2025上半年中级软件水平考试《嵌入式系统设计师(综合知识)》真题卷及答案

2025上半年中级软件水平考试《嵌入式系统设计师(综合知识)》练习题卷及答案1.单项选择题（每题1分，共30分）1.1在ARMCortexM3内核中，NVIC最多可支持多少个外部中断通道？A.32  B.64  C.128  D.240答案：D1.2下列关于I²C总线的描述，正确的是A.时钟线SCL在空闲时必须保持低电平B.起始条件S由高到低跳变出现在SDA线C.每传输1字节后，接收方必须拉低SDA进行应答D.总线最大电容负载限制为400pF答案：D1.3某32位MCU的SysTick定时器时钟源为内核时钟72MHz，重装载值设为71999，则中断周期为A.0.5ms  B.1ms  C.1.5ms  D.2ms答案：B1.4在μC/OSIII中，任务就绪表采用的数据结构是A.位图+双向链表  B.优先级队列C.多级哈希表  D.时间轮答案：A1.5下列存储器类型中，掉电后数据不丢失且可字节改写的是A.NORFlash  B.NANDFlash  C.EEPROM  D.SRAM答案：C1.6若某ADC的参考电压为2.5V，12位右对齐，输入1.0V时，转换结果最接近A.819  B.1365  C.1638  D.2048答案：C1.7在CAN2.0B协议中，扩展帧的标识符长度为A.11位  B.18位  C.29位  D.32位答案：C1.8关于Cache写策略，WriteThrough的含义是A.仅写Cache，不更新主存B.写Cache同时立即写主存C.写操作时直接写主存，不写CacheD.仅当Cache行被替换时才写主存答案：B1.9在FreeRTOS中，函数xSemaphoreTake()的阻塞时间参数为portMAX_DELAY表示A.不等待  B.等待1个时钟节拍C.永久等待  D.等待65535ms答案：C1.10某传感器输出0–20mA电流，经250Ω取样电阻后送入12位ADC，参考电压3.3V，则电流4mA对应的ADC码值约为A.496  B.620  C.744  D.992答案：B1.11下列关于看门狗的说法，错误的是A.独立看门狗拥有独立时钟源B.窗口看门狗需在“窗口期”内喂狗C.看门狗复位属于热复位D.看门狗可完全关闭即不再消耗电流答案：D1.12在RS485差分总线上，若A>B200mV，则逻辑状态为A.1  B.0  C.高阻  D.冲突答案：B1.13若任务A优先级为5，任务B优先级为7，在优先级继承协议下，当A占有B所需资源时，A的临时优先级变为A.4  B.5  C.6  D.7答案：D1.14在CortexM系列中，用于屏蔽所有可屏蔽中断的寄存器是A.PRIMASK  B.FAULTMASK  C.BASEPRI  D.CONTROL答案：A1.15下列关于DMA的描述，正确的是A.一次DMA传输只能搬运一个字节B.循环模式下，计数器减到0自动重装C.存储器到存储器模式必须使用外设请求D.DMA中断标志必须由软件清除答案：D1.16某系统采用LittleEndian，32位数据0x12345678存放在地址0x2000，则0x2003字节内容为A.0x12  B.0x34  C.0x56  D.0x78答案：A1.17在SPI接口中，若CPOL=1，CPHA=1，则数据采样发生在A.第一个上升沿  B.第一个下降沿C.第二个上升沿  D.第二个下降沿答案：C1.18关于RTOS的“零中断延迟”特性，其含义是A.中断响应时间为0B.内核关中断时间为0C.中断处理函数执行时间为0D.中断优先级为0答案：B1.19某系统电源电压3.3V，使用LM11171.8为内核供电，若负载电流200mA，则线性稳压器自身功耗为A.0.2W  B.0.3W  C.0.4W  D.0.5W答案：B1.20在Bootloader升级流程中，通常采用何种机制防止升级失败导致“砖机”A.双Image备份+CRC校验  B.关闭看门狗C.提高波特率  D.关闭中断答案：A1.21下列关于PWM死区时间的说法，正确的是A.死区时间越长，MOSFET发热越小B.死区时间为0可提高效率C.死区时间由硬件定时器自动插入D.死区仅用于同步整流答案：C1.22在Linux内核中，用于将字符设备注册到系统的函数是A.register_chrdev  B.misc_registerC.platform_driver_register  D.device_create答案：A1.23若某文件系统块大小为4KB，inode中直接指针12个，一级间接1个，二级间接1个，三级间接1个，指针占4字节，则理论最大文件为A.4GB+  B.4TB+  C.40TB+  D.4PB+答案：C1.24在EMC测试中，EFT试验模拟的是A.静电放电  B.电快速瞬变脉冲群C.浪涌  D.辐射抗扰答案：B1.25某系统采用10MHz晶振，PLL倍频到120MHz，若APB1分频为4，则APB1定时器时钟为A.30MHz  B.60MHz  C.120MHz  D.240MHz答案：B1.26在C语言中，关键字volatile的作用不包括A.防止编译器优化  B.保证内存可见性C.保证原子性  D.适用于访问硬件寄存器答案：C1.27下列关于蓝牙BLE的描述，正确的是A.BLE与经典蓝牙共用79个跳频信道B.BLE广播包最大31字节C.BLE连接间隔最小为7.5msD.BLE数据速率最高3Mbps答案：C1.28在PCB设计中，高速信号走线应避免出现90°拐角，其主要原因是A.阻抗不连续  B.增加辐射C.增加成本  D.容易断线答案：A1.29某系统采用FAT32文件系统，根目录区位于A.MBR  B.DBR  C.数据区起始  D.紧随FAT表之后答案：D1.30在MISRAC:2012规则中，不允许使用动态内存分配，其主要考虑是A.节省代码空间  B.避免碎片与不可预测失败C.提高运行速度  D.降低功耗答案：B2.多项选择题（每题2分，共20分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列哪些措施可降低系统功耗A.降低CPU主频  B.关闭未使用外设时钟C.将GPIO设为浮空输入  D.使用DMA代替CPU轮询答案：ABD2.2关于NANDFlash，下列说法正确的是A.按页读写，按块擦除  B.存在位翻转需ECCC.寿命由擦除次数决定  D.支持XIP答案：ABC2.3在CortexM4中，下列哪些指令属于DSP扩展A.SMLAL  B.UADD8  C.MLA  D.SDIV答案：ABC2.4下列属于RTOS常见调度策略的是A.轮转  B.最早截止时间优先C.单调速率  D.最短作业优先答案：ABC2.5下列哪些属于CAN总线错误帧类型A.位错误  B.填充错误  C.ACK错误  D.CRC错误答案：ABCD2.6下列哪些工具可用于嵌入式Linux调试A.gdbserver  B.strace  C.JLink  D.ftrace答案：ABD2.7下列关于内存屏障的说法，正确的是A.防止编译器重排  B.防止CPU重排C.在ARM中可用DMB指令  D.与Cache一致性无关答案：ABC2.8下列哪些属于实时操作系统特征A.确定性  B.优先级继承  C.虚拟内存  D.低延迟中断答案：ABD2.9下列哪些属于PWM输出模式A.边沿对齐  B.中心对齐  C.单脉冲  D.相位正确答案：ABC2.10下列哪些属于嵌入式安全启动的必要步骤A.固件签名验证  B.证书链校验C.解密固件  D.回滚版本检查答案：ABD3.填空题（每空2分，共20分）3.1若系统时钟72MHz，预分频72，计数周期999，则定时器频率为________Hz。答案：10003.2在I²C协议中，7位地址0x50左移1位后写入地址字节为________（十六进制）。答案：0xA03.3某ADC信噪比为60dB，则其有效位数约________位。答案：103.4若栈从高地址向低地址增长，执行PUSH{R0}后，SP值将减________字节（32位架构）。答案：43.5在FAT16中，文件结束簇标记为________（十六进制）。答案：0xFFFF3.6某电容10μF，ESR100mΩ，允许纹波电流200mA，则最大允许纹波电压为________mV。答案：203.7若CAN位时间为8Tq，同步段1Tq，传播段3Tq，相位缓冲段1为2Tq，则采样点位于________%处。答案：753.8某系统采用RS232，波特率115200，数据8位，无校验，1位停止，则每字节传输时间为________μs。答案：86.83.9在ARM汇编中，指令LDRR0,[PC,4]属于________寻址。答案：相对3.10若任务栈深度1KB，字长4字节，则最多保存________个寄存器值（仅栈空间）。答案：2564.简答题（共30分）4.1（6分）说明Bootloader实现IAP升级时的双Bank机制，并给出掉电安全策略。答案：双Bank即在Flash中划分两个相同容量区，Bank0运行当前程序，Bank0收到新固件后写入Bank1并校验CRC；校验通过后设置升级标志并复位，Bootloader将Bank1复制到Bank0或重映射执行。掉电安全策略：1.先写升级标志再擦除旧程序；2.采用双标志互锁；3.上电检测标志完整性，若异常则回滚Bank0；4.写操作采用双备份校验，确保断电后Bank1数据完整。4.2（6分）简述Cache一致性问题的产生原因，并给出在CortexA系列中的两种硬件解决机制。答案：当CPU与DMA或其他主设备访问同一内存区域时，Cache中的副本可能与主存不一致，导致数据错误。机制1：使用SCU（SnoopControlUnit）的硬件嗅探，确保多核间Cache行同步；机制2：使用AXI总线的Cache维护指令（Clean、Invalidate）配合硬件自动广播，使Cache行写回并失效，保证一致性。4.3（6分）说明优先级反转现象，并给出优先级继承与优先级天花板两种协议的工作流程。答案：低优先级任务L占用资源，中优先级任务M抢占L，高优先级任务H等待资源，导致H被M阻塞。优先级继承：L临时继承H的优先级，释放资源后恢复；优先级天花板：为每个资源预设天花板优先级（等于可能申请该资源的最高任务优先级），任务占用资源时立即提升到天花板，释放后恢复，避免M介入。4.4（6分）某系统采用12位ADC，参考电压2.5V，输入信号0–1V，需实现0.1mV分辨率，是否可行？若不可行，给出两种改进方案。答案：12位ADC量化台阶2.5V/4096≈0.61mV，高于0.1mV，不可行。方案1：改用16位ADC，台阶38μV；方案2：保持12位，但前端加PGA（可编程增益放大器）将0–1V放大到0–2.5V，等效分辨率提高至0.24mV，再通过软件过采样与平均进一步逼近0.1mV。4.5（6分）说明在FreeRTOS中创建任务时，栈大小参数如何确定，并给出防止栈溢出的两种检测方法。答案：栈大小=（最大调用深度×每帧字节+局部变量+中断嵌套）/字长。方法1：启用configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW为1，在任务切换时检查栈顶魔术字是否被改写；方法2：启用configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW为2，在任务切换时检查当前栈指针是否越界，若越界调用钩子函数vApplicationStackOverflowHook。5.应用题（共50分）5.1计算题（10分）某电机编码器每转输出1024脉冲，MCU使用32位定时器四倍频，电机额定3000r/min，测速周期10ms，求：(1)每测速周期理论脉冲数；(2)若实际测得脉冲数3072，求转速（r/min）；(3)若允许±1脉冲误差，求测速分辨率（r/min）。答案：(1)3000r/min=50r/s，每转4096脉冲，每秒204800脉冲，10ms内2048脉冲。(2)3072脉冲对应转速=3072/4096/0.01=75r/s=4500r/min。(3)±1脉冲对应±1/4096/0.01=±2.44r/s=±146r/min。5.2分析题（15分）某嵌入式Linux系统通过SPI接口连接射频芯片，最大波特率18MHz，CPU主频600MHz，SPIFIFO深度64字节。现需连续传输一幅1500字节的配置表，分析：(1)计算理论最短时间；(2)若采用DMA，每传输64字节需中断一次，ISR耗时2μs，求总耗时；(3)给出进一步减少CPU占用的两种方法。答案：(1)1500×8bit/18MHz=666.7μs。(2)共24次中断，额外48μs，总714.7μs。(3)方法1：增大FIFO或采用链式DMA，一次提交1500字节，仅中断一次；方法2：使用SPI硬件片选自动翻转，DMA完成后再中断，减少24次中断。5.3综合设计