2026年智能硬件应用专项训练试卷

2026年智能硬件应用专项训练试卷1.单项选择题（每题2分，共20分）1.1在基于STM32的嵌入式系统中，若需通过DMA将ADC采样数据搬运至SRAM，下列哪一项寄存器配置决定搬运方向？A.DMA_SxCR_DIRB.DMA_SxNDTRC.ADC_CR2_DMAD.DMA_LISR_TCIF1.2某BLE5.2SoC支持LECodedPHY，若采用S=8编码，理论灵敏度可提升约A.3dBB.6dBC.9dBD.12dB1.3在TensorFlowLiteMicro中，若模型输入为int8量化，而MCU仅支持int16乘法，下列哪一策略可在不重新训练模型前提下完成推理？A.运行时反量化至float32B.将权重离线扩展至int16C.调用CMSIS-NN的int16卷积核D.启用TFLu的int16实验开关1.4某毫米波雷达采用FMCW体制，若调频带宽B=4GHz，则理论距离分辨率为A.3.75cmB.7.5cmC.15cmD.30cm1.5在UWB信道6（中心频率8.242GHz）上，PRF=64MHz，若采用前导码长度128，理论上可支持的标签并发容量（无碰撞）最接近A.100B.400C.800D.16001.6某RISC-VMCU支持Zba扩展，下列哪条指令可用于单周期计算__builtin_clz？A.clzB.pcntC.bclrD.sh1add1.7在ESP32-C3的Wi-Fi4连接中，若关闭AMSDU聚合，UDP吞吐量下降的主要原因是A.退避窗口增大B.MAC头部开销占比升高C.信道竞争周期变长D.物理层码率下降1.8某智能手表采用锂离子扣式电池（4.2V，250mAh），若系统休眠电流为5µA，RTC唤醒间隔1h，仅RTC运行时理论待机时间约为A.1.5年B.3.5年C.5.7年D.7.2年1.9在CAN-FD数据段，若采用2Mbps仲裁、8Mbps数据，位填充规则仅适用于A.仲裁段B.数据段C.全帧D.CRC段1.10某AI摄像头部署YOLOv5n（int8）模型，输入320×320，在1TOPSNPU上理论帧率最接近A.15FPSB.30FPSC.60FPSD.120FPS2.不定项选择题（每题3分，共15分；多选、漏选、错选均不得分）2.1下列哪些技术可降低MEMS麦克风底噪？A.增大MEMS振膜面积B.在ASIC中采用chopping放大器C.降低封装腔体气压D.采用差分输出2.2关于LoRaWANClassB，下列说法正确的是A.终端需周期性打开pingslotB.网络通过Beacon广播时间基准C.下行延迟可低至100msD.支持碎片下行2.3在ESP-NOW协议中，可配置参数包括A.重传次数B.信道绑定C.加密算法（AES-128/256）D.数据速率（1Mbps/2Mbps）2.4下列哪些属于UWBIEEE802.15.4zHPRF新增特性？A.STS（ScrambledTimestampSequence）B.BPRF（BasePulseRepetitionFrequency）C.AoA（AngleofArrival）D.CSMA/CA2.5关于EdgeImpulse的C++部署，下列说法正确的是A.支持CMSIS-NN后端B.可生成POSIX兼容的sigmoid函数C.默认开启内存池分配D.支持on-devicetransferlearning3.填空题（每空2分，共20分）3.1某三相无刷直流电机采用120°方波驱动，若母线电压24V，PWM占空比50%，则线电压基波幅值为________V。（保留一位小数）3.2在FreeRTOS中，若configTOTAL_HEAP_SIZE=32768，创建任务栈深512words，每word4bytes，理论上最多可创建________个同等任务（忽略TCB本身占用）。3.3某I²C总线外设支持1MHzFast-modePlus，若主控时钟48MHz，欲产生1MHzSCL，则分频系数应设为________（填写十进制整数）。3.4某毫米波雷达中频采样率10MSPS，FFT点数1024，则速度维最大不模糊速度为________m/s。（载波频率77GHz）3.5在TensorFlowLiteMicro中，若某层量化参数scale=0.023，zero_point=-128，则int8值0对应的实际浮点值为________。（保留三位小数）3.6某BLE广播包最长37bytes，若采用ADType0xFF（ManufacturerSpecific），公司标识占2bytes，则剩余用户数据最多________bytes。3.7某RC振荡器温漂为±0.5%/℃，若校准后常温25℃频率8MHz，则-40℃到85℃范围内最大频偏为________kHz。（保留一位小数）3.8在CAN-FD中，若数据段采用64bytes，CRC17多项式为________（填写十六进制，如0x12345）。3.9某NORFlash页大小256bytes，擦除块64KB，若需改写1byte，则最坏情况下额外擦除开销为________倍。3.10某智能插座计量芯片采用电阻采样，分流阻值1mΩ，若电流10A，则功耗为________mW。4.计算与推导题（共25分）4.1（7分）某可穿戴设备采用锂离子扣式电池，容量220mAh，平均工作电压3.7V。系统活跃状态功耗如下：MCU12mA、传感器3mA、BLE发射8mA（占空比10%），休眠状态总电流2µA。若设备每天活跃累计10min，其余休眠，求理论续航天数。（写出计算过程，保留整数）4.2（8分）在UWBTWR测距中，标签时钟偏移20ppm，锚点时钟偏移10ppm，若单次往返时间测得RTT=500µs，求由时钟偏移导致的测距误差（单位：cm）。给出公式并计算。4.3（10分）某无刷直流电机采用FOC控制，极对数7，编码器线数1024，PWM频率20kHz，电流环采样频率10kHz。若期望电流环带宽1kHz，按采样定理需至少5倍带宽，试计算：(1)电流环离散化所需最小采样频率是否满足？(2)若采用双线性变换，将连续域PI参数Kp=0.8Ω、Ki=100Ω/s转换为离散域Ki_z（设Ts=0.1ms），给出LaTex公式并计算数值。（保留三位小数）5.设计题（共20分）5.1（20分）某智慧农业场景需部署一款超低功耗土壤湿度节点，要求：电池3.6VAA锂亚硫酰氯，容量2400mAh，目标寿命≥5年每2h采集一次，数据≤8bytes通信方式：LoRaWANClassA，频段470MHz，SF9，BW125kHz传感器：电容式湿度芯片，单次测量功耗3mA×30msMCU：STM32U0，休眠电流0.5µA，唤醒后运行时间10ms，平均电流1.5mA外围LDO静态电流1µA请给出：(1)计算日均电量消耗（mAh），并验证是否满足5年寿命；(2)画出硬件最小系统连接框图（文字描述即可），说明电源域划分；(3)给出软件状态机（伪代码），确保LoRaWAN发送失败可退避重试，最大3次；(4)若需OTA升级，采用LoRaWANFragmentedDataBlockTransport，估算在SF9下传输48KB固件所需最短时间（忽略丢包）。卷后答案与解析1.单项选择1.1A1.2D（编码增益≈10log10(8)=9dB）1.3B（权重离线扩展，推理时仍用int8输入，乘累加用int16）1.4A（δR=c/(2B)=0.0375m）1.5C（理论容量≈2^17/128≈1024，实际考虑碰撞约800）1.6A1.7B1.8C（250mAh÷5µA≈5.7年）1.9A1.10C（320×320×0.5GOPS÷1TOPS≈0.016s，≈60FPS）2.不定项2.1ABCD2.2AB2.3ABCD2.4AC2.5ABC3.填空3.119.13.2163.3243.419.53.52.9443.6333.7500.03.80x04C11DB73.92563.101004.计算4.1活跃电流=12+3+8×10%=14.8mA；活跃电量=14.8mA×10min÷60=2.467mAh；休眠电量=(2µA)×23h50min≈0.047mAh；日总≈2.51mAh；220mAh÷2.51≈88天。（注：题目要求每天仅10min活跃，故续航88天，不满足5年；若需5年，需将活跃电流或时长再降约20倍，设计题再优化。）4.2误差公式：Δ代入：Δd4.3(1)10kHz≥5kHz，满足。(2)双线性变换：=数值：0.005。5.设计题参考(1)日均电量：传感器：3mA×0.03s×12=1.08mAs=0.0003mAhMCU：1.5mA×0.01s×12=0.18mAs=0.00005mAh休眠：(0.5+1)µA×24h=0.036mAhLoRa发射：约45mA×0.13s×12=70.2mAs=0.0195mAh总≈0.0558mAh/日；2400mAh÷0.0558≈43000天≈118年，远满足5年。(2)框图：电池→LDO→MCU+VDD；MCUSPI接湿度传感器；MCUUART接LoRa模块；MOSFET开关切断传感器电源；LDOEN由MCUGPIO控制。(3)伪代码：```STATE_SLEE