2025年嵌入式系统设计师(中级)考试冲刺押题真题答案

2025年嵌入式系统设计师(中级)考试冲刺押题真题答案考试时间：______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、嵌入于宿主系统中的专用计算机系统C.只包含微处理器的系统D.大型主机系统2.在ARM处理器中，通常使用（）指令来切换不同特权级别的状态。A.MOVB.SWIC.MSRD.MSRCP3.以下哪种存储器访问速度最快？（）A.硬盘驱动器（HDD）B.固态硬盘（SSD）C.主存（RAM）D.外设接口寄存器4.SPI接口是一种（）。A.全双工、同步串行接口B.半双工、异步串行接口C.全双工、异步串行接口D.半双工、同步串行接口5.在多任务操作系统中，进程调度算法的目标通常不包括（）。A.提高系统吞吐量B.保证公平性C.最小化平均等待时间D.最大化单个进程的CPU占用率6.以下哪个选项不是实时操作系统（RTOS）的主要特点？（）A.响应时间确定或可预测B.高可靠性C.支持大规模分布式计算D.轻量级内核7.C语言中，用于动态分配内存的函数是（）。A.mallocB.freeC.sizeofD.memset8.以下哪种总线通常用于连接高速设备？（）A.ISA总线B.PCIExpressC.USB1.1D.IDE总线9.中断服务程序（ISR）执行时，通常需要保存现场，主要是为了保护（）。A.I/O寄存器B.程序计数器（PC）和部分寄存器C.栈指针D.系统时钟10.嵌入式系统开发中，使用JTAG接口的主要目的是（）。A.数据传输B.供电C.调试和编程D.网络连接11.以下哪种编程语言通常被认为最适合嵌入式系统底层开发？（）A.JavaB.PythonC.C/C++D.Perl12.在RTOS中，任务之间的通信机制通常包括（）。A.共享内存和信号量B.堆栈和队列C.指针和函数调用D.线程和进程13.下列关于ARM架构的描述，错误的是（）。A.ARM处理器通常采用RISC架构B.ARM处理器工作在三种模式：用户模式、管理模式、中断模式C.ARM指令集是CISC指令集D.ARM处理器支持Thumb和ARM两种指令集14.串行通信中，使用波特率来衡量（）。A.数据量大小B.信号传输速率C.信号电压D.通信距离15.在嵌入式系统设计中，进行硬件选型时，需要考虑的主要因素不包括（）。A.成本B.功耗C.用户界面设计D.可靠性16.以下哪个选项是嵌入式文件系统的典型代表？（）A.FAT32B.NTFSC.EXT4D.XFS17.嵌入式系统中的看门狗定时器（WatchdogTimer）主要用于（）。A.提供系统时间B.监控系统运行状态，防止程序跑飞C.加速数据处理D.生成时钟信号18.在C语言中，`volatile`关键字的主要作用是（）。A.提高变量访问速度B.定义常量C.指示编译器该变量可能会被外部修改D.定义全局变量19.以下哪种技术通常用于提高嵌入式系统的实时性能？（）A.使用更快的微处理器B.优化操作系统调度算法C.增加系统内存容量D.提升用户界面响应速度20.嵌入式Linux系统中，设备文件通常存放在（）目录下。A./homeB./varC./devD./proc21.在嵌入式系统硬件设计中，电源管理单元（PMU）的主要功能是（）。A.产生各种逻辑信号B.提供稳定的电源供应，并管理功耗C.实现数据存储D.处理传感器信号22.CAN总线是一种用于（）的现场总线。A.计算机局域网B.工业控制现场C.互联网接入D.数据中心互联23.当一个嵌入式系统任务阻塞等待某个资源时，该任务通常处于（）状态。A.运行B.就绪C.阻塞D.删除24.以下哪种编译器选项通常用于生成优化后的可执行文件？（）A.-O0B.-O1C.-O2D.-g25.在嵌入式系统开发中，版本控制系统（如Git）的主要作用是（）。A.自动编译代码B.提供代码调试环境C.管理代码版本，方便协作和回溯D.自动部署代码到目标设备26.以下哪种接口常用于连接键盘和鼠标？（）A.SATAB.HDMIC.USBD.COM27.嵌入式系统中的总线仲裁机制用于（）。A.管理总线上的时钟信号B.协调多个主设备对总线的访问权C.设置总线速度D.传输错误信号28.使用C语言指针进行数组访问时，其本质是（）。A.直接访问内存物理地址B.通过偏移量计算访问内存单元C.执行特殊的内存指令D.调用库函数进行访问29.RT-Thread、FreeRTOS、uC/OS等都是（）。A.嵌入式Linux发行版B.嵌入式实时操作系统（RTOS）C.嵌入式应用软件框架D.嵌入式开发工具链30.以下哪种方法不属于嵌入式系统硬件设计中的低功耗设计技术？（）A.使用低功耗器件B.采用动态电压频率调整（DVFS）C.在不使用时关闭外设时钟D.增加系统总线宽度二、综合应用题（每题10分，共30分）31.某嵌入式系统使用ARM7TDMI处理器，时钟频率为60MHz。假设一个中断服务程序需要执行100条指令，每条指令的执行周期为1个时钟周期。请问该中断服务程序的响应时间大约是多少？如果系统使用中断优先级，当更高优先级的中断发生时，该低优先级中断服务程序正在执行，会发生什么情况？请简述。32.请简述使用C语言实现一个简单的生产者-消费者问题。该问题需要使用互斥锁（Mutex）和信号量（Semaphore）来保证数据共享的安全性和任务间的同步。请描述关键的数据结构和核心逻辑流程。33.假设你需要为一个小型嵌入式设备设计一个低功耗管理方案。请列举至少三种可以采用的技术手段，并简述其工作原理或目的。三、论述题（15分）34.论述在嵌入式系统设计中，进行软硬件协同设计的重要性。请结合具体实例说明，如何通过软硬件协同来优化系统性能、降低成本或提高可靠性。---试卷答案一、选择题1.B2.C3.C4.A5.D6.C7.A8.B9.B10.C11.C12.A13.C14.B15.C16.A17.B18.C19.B20.C21.B22.B23.C24.C25.C26.C27.B28.B29.B30.D二、综合应用题31.解析思路：首先计算中断服务程序的总执行时钟周期（指令数*每条指令周期）。然后根据处理器时钟频率计算每秒能执行的时钟周期数。最后用总执行时钟周期除以每秒时钟周期数得到响应时间。中断优先级情况下，更高优先级中断发生会打断当前低优先级中断，可能保存低优先级中断现场后转去执行高优先级中断服务程序，待高优先级中断处理完毕再恢复低优先级中断。答案：响应时间=100周期/(60MHz=60*10^6周期/秒)=1.67微秒。高优先级中断发生会中断当前低优先级中断服务程序。32.解析思路：生产者-消费者问题核心是资源同步。需要共享一个缓冲区（数据结构）和一个表示缓冲区状态的变量（如计数器）。生产者生产数据后，需要判断缓冲区是否已满（互斥锁保护共享数据结构，信号量计数），满则等待（P操作信号量）。消费者消费数据前，需要判断缓冲区是否为空（互斥锁保护共享数据结构，信号量计数），空则等待。生产者生产完数据后，释放一个信号量（V操作）。消费者消费完数据后，也释放一个信号量（V操作）。互斥锁保证对共享缓冲区的访问互斥。答案：需定义缓冲区数组，头尾指针，计数器。使用互斥锁保护缓冲区访问。使用信号量（记为sem_full表示空余位置数，sem_empty表示数据项数）。生产者：P(sem_empty)，修改缓冲区，V(sem_full)。消费者：P(sem_full)，修改缓冲区，V(sem_empty)。33.解析思路：低功耗设计目标是在满足性能前提下减少能耗。技术手段可从电源、时钟、核心频率、外设使用等方面考虑。例如，采用功耗更低的器件（如低VDD器件）；动态调整核心频率或使能/禁用外设时钟；使用睡眠模式或深度睡眠模式；优化算法减少计算量等。答案：技术1：采用低功耗器件（如低VDD供电的MCU）；原理：降低工作电压可显著减少静态和动态功耗。技术2：动态电压频率调整（DVFS）；原理：根据处理负载动态调整CPU频率和电压，轻负载时使用低频率低电压。技术3：外设时钟管理；原理：在不使用外设时禁用其时钟信号，减少不必要的功耗。三、论述题34.解析思路：软硬件协同设计是指系统设计过程中硬件和软件的紧密配合与共同决策。重要性体现在：性能优化（硬件加速软件难处理的任务，软件算法适配硬件特性），成本控制（选择合适的硬件平台，用软件实现部分硬件功能以降低BOM成本），开发效率（分工明确，各司其职），系统可维护性（软硬件接口标准化）。实例可举例GPU加速图形渲染，或者使用RTOS调度多任务，或者FPGA实现特定逻辑功能等。