2023年职业考证-软考-嵌入式系统设计师考试冲刺押题D卷(含答案)第9期

2023年职业考证-软考-嵌入式系统设计师考试冲刺押题D卷(含答案)第9期考试时间：______分钟总分：______分姓名：______上午试题1.嵌入式系统通常具有专用性和实时性特点，以下哪一项不属于其常见的设计目标？A.高度集成B.低功耗C.高昂成本D.可靠性2.在嵌入式系统设计中，总线是连接各个部件的通道。以下哪种总线通常用于连接高速设备，如显卡或高速存储器？A.USBB.PCIeC.I2CD.CAN3.ARM架构处理器的工作状态包括User模式和Supervisor模式。当处理器执行一个非法指令时，通常会从User模式切换到哪种模式？A.IRQ模式B.FIQ模式C.Supervisor模式D.System模式4.嵌入式系统中使用的存储器按用途可分为多种。用于存储CPU执行程序指令的存储器是？A.RAMB.ROMC.FlashD.EPROM5.以下哪种技术通常用于在嵌入式系统设计中实现硬件加速功能？A.DMAB.CacheC.GPUD.BusMaster6.实时操作系统（RTOS）的核心特征之一是确定性的实时响应。以下哪项机制对于保证任务响应的确定性至关重要？A.动态内存分配B.优先级调度C.非抢占式内核D.面向对象设计7.在嵌入式Linux系统中，设备驱动程序通常注册到哪个子系统以管理硬件设备？A.NetworkB.FilesystemC.ProcessD.DeviceDrivers8.以下哪种通信协议常用于汽车电子系统中的分布式控制网络？A.EthernetB.BluetoothC.CAND.Wi-Fi9.嵌入式软件开发中，使用C语言的主要优势之一是？A.平台无关性B.高度可视化C.自动内存管理D.丰富的库支持10.在嵌入式系统设计中，进行硬件仿真（Emulation）的主要目的是？A.提高系统运行速度B.在实际硬件产出前验证设计C.降低开发成本D.增加系统功能11.以下哪一项不是嵌入式系统设计中常见的功耗管理策略？A.使用低功耗元器件B.动态电压频率调整（DVFS）C.增加散热系统D.睡眠模式（SleepMode）12.根据冯·诺依曼体系结构，程序指令和数据存储在同一个存储空间中，并按顺序访问。这种结构的一个主要缺点是？A.处理器速度较慢B.存储器容量有限C.指令和数据无法并行处理D.硬件结构复杂13.嵌入式系统中的中断服务程序（ISR）通常需要快速执行并尽量减少对主程序流程的干扰。以下哪项编程实践不利于提高ISR的效率？A.尽量减少ISR中的任务切换B.使用原子操作C.在ISR中执行复杂的计算任务D.减少ISR的执行时间14.用于描述硬件组件电气特性的技术文档通常是？A.用户手册B.数据手册（Datasheet）C.系统设计文档D.需求规格说明书15.嵌入式系统测试中，针对特定功能或模块进行的测试通常称为？A.集成测试B.系统测试C.单元测试D.性能测试16.在ARM处理器中，"Load-Store"指令集架构意味着所有内存操作都必须通过哪个部件来完成？A.ALUB.ControlUnitC.RegistersD.Cache17.实时操作系统中的任务调度算法决定了任务的执行顺序和资源分配。以下哪种调度算法旨在保证高优先级任务能够及时执行？A.轮转调度（RoundRobin）B.优先级调度（PriorityScheduling）C.多级队列调度（MultilevelQueueScheduling）D.公平共享调度（FairShareScheduling）18.嵌入式系统设计中，选择微控制器（MCU）时需要考虑多个因素，以下哪项不是主要的技术因素？A.处理器内核类型（如ARMCortex-M）B.内存大小（RAM和Flash）C.外设接口丰富度（如UART,SPI,I2C）D.操作系统支持情况19.以下哪种方法常用于嵌入式系统中的硬件故障检测？A.红外传输B.磁盘碎片整理C.错误检测与纠正码（ECC）D.视频会议20.嵌入式系统软件开发通常采用特定的开发工具链，该工具链通常包括编译器、链接器、加载器和调试器。以下哪项工具主要负责将汇编代码或高级语言源代码编译成机器码？A.链接器B.加载器C.调试器D.编译器21.在使用C语言进行嵌入式开发时，`volatile`关键字的主要作用是？A.提高变量访问速度B.声明常量变量C.允许变量在函数间传递D.告知编译器该变量的值可能被外部因素改变，阻止优化22.嵌入式系统中的RTOS通常提供内存管理功能。以下哪种内存分配方式在嵌入式系统中较为常用，因为它简单且分配的内存不可被操作系统回收？A.动态内存分配（使用malloc/free）B.静态内存分配C.堆内存分配D.栈内存分配23.以下哪种接口标准常用于连接键盘、鼠标等低速外设？A.HDMIB.VGAC.USBD.Ethernet24.在进行嵌入式系统性能分析时，"Profiling"通常指的是？A.分析代码是否存在语法错误B.监控和记录程序执行期间资源（如CPU、内存）的使用情况C.测试软件在不同操作系统上的兼容性D.检查硬件电路的信号完整性25.嵌入式系统设计过程中，需求分析阶段的输入通常是？A.硬件设计图纸B.软件源代码C.用户需求规格说明书D.生产成本报告26.哪种存储器类型是非易失性的，意味着即使断电，存储的信息也能被保留？A.RAMB.ROMC.RegisterD.Cache27.嵌入式系统中，DMA（直接内存访问）技术的优势在于？A.提高CPU的运算速度B.减少CPU在数据传输中的干预，提高效率C.增加内存容量D.实现多任务处理28.设计嵌入式系统时，需要考虑电磁兼容性（EMC）。以下哪项措施主要是为了减少电磁干扰（EMI）？A.使用屏蔽电缆B.提高系统工作电压C.增加系统功耗D.降低时钟频率29.以下哪种编程语言通常被认为是C语言的一个超集，并且可以编译生成与C兼容的机器码，常用于嵌入式系统开发以提供面向对象特性？A.JavaB.PythonC.C++D.Perl30.在嵌入式系统应用中，物联网（IoT）通常涉及传感器数据采集、无线通信和远程控制。以下哪项技术是实现传感器数据无线传输的常用方式？A.SCSIB.BluetoothLEC.SATAD.fiberoptic下午试题31.设计一个用于环境监测的嵌入式系统，需要采集温度、湿度和光照强度数据，并通过无线网络发送到监控中心。请简述该系统的硬件设计需要考虑的关键组件，并说明选择特定接口（如UART,SPI,I2C,或无线模块接口）的理由。同时，简要说明系统软件设计需要实现的主要功能模块及其职责。32.假设你正在为一个基于ARMCortex-M4处理器的嵌入式系统设计一个实时任务调度程序。该系统需要同时运行以下三个任务：*任务A：周期性执行，周期100ms，执行时间5ms。*任务B：周期性执行，周期50ms，执行时间10ms。*任务C：周期性执行，周期200ms，执行时间15ms。请选择一种合适的实时调度算法（如抢占式优先级调度），为这三个任务分配优先级，并简要说明你的理由。画出任务在时间轴上的执行示意图（可以使用占空比或简单的时间段表示）。假设任务C是后台任务，需要保证其能够得到服务，请说明如何设计。33.在嵌入式Linux设备驱动开发中，编写一个简单的字符设备驱动程序。请描述该驱动程序需要实现的关键函数（如`open()`,`read()`,`write()`,`release()`），并简要说明每个函数的功能。在`write()`函数中，如果输入的数据超过了设备能处理的最大长度，你将如何处理？（例如，是返回错误，截断数据，还是分多次写入？请说明你的选择及其理由。）试卷答案上午试题1.C2.B3.C4.B5.C6.B7.D8.C9.A10.B11.C12.C13.C14.B15.C16.D17.B18.D19.C20.D21.D22.D23.C24.B25.C26.B27.B28.A29.C30.B下午试题31.硬件设计关键组件：微控制器（MCU）、传感器接口电路（用于温度、湿度、光照传感器）、无线通信模块（如Wi-Fi或LoRa模块）、电源管理模块、最小系统电路（晶振、复位等）。选择接口理由：UART适合用于连接低速或中速传感器，抗干扰能力较好；SPI适合连接需要较高数据传输速率的传感器，速度快但需要更多GPIO；I2C适合连接多个低速传感器，只需要两根线（SDA,SCL），但速度较慢且总线负载能力有限；无线模块接口根据所选模块标准而定（如SPI或UART）。选择需根据传感器特性、数据速率要求、系统成本和GPIO资源进行权衡。软件设计主要功能模块：传感器数据采集模块（负责按设定频率读取各传感器数据）、数据处理模块（可能需要对原始数据进行滤波或转换）、无线通信模块驱动与数据发送模块（负责将处理后的数据通过无线网络发送）、系统定时与任务调度模块（管理各任务的执行）、用户接口模块（可选，用于本地显示或配置）。32.调度算法：抢占式优先级调度。任务优先级分配：*任务B：最高优先级（周期短，执行时间长，响应要求高）*任务A：次高优先级（周期比任务C短，执行时间比任务B短）*任务C：最低优先级（周期最长）理由：优先级调度能保证高优先级任务优先执行，满足实时性要求。任务执行时间越长，其优先级应相对较低。时间轴执行示意图（简化表示）：```Time:0-100ms100-150ms150-200ms200-250ms...(周期为100ms)Task:B-------AC-------B-------AC-------...(50ms)(5ms)(15ms)(50ms)(5ms)(15ms)```说明：任务B在每个100ms周期内首先执行，然后任务A执行，最后任务C执行。任务C作为最低优先级，只有在任务A和B都阻塞或完成时才能执行。后台任务保证：将任务C的优先级设置得足够高（但低于任务A和B），确保它不会被长时间饿死。或者采用轮转调度作为补充，当高优先级任务执行时间过长时，能轮到低优先级任务执行。更优方案是保证任务C的最低优先级仍能定期得到执行的机会。33.关键函数：*`open()`:初始化设备，可能设置设备状态，返回0表示成功。功能：建立用户空间与设备驱动之间的连接。*`read()`:从设备缓冲区读取数据并返回给用户空间。功能：数据传出。*`write()`:将用户空间数据写入设备缓冲区。功能：数据传