2025年计算机三级嵌入式考试准备试题及答案

2025年计算机三级嵌入式考试准备试题及答案一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.以下关于嵌入式系统的描述中，错误的是（）。A.以应用为中心，以计算机技术为基础B.通常需要严格的实时性约束C.硬件可裁剪，软件必须固化在ROM中D.与通用计算机相比，资源（如存储、计算能力）更有限2.ARMCortexM3处理器的NVIC（嵌套向量中断控制器）最多支持（）个可屏蔽中断。A.16B.32C.60D.2403.以下总线中，属于同步串行总线的是（）。A.UARTB.I2CC.CAND.SPI4.某嵌入式系统使用NORFlash作为程序存储器，其特点是（）。A.擦除单位为扇区，适合存储大文件B.支持XIP（片上执行），无需加载到RAMC.读写速度快于NANDFlash，成本更低D.主要用于存储音视频等大容量数据5.实时操作系统（RTOS）的关键指标不包括（）。A.任务切换时间B.中断延迟C.内存管理效率D.文件系统吞吐量6.嵌入式系统中，MMU（内存管理单元）的主要功能是（）。A.实现虚拟内存与物理内存的映射B.管理片内SRAM的分配C.加速CPU与外设的数据传输D.检测并纠正内存数据错误7.以下关于GPIO（通用输入输出）的描述，正确的是（）。A.所有GPIO引脚均可配置为中断输入模式B.推挽输出模式下，引脚无法输出高阻态C.开漏输出模式需要上拉电阻才能输出高电平D.输入模式下，引脚必须外接上拉/下拉电阻8.某嵌入式系统需要采集12位模拟信号，选用的ADC（模数转换器）参考电压为3.3V，则其最小分辨率为（）。A.0.805mVB.0.805VC.1.61mVD.1.61V9.在μC/OSII操作系统中，任务的优先级（）。A.支持动态调整，范围为0~63B.固定分配，运行期间不可修改C.数值越大优先级越高D.最多支持256个不同优先级10.以下调试工具中，用于实时跟踪CPU指令执行流程的是（）。A.逻辑分析仪B.JTAG调试器C.示波器D.在线仿真器（ICE）11.嵌入式Linux系统中，设备驱动程序的加载方式不包括（）。A.编译进内核镜像（zImage）B.作为模块（.ko文件）动态加载C.通过initramfs临时文件系统加载D.通过TFTP远程下载并执行12.某ARM处理器工作在Thumb2状态，执行一条32位指令“ADDSR0,R1,R2”，其作用是（）。A.将R1和R2的值相加，结果存入R0，并更新状态标志B.将R1和R2的值相加，结果存入R0，不更新状态标志C.将R0和R1的值相加，结果存入R2，并更新状态标志D.将R0和R1的值相加，结果存入R2，不更新状态标志13.以下关于CAN总线的描述，错误的是（）。A.采用差分信号传输，抗干扰能力强B.支持多主通信，节点通过ID竞争总线C.最大传输速率为1Mbps（总线长度≤40m）D.节点故障时会自动退出总线（总线关闭）14.嵌入式系统低功耗设计中，不属于软件优化策略的是（）。A.关闭未使用的外设时钟B.采用空闲/睡眠模式C.优化任务调度减少CPU空闲时间D.选择低功耗工艺的处理器15.某嵌入式系统需要实现USB2.0全速设备（12Mbps），其PHY层芯片的主要功能是（）。A.实现USB协议栈（如控制传输、批量传输）B.完成串行/并行转换和NRZI编码C.管理USB设备的配置与枚举D.提供USB接口的电源管理16.以下关于DMA（直接内存访问）的描述，正确的是（）。A.DMA传输需要CPU全程参与控制B.适用于高速外设与内存之间的批量数据传输C.只能在片内存储器与外设之间传输数据D.所有嵌入式处理器都集成了DMA控制器17.在嵌入式系统开发中，交叉编译的含义是（）。A.在目标机上编译目标机程序B.在宿主机上编译目标机程序C.在目标机上编译宿主机程序D.在宿主机上编译宿主机程序18.某嵌入式系统使用FreeRTOS，创建一个任务的函数原型为`xTaskCreate(TaskFunction_tpvTaskCode,constcharpcName,configSTACK_DEPTH_TYPEusStackDepth,voidpvParameters,UBaseType_tuxPriority,TaskHandle_tpxCreatedTask)`，其中`usStackDepth`参数表示（）。A.任务栈的字节数B.任务栈的字数（字长由处理器决定）C.任务的优先级数值D.任务的最大运行时间19.以下关于嵌入式系统Bootloader的描述，错误的是（）。A.负责初始化硬件（如时钟、内存控制器）B.必须支持通过串口或网口更新固件C.引导加载内核镜像（如uImage）到内存并启动D.不同硬件平台的Bootloader实现差异较大20.某32位嵌入式处理器的地址总线为30位，其可寻址的最大内存空间为（）。A.1GBB.2GBC.4GBD.8GB二、多项选择题（共5题，每题3分，共15分。每题至少有2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.以下属于ARMCortexM系列处理器特性的有（）。A.支持Thumb2指令集B.集成嵌套向量中断控制器（NVIC）C.支持内存保护单元（MPU）D.具备浮点运算单元（FPU）2.嵌入式系统中，常见的实时操作系统包括（）。A.VxWorksB.μC/OSIIIC.FreeRTOSD.Windows10IoT3.以下总线中，支持多主通信的有（）。A.I2CB.SPIC.CAND.UART4.嵌入式Linux系统的组成部分包括（）。A.内核（Kernel）B.文件系统（Rootfs）C.BootloaderD.应用程序（UserSpace）5.嵌入式系统低功耗设计的硬件策略包括（）。A.选择低功耗工艺的处理器（如40nm/28nm）B.采用动态电压频率调整（DVFS）C.关闭未使用的外设时钟D.设计电源管理模块（PMU）控制不同供电域三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.嵌入式系统的核心三要素是：以应用为中心、以计算机技术为基础、__________。2.ARMCortexM0处理器的通用寄存器（R0~R15）中，R13通常用作__________寄存器。3.I2C总线的标准传输速率为__________，快速模式下可达400kbps。4.嵌入式系统中，EEPROM的典型擦写次数为__________次（填数量级）。5.实时操作系统的调度算法中，__________调度（如μC/OSII）要求任务优先级唯一且固定。6.某ADC的转换时间为10μs，其最大采样频率为__________Hz（忽略采样保持时间）。7.嵌入式系统中，JTAG接口的4个基本信号是：TCK（时钟）、TMS（模式选择）、TDI（数据输入）、__________（数据输出）。8.嵌入式Linux中，设备节点通常位于__________目录下（如/dev/ttyS0）。9.CAN总线的帧类型包括数据帧、远程帧、错误帧和__________。10.某嵌入式系统使用32位处理器，其栈空间从0x2000F000开始向下增长，若栈指针（SP）当前值为0x2000E000，则已使用的栈空间大小为__________KB。四、简答题（共5题，第1~3题每题6分，第4~5题每题7分，共32分）1.简述嵌入式系统与通用计算机的主要区别（至少4点）。2.说明SPI总线的4条基本信号线及其功能。3.列举RTOS（实时操作系统）的3个关键特性，并简要解释。4.某嵌入式系统需要采集温度传感器（输出0~3.3V模拟信号），选用12位ADC（参考电压3.3V），要求温度分辨率≤0.5℃（传感器灵敏度为10mV/℃）。（1）计算ADC的最小分辨率（单位：mV）；（2）判断该系统是否满足温度分辨率要求，并说明理由。5.分析嵌入式系统中“任务优先级反转”现象的产生原因，并提出2种解决方案。五、综合应用题（共1题，13分）某嵌入式系统基于STM32F407（CortexM4内核），需要实现以下功能：通过SPI接口与外部Flash（W25Q128）通信，读取存储的配置数据（地址0x000000~0x0000FF）；使用FreeRTOS创建两个任务：Task1（优先级3）负责读取Flash数据，Task2（优先级2）负责处理数据并通过UART发送；系统时钟配置为168MHz，SPI波特率设置为42MHz。请回答以下问题：（1）STM32F407的SPI控制器支持哪些工作模式（极性/相位组合）？W25Q128通常使用哪种模式？（2）计算SPI波特率为42MHz时，预分频器（BR）应设置的值（SPI时钟源为APB2，频率84MHz）。（3）FreeRTOS中，任务的栈空间需要根据什么因素确定？若Task1的栈空间设置过小可能导致什么问题？（4）画出读取W25Q128指定地址数据的基本时序（包括片选、时钟、数据输入/输出信号）。参考答案与解析一、单项选择题1.C（部分嵌入式系统支持运行时加载动态库，软件不一定固化在ROM中）2.C（CortexM3的NVIC支持最多60个可屏蔽中断，CortexM4/M7扩展至240个）3.D（SPI是同步串行总线，I2C虽为串行但时钟与数据同步，UART为异步）4.B（NORFlash支持XIP，NAND适合大容量存储，擦除单位为块）5.D（文件系统吞吐量是通用系统的指标，RTOS更关注实时性相关指标）6.A（MMU主要实现虚拟内存映射，嵌入式系统中可能不启用虚拟内存）7.C（开漏输出需上拉电阻才能输出高电平；部分GPIO不可配置为中断）8.A（分辨率=3.3V/(2^121)≈0.805mV）9.A（μC/OSII支持0~63级优先级，可动态调整）10.B（JTAG调试器通过跟踪端口实时获取指令执行流程）11.D（驱动程序需通过内核或模块加载，无法直接远程执行）12.A（ADDS指令表示相加并更新状态标志）13.C（CAN总线最大速率为1Mbps时总线长度≤40m，更长距离需降低速率）14.D（选择低功耗工艺属于硬件设计策略）15.B（PHY层负责物理信号处理，协议栈由控制器或软件实现）16.B（DMA用于批量数据传输，无需CPU干预）17.B（交叉编译指在宿主机上编译目标机程序）18.B（FreeRTOS的栈深度以“字”为单位，32位系统中1字=4字节）19.B（Bootloader不一定需要支持固件更新，取决于设计需求）20.A（30位地址总线可寻址空间为2^30=1GB）二、多项选择题1.ABC（CortexM系列部分型号无FPU，如M0/M3）2.ABC（Windows10IoT非实时操作系统）3.AC（I2C和CAN支持多主通信，SPI为单主多从，UART为点对点）4.ABCD（嵌入式Linux由Bootloader、内核、文件系统、应用程序组成）5.ABD（关闭外设时钟属于软件策略）三、填空题1.软硬件可裁剪（以满足应用对功能、可靠性、成本、体积、功耗等的严格要求）2.栈指针（SP）3.100kbps4.10^5（10万）5.抢占式（或固定优先级抢占式）6.100000（10^5）7.TDO8./dev9.过载帧10.4（0x2000F0000x2000E000=0x1000=4096字节=4KB）四、简答题1.主要区别：（1）专用性：嵌入式系统为特定应用设计，通用计算机为通用场景；（2）资源限制：嵌入式系统存储、计算能力更有限；（3）实时性：部分嵌入式系统需严格实时约束，通用计算机无此要求；（4）软件形态：嵌入式软件多固化（如ROM），通用计算机软件多运行在硬盘；（5）功耗：嵌入式系统对低功耗要求更高。2.SPI总线4条信号线：SCLK（时钟）：主设备提供的同步时钟信号；MOSI（主出从入）：主设备向从设备发送数据；MISO（主入从出）：从设备向主设备返回数据；CS（片选）：主设备选择目标从设备（低电平有效）。3.RTOS关键特性：（1）任务调度的实时性：支持抢占式调度，确保高优先级任务及时响应；（2）中断延迟短：从接收到中断请求到执行中断服务程序的时间极短；（3）可预测性：任务执行时间、调度行为可预先分析，满足确定性要求；（4）资源管理高效：如信号量、消息队列等机制支持任务间同步与通信。4.（1）ADC分辨率=3.3V/(2^12)=3.3/4096≈0.805mV；（2）传感器灵敏度为10mV/℃，则0.805mV对应温度变化0.805/10=0.0805℃≤0.5℃，满足要求。5.优先级反转原因：低优先级任务持有高优先级任务