2025年上海嵌入式系统设计师职业资格真题及答案

2025年上海嵌入式系统设计师职业资格练习题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个最符合题意的选项）1.在CortexM3内核中，若NVIC_IPR0寄存器地址为0xE000E400，则IRQn=5对应的中断优先级字段位于该寄存器的哪一字节？A.Bit7…Bit0 B.Bit15…Bit8 C.Bit23…Bit16 D.Bit31…Bit24答案：B2.某MCU的SysTick重装载值设为0x0001869F，内核主频72MHz，则SysTick中断周期最接近：A.1.0ms B.2.0ms C.5.0ms D.10ms答案：C3.在I²C总线中，主机发送“重复起始条件”后，从机地址字节的R/W位为1，下一步总线行为是：A.主机立即切换为接收器 B.从机发送ACK C.主机发送STOP D.总线进入仲裁答案：A4.下列关于CAN报文标识符的叙述，错误的是：A.标准帧标识符11位 B.扩展帧标识符29位 C.标识符值越小优先级越高 D.RTR位为0表示远程帧答案：D5.使用FreeRTOS时，若配置configTOTAL_HEAP_SIZE为32768，内核将：A.静态分配TCB与栈 B.使用heap_1.c方案 C.使用heap_4.c方案并创建数组ucHeap[32768] D.禁止动态创建任务答案：C6.在ARMGCC工具链中，将变量放入Flash指定段的正确语法是：A.__attribute__((section(".data")))) B.__attribute__((section(".text")))) C.__attribute__((section(".rodata")))) D.__attribute__((section(".bss"))))答案：C7.某ADC的ENOB=10.2位，Vref=3.0V，输入短路时输出码标准差为1.3LSB，则等效输入噪声电压约为：A.0.28mV B.0.56mV C.0.92mV D.1.12mV答案：C8.在RS485差分线上，若AB差分电压为1.5V，逻辑状态为：A.逻辑1 B.逻辑0 C.高阻 D.冲突答案：B9.关于嵌入式Linux的PREEMPT_RT补丁，正确的是：A.关闭所有中断 B.将自旋锁改为互斥锁并支持优先级继承 C.禁止内核抢占 D.用户态不可抢占答案：B10.在STM32HAL库中，若__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()未执行就操作GPIOA，会触发：A.HardFault B.BusFault C.静默忽略 D.立即复位答案：B11.下列哪项不是UBoot启动阶段BL2的常规职责？A.初始化DDR B.加载BL31 C.验证BL33镜像 D.引导Linux内核答案：D12.在CortexR52双核锁步架构中，用于比较两核输出差异的模块简称：A.ECC B.MPU C.DCLS D.GIC答案：C13.若某FPGASoC的PSPL接口AXI主频100MHz，数据宽度64bit，理论峰值带宽为：A.800MB/s B.1.6GB/s C.6.4GB/s D.12.8GB/s答案：C14.在AUTOSAROS中，由OSErrorHook()抛出的错误类型是：A.E_OS_ACCESS B.E_OS_CALLEVEL C.E_OS_ID D.E_OS_SYS_ASSERTION答案：D15.采用FATFS文件系统，f_write()写入1kB数据，簇大小4kB，若文件原大小0字节，则最少触发几次Flash擦除？A.0 B.1 C.2 D.3答案：B16.在KeilMDK中，使用MicroLib时，下列函数不可用：A.malloc B.printf C.sprintf D.fopen答案：D17.某传感器以I²C最大速率1MHz通信，若每次读取需发送寄存器地址+读数据共3字节，主机时钟拉伸占10%，则理论吞吐率最接近：A.30kB/s B.27kB/s C.24kB/s D.20kB/s答案：B18.在CortexM4的FPU中，执行VCVT.F32.S32指令需几个时钟周期（流水线全满）？A.1 B.2 C.3 D.4答案：A19.若某裸机程序使用双缓冲DMA接收串口数据，当DMA半传输完成中断触发时，软件应：A.立即关闭DMA B.处理第一缓冲区 C.处理第二缓冲区 D.重设NDTR答案：B20.在Linux设备树中，属性“dmacoherent”的作用是：A.关闭Cache B.允许DMA与CPU共享缓存行 C.提高中断优先级 D.禁止预取答案：B21.关于ESP32的WiFi休眠模式，下列说法正确的是：A.Modemsleep下CPU必须停止 B.Lightsleep可保持WiFi连接 C.Deepsleep下RTC内存丢失 D.以上均错答案：B22.在ISO26262ASILC项目中，对ADC的故障响应时间要求为：A.10ms B.100ms C.500ms D.1s答案：B23.若某电机驱动采用SVPWM，直流母线电压24V，则线电压基波幅值最大可达：A.12V B.24V C.24/√3V D.24×√3/2V答案：D24.在ZephyrRTOS中，内核对象初始化宏K_MUTEX_DEFINE()将互斥锁放置于：A.栈 B..bss C..data D..text答案：C25.某QSPIFlash支持DDR模式，时钟80MHz，数据线4bit，则理论峰值速率：A.40MB/s B.80MB/s C.160MB/s D.320MB/s答案：B26.在TrustZoneM中，若SAU区0配置为NS=1，区1配置为NS=0且地址重叠，则访问属性：A.安全 B.非安全 C.不可预测 D.HardFault答案：A27.使用JLinkRTTViewer时，RTT控制块必须包含的签名是：A.SEGGERRTT B.JLINK C.RTT_CB D.0xDEADBEEF答案：A28.在Linux内核模块中，使用kmalloc(size,GFP_ATOMIC)时，size上限约为：A.64kB B.128kB C.4MB D.与架构相关，通常128kB答案：D29.若某BLE5.0设备采用2Mbps物理层，实际应用层吞吐率约：A.0.7Mbps B.1.4Mbps C.2Mbps D.2.5Mbps答案：B30.在CortexM7的Cache维护中，用于清除DCache行并写回寄存器的指令是：A.DSB B.ISB C.DCISW D.DCCSW答案：D二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选少选均不得分）31.下列哪些机制可用于防止优先级反转？A.优先级继承 B.优先级天花板 C.禁止中断 D.时间片轮转答案：AB32.在STM32F4的ADC中，可触发注入组转换的事件包括：A.TIM1_CH1 B.EXTI11 C.TIM2_TRGO D.SoftwarebitJSWSTART答案：ACD33.关于CANFD，以下正确的是：A.数据段可变速率 B.数据长度最大64字节 C.标识符仍为11位 D.采用CRC17答案：ABD34.在Linux内核中，属于软中断上下文的是：A.IRQhandler B.tasklet C.workqueue D.kthread答案：B35.下列哪些属于CortexM4的异常编号（IRQn负值）？A.HardFault B.PendSV C.SysTick D.ExternalIRQ0答案：ABC36.在FPGA时序约束中，可覆盖跨时钟域路径的约束命令有：A.set_false_path B.set_max_delay C.set_multicycle_path D.set_clock_groups答案：ABCD37.关于ESPIDF的PartitionTable，正确的是：A.可自定义CSV B.出厂默认偏移0x8000 C.支持加密标志 D.最大条目96条答案：ABC38.在AUTOSARCOM模块中，信号字节序可配置为：A.BIG_ENDIAN B.LITTLE_ENDIAN C.OPAQUE D.INTEL E.MOTOROLA答案：BE39.下列哪些属于Linux内核实时性评估工具？A.cyclictest B.hackbench C.ftrace D.LTTng答案：ABCD40.在TrustZoneM中，非安全代码可通过哪条指令调用安全代码？A.SG B.BLXNS C.BXNS D.BLX答案：A三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.在CortexM0+中，NVIC支持256级优先级。答案：×42.FAT32文件系统中，根目录大小固定。答案：×43.采用QSPIFlashXIP时，CPU可直接执行代码无需拷贝到RAM。答案：√44.Linux的PREEMPT_RT补丁将spinlock替换为mutex，因此实时任务可休眠。答案：√45.在BLE广播中，AdvA字段使用随机地址时，最高两位必须为0b11。答案：√46.在STM32的Boot0=1、Boot1=0时，系统从SystemMemory启动。答案：√47.ZephyrRTOS的k_fifo与k_lifo均支持ISR上下文使用。答案：√48.当CAN节点进入BusOff状态后，必须硬件复位才能恢复。答案：×49.在FPGA中，LUT6可实现任意6输入布尔函数。答案：√50.在CortexR52中，MPU区域最小可为32字节。答案：√四、简答题（每题6分，共30分）51.简述CortexM3的“咬尾中断”机制及其带来的好处。答案：当某中断退出时，若存在挂起的同级或更低优先级中断，内核不执行弹栈与压栈，直接跳转新中断向量，节省12周期；降低延迟、节能。52.说明在Linux设备树中如何为某SPI设备分配GPIO片选并指定最大速率。答案：在spi节点内添加子节点，属性compatible、reg指定片选索引；csgpios=<&gpio15GPIO_ACTIVE_LOW>；spimaxfrequency=<20000000>。53.列举三种在裸机环境下实现微秒级延时的方法并比较精度。答案：1)循环空操作，依赖主频与编译优化，误差±20%；2)SysTick中断计数，误差±1µs；3)定时器PWM单脉冲模式，误差±0.1µs。54.说明CANFD中“比特率切换”在物理层的实现要点。答案：数据段切换高速时钟，通过寄存器BSW位控制；需收发器支持≥2Mbps，PCB阻抗100Ω，交叉点校准65%，采样点80%。55.解释TrustZoneM中“安全状态”与“非安全状态”对MPU区域的影响。答案：安全代码可访问安全与非安全区域；非安全代码仅可访问非安全区域；MPU区域属性NS=0仅安全可配，NS=1双方可访问但安全侧可限制。五、计算与综合题（共60分）56.（8分）某STM32F407ADC工作于12位模式，采样时间15周期，ADCCLK=12MHz，连续转换模式，DMA双缓冲循环接收1kHz正弦信号。问：(1)理论最高采样率；(2)是否满足奈奎斯特准则；(3)若需采样率≥200kHz，ADCCLK最低值。答案：(1)12MHz/(15+12)=444.4kHz；(2)444.4kHz>2×1kHz，满足；(3)200kHz×27周期=5.4MHz。57.（10分）某电机编码器线数1024，MCU捕获TIM2上升沿，电机转速3000rpm，测得相邻捕获差值TIM2_CNT=1400，时钟72MHz。求：(1)实际转速；(2)若TIM2溢出一次未处理，最大可测转速；(3)建议的自动重装载值。答案：(1)72M×60/(1024×1400)=3018rpm；(2)72M×60/(1024×65536)=64rpm；(3)0xFFFF足够。58.（12分）某系统采用CANFD，数据段速率2Mbps，帧长64字节，位填充平均增加10%，总线利用率目标50%，节点每10ms周期发送一帧。问：(1)单帧位数；(2)每10ms内可用位数；(3)最多可支持几个节点。答案：(1)仲裁段约65位，数据段(64×8)×1.1=563位，合计628位；(2)2Mbps×10ms×50%=10000位；(3)10000/628≈15节点。59.（15分）某FPGASoCPL端实现AXIDMA，PS端Linux需连续传输8MB数据。已知：AXIHP端口64bit，150MHz；DDR3带宽瓶颈1.2GB/s；Cache行64B；每传输1kB需一次mmap/ioctl系统调用开销5µs；求：(1)理论峰值带宽；(2)实际带宽（考虑系统调用）；(3)若采用零拷贝方案，带宽提升比例。答案：(1)150M×8B=1.2GB/s；(2)8MB/(8MB/1.2GB/s+8MB/1kB×5µs)=0.89GB/s；(3)(1.20.89)/0.89≈35%。60.（15分）某安全关键系统采用双核锁步CortexR52，要求对SRAM进行端到端ECC检测。SRAM容量512kB，字长32bit，ECC码7bit，系统时钟200MHz，单周期可读写64bit。求：(1)所需ECC存储容量；(2)若发生单比特错误，纠错延迟（周期）；(3)若错误注入频率1次/10h，系统运行寿命15年，求累计不可纠双比特错误概率（假设单错随机独立）。答案：(1)512kB×7/32=112kB；(2)组合逻辑≤3周期；(3)字数量=512kB/4B=131072，λ=1/(10×3600×131072)=2.12×1010/s，P=1e^(λt)≈λt=2.12×1010×15×365×24×3600=9.9×105。六、嵌入式C代码阅读与改错（共20分）61.阅读下列代码，指出至少4处错误并给出修正。```c1voiddma_m2m(uint32_tsrc,uint32_tdst,uint32_tlen)2{3DMA1_Stream0>CR|=DMA_SxCR_EN;4DMA1_Stream0>PAR=(uint32_t)src;5DMA1_Stream0>M0AR=(uint32_t)dst;6DMA1_Stream0>NDTR=len;7DMA1_Stream0>CR|=DMA_SxCR_TCIE;8NVIC_EnableIRQ(DMA1_Stream0_IRQn);9while(!(DMA1>LISR&DMA_LISR_TCIF0));10DMA1>LIFCR=DMA_LIFCR_CTCIF0;11DMA1_Stream0>CR&=~DMA_SxCR_EN;12}```答案：1)未等待CR.EN清零再配置，应先清零EN并等待；2)未设置数据宽度与增量，需配置MSIZE/PSIZE=Word、MINC/PINC=1；3)中断标志查询前未开总中断，可能死循环；4)未处理Cache一致性，需__DCache_CleanInvalidate()；5)未检查len上限，可能溢出；修正：先清EN，配置CR，处理Cache，再置EN，最后等待。62.在FreeRTOS下实现软件定时器，每100ms采样传感器，但发现周期漂移±5ms。分析可能原因并给出改进措施。答案：原因：软件定时器任务优先级低，被阻塞；CPU负载高；configTIMER_TASK_PRIORITY过低；系统心跳1ms粒度不足。改进：提高优先级至≥tskIDLE_PRIORITY+3；使用硬件定时器中断直接采样；心跳提高到1kHz；启用configUSE_TICKLESS_IDLE_DISABLE。七、设计题（共30分）63.设计一款基于ZephyrRTOS的LoRaWAN终端，要求：(1)给出硬件架构框图（文字描述即可）；(2)说明低功耗状态机；(3)给出OTAA入网流程时序；(4)估算电池寿命（AA2500mAh，休眠电流2µA，发送峰值120mA/120ms，周期30min）。答案