2025年中级软件《嵌入式系统设计师》真题解析冲刺

2025年中级软件《嵌入式系统设计师》真题解析冲刺考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题1分，共40分）1.嵌入式系统通常指的是（）。A.通用计算机系统B.具有特定功能、嵌入到其他设备中运行的专用计算机系统C.只能运行操作系统的计算机系统D.网络计算机系统2.在嵌入式系统中，实时性通常指（）。A.系统的可靠性B.系统的易用性C.系统对外部事件做出反应的时间要求D.系统的运行速度3.下列哪种存储器断电后数据会丢失？（）A.RAMB.ROMC.FlashMemoryD.DRAM4.ARM处理器中，寄存器R15通常被称为（）。A.程序计数器（PC）B.当前程序状态寄存器（CPSR）C.断点寄存器D.连接寄存器5.SPI通信协议通常采用（）方式传输数据。A.半双工，主从模式B.全双工，主从模式C.半双工，对等模式D.全双工，对等模式6.I2C总线通常需要几根信号线？（）A.1根B.2根C.3根D.4根7.在嵌入式系统中，中断服务程序（ISR）的执行通常（）。A.必须由操作系统调度B.由应用程序显式调用C.使用优先级，高优先级中断可以打断低优先级中断D.与系统时钟同步执行8.以下哪个选项不是实时操作系统（RTOS）的特征？（）A.响应时间确定性B.资源管理和分配C.支持多任务并发D.通常适用于所有类型的操作系统应用9.C语言中，关键字`volatile`主要用于说明（）。A.变量是常量，不可修改B.变量是易失的，需要频繁更新C.变量可能被硬件或其他程序修改，编译器不应对其优化D.变量存储在寄存器中10.嵌入式软件开发中，编译器的主要功能是（）。A.将高级语言代码翻译成机器指令B.设计软件架构C.调试程序运行时的错误D.管理操作系统资源11.下列哪种调试工具通常用于在目标板上单步执行程序并观察寄存器和内存状态？（）A.编译器B.链接器C.调试器（Debugger）D.汇编器12.在嵌入式系统中，设备驱动程序的作用是（）。A.实现用户级应用程序功能B.管理内存资源C.为操作系统提供与硬件设备通信的接口D.进行系统性能优化13.以下哪种网络协议栈最常用于资源受限的嵌入式设备？（）A.TCP/IP协议栈B.UDP/IP协议栈C.Zigbee协议栈D.Ethernet协议栈14.嵌入式系统中，电源管理的主要目标是（）。A.提高系统运行速度B.降低系统功耗C.增加系统内存容量D.增强系统安全性15.在RTOS中，信号量（Semaphore）主要用于（）。A.任务调度B.进程间通信C.实现任务同步与互斥D.内存管理16.下列哪个选项不是微控制器（MCU）通常包含的资源？（）A.CPU核心B.内部存储器（RAM/ROM）C.外部总线接口D.网络接口芯片（通常需要外接）17.CAN总线在汽车电子中广泛应用，其主要优点之一是（）。A.传输速率极高B.成本极低C.抗干扰能力强，可靠性高D.支持全双工通信18.以下哪种编码方式常用于数据存储，因为它具有自校验能力？（）A.ASCIIB.UnicodeC.Gray码D.海明码19.嵌入式系统设计中，进行需求分析的主要目的是（）。A.设计系统架构B.编写源代码C.确定系统功能、性能、约束等要求D.测试系统功能20.在嵌入式软件开发中，使用汇编语言的主要优势之一是（）。A.开发效率高B.代码可移植性好C.能够直接访问和操作硬件寄存器D.运行速度快（通常指相对于高级语言）21.以下哪个选项是描述实时操作系统（RTOS）任务调度算法的常用指标？（）A.代码密度B.吞吐量（Throughput）C.代码复杂度D.可视化程度22.嵌入式系统中，DMA（DirectMemoryAccess）技术的优势在于（）。A.提高CPU的运算速度B.减少CPU占用率，让CPU可以处理其他任务C.增加内存容量D.提高内存访问速度23.以下哪种技术常用于提高嵌入式系统的可靠性和容错能力？（）A.超频B.冗余设计（Redundancy）C.使用更大容量的内存D.关闭不必要的外设24.嵌入式系统中的Bootloader通常负责（）。A.运行用户应用程序B.初始化硬件设备，加载操作系统内核到内存C.管理文件系统D.进行网络通信25.当一个高优先级任务就绪时，如果当前正在运行一个低优先级任务，RTOS通常会（）。A.继续运行低优先级任务B.立即中断低优先级任务，切换到高优先级任务C.等待低优先级任务执行完毕D.将高优先级任务放入等待队列26.以下哪个选项属于嵌入式系统中的总线？（）A.USBB.I2CC.PCIeD.所有以上选项27.在C语言中，`#define`和`const`都可以用来定义常量，其主要区别在于（）。A.`#define`是预处理器指令，`const`是关键字B.`#define`定义的常量占内存空间，`const`不占C.`#define`只能用于整数，`const`可以用于任何数据类型D.`const`定义的常量可以被优化，`#define`不可以28.嵌入式系统中的“Bare-metal”编程通常指的是（）。A.使用高级语言进行开发B.直接在硬件上运行应用程序，没有操作系统支持C.使用图形用户界面进行开发D.编写设备驱动程序29.以下哪种存储器访问速度最快？（）A.硬盘（HDD）B.SSD（固态硬盘）C.SDRAM（同步动态随机存取存储器）D.FlashMemory30.在RTOS中，任务栈的作用是（）。A.存储操作系统内核数据B.存储当前正在运行任务的局部变量、函数参数、返回地址等C.管理内存分配D.存储中断服务程序31.以下哪个选项是嵌入式系统设计中可能遇到的“冯·诺依曼”架构的缺点？（）A.硬件成本高B.存储器与CPU分离，可能存在数据传输瓶颈C.难以实现并行处理D.编译链接复杂32.串行通信中，异步通信与同步通信的主要区别在于（）。A.数据传输速率不同B.是否需要时钟信号同步C.数据包格式不同D.传输距离不同33.嵌入式系统设计中，进行系统测试的目的是（）。A.验证系统是否满足设计要求B.优化系统性能C.设计系统架构D.选择合适的硬件平台34.以下哪种技术可以用于提高嵌入式系统的实时性？（）A.增加系统主频B.优化编译器生成的代码C.使用实时操作系统（RTOS）D.增加系统内存35.在设计嵌入式系统时，选择微控制器（MCU）需要考虑的主要因素不包括（）。A.价格B.内核类型C.外部设备接口种类和数量D.操作系统的许可证费用36.以下哪个选项描述了中断服务程序（ISR）编写时应遵循的良好实践？（）A.尽可能长，处理复杂逻辑B.尽量短小，只完成必要的操作，如有需要再调用其他函数C.必须包含打印调试信息D.可以随意修改全局变量37.嵌入式系统中的看门狗（WatchdogTimer）的作用是（）。A.提供系统时钟B.监控系统运行状态，防止程序跑飞或死锁时自动复位系统C.生成网络数据包D.缓冲输入输出数据38.以下哪种编程语言通常被认为更适合嵌入式系统开发？（）A.JavaB.PythonC.C/C++D.PHP39.当嵌入式系统需要进行科学计算或复杂数学运算时，除了选择高性能MCU外，可能还需要考虑（）。A.使用操作系统进行调度B.配置浮点运算单元（FPU）C.增加系统存储空间D.使用图形加速卡40.嵌入式系统安全中，对存储在非易失性存储器中的密钥进行保护，常用的技术不包括（）。A.逻辑加密B.物理隔离C.数据加密D.代码混淆二、综合应用题（每题10分，共30分）41.假设一个嵌入式系统使用基于ARM7TDMI内核的微控制器，该微控制器具有2个32位的通用寄存器R1和R2，以及一个32位的程序计数器PC。请简述当中断发生时，CPU执行中断响应序列（包括保存现场和跳转到中断服务程序入口）大致涉及哪些关键步骤（可用伪指令或简短文字描述），并说明程序计数器PC在过程中如何变化。42.在一个使用FreeRTOS的嵌入式系统中，有两个任务Task_A和Task_B，优先级分别为P_A和P_B，其中P_A>P_B。请简述在以下两种情况下，任务调度器如何选择下一个运行的任务：a)Task_A和Task_B都处于就绪状态。b)Task_A正在运行，此时Task_B变为就绪状态。43.某嵌入式设备需要通过UART与上位机进行通信，传输数据采用8数据位、1停止位、无校验位（8N1）格式。请简述UART通信过程中，从发送方发送一个字节（例如，发送字节数据0x55）到接收方成功接收并确认该字节，通常涉及哪些关键步骤（包括硬件和软件层面）。三、设计题（20分）44.设计一个简单的嵌入式系统，用于控制一个智能照明灯。该系统应具备以下基本功能：a)接收用户通过按钮输入的“开关灯”指令。b)根据当前环境光线强度（通过光敏传感器获取）自动调节灯光亮度（假设使用PWM控制LED亮度）。c)在灯光开启状态下，如果检测到环境光线过强（例如，超过某个阈值），则自动关闭灯光。请简述该系统的硬件设计思路（需要说明至少涉及的关键硬件模块及其连接），并描述软件设计的主要任务（例如，需要创建哪些任务、任务间如何进行同步或通信）。试卷答案一、选择题1.B2.C3.A4.A5.B6.B7.C8.D9.C10.A11.C12.C13.A14.B15.C16.D17.C18.D19.C20.C21.B22.B23.B24.B25.B26.D27.A28.B29.C30.B31.B32.B33.A34.C35.D36.B37.B38.C39.B40.B二、综合应用题41.解析思路：CPU接收到中断请求后，首先在当前指令执行完毕后，保存当前任务的执行状态（通常包括PC和部分寄存器），然后根据中断向量表找到对应的中断服务程序的入口地址，加载到PC中，最后跳转到该地址执行中断服务程序。具体步骤可简述为：识别中断源->保存现场（如推栈保存R1、PC等）->从中断向量表中获取ISR地址->将ISR地址加载到PC->开始执行ISR。答案要点：中断响应涉及保存现场（寄存器、PC）、查找中断向量表、更新PC跳转至ISR。PC变化为：先保存当前PC，后加载ISR地址至PC。42.解析思路：RTOS调度器会根据任务优先级和状态进行选择。在就绪态时，优先级高的任务总是优先获得CPU。任务切换可能发生在时间片用完、更高优先级任务就绪或中断处理完成后。ISR执行完后，调度器会根据就绪队列中的任务优先级决定下一个运行者。答案要点：a)优先级高的Task_A运行。b)由于P_A>P_B，即使Task_B就绪，只要Task_A仍在运行且未超时，调度器仍会选择Task_A。只有当Task_A因故阻塞或切换出CPU时，调度器才会考虑就绪的Task_B。43.