2)在C中打印PC、LR、BFAR3)反汇编PC-8处指令，发现为STRr1,[r2,0]，r2=0x20001000，该地址为SRAM末尾+1，越界修复：增大链接脚本RAM长度，或检查数组索引验证：重新运行24小时无复现，用J-Trace记录AXI总线，确认无新错误七、系统设计题（共30分）39.（15分）设计一个超低功耗传感器节点，每10分钟采集温度、湿度、气压，通过LoR