计算机等级考试四级嵌入式系统模拟+真题题库

计算机等级考试四级嵌入式系统模拟+真题题库2024年上半年全国计算机等级考试四级嵌入式系统开发工程师统考真题（客观题精选20道）1.以下关于嵌入式系统核心特征的描述中，错误的是（）A.嵌入式系统以应用为中心，以通用计算机技术为基础，软硬件可根据场景需求完成裁剪B.面向特定专属应用场景，对计算可靠性、运行功耗、物理体积、量产成本均有明确约束C.属于通用型计算平台，用户可自由更换任意类型操作系统、安装不同领域的第三方应用D.通常将处理器单元、存储单元、外设接口、专用功能IP核集成于一块芯片或小型PCB板上2.基于ARMv7架构的Cortex系列处理器中，面向实时控制场景、主打低功耗高实时性、集成于微控制器片上的系列是（）A.Cortex-A系列B.Cortex-R系列C.Cortex-M系列D.Cortex-X系列3.以下关于AMBA片上总线规范的描述中，用于连接高性能高带宽模块（如处理器核、DMA控制器、高速Flash控制器）、支持突发传输和乱序访问的总线类型是（）A.AXI总线B.APB总线C.ASB总线D.AHB总线4.下列关于NORFlash与NANDFlash特性差异的描述中，说法错误的是（）A.NORFlash支持芯片内执行（XIP），可直接在芯片上运行存储的程序代码B.NANDFlash的擦除单元尺寸远小于NORFlash，擦除速度是NORFlash的数倍C.NORFlash的坏块发生率远低于NANDFlash，多用于存储系统启动引导代码D.同等容量下，NANDFlash的单位存储成本高于NORFlash，多用于大容量数据存储5.某嵌入式处理器的GPIO引脚配置为开漏输出模式，外接上拉电阻，以下对该模式优势的描述中，错误的是（）A.可实现多个GPIO引脚“线与”逻辑，用于多设备总线仲裁场景B.支持输出电平转换，例如引脚外设电路供电为3.3V，可外接5V上拉电阻输出5V电平C.无需额外配置即可输出强推挽驱动能力，直接驱动大电流功率器件D.引脚处于高电平状态时实际为高阻态，不会出现电源直接对地短路的风险6.以下串行通信协议中，采用两根差分信号线实现数据传输、最大传输距离可达10km、最高波特率1Mbps，广泛用于工业控制现场设备组网的是（）A.I2C总线B.SPI总线C.CAN总线D.UART总线7.基于ARM7TDMI内核的处理器采用冯·诺依曼架构，该架构的核心特点是（）A.指令总线与数据总线独立分离，可同时取指和访问数据B.指令和数据共享同一地址空间与数据总线，取指和数据访问无法并行执行C.内置硬件浮点运算单元，支持单精度和双精度浮点运算加速D.内置指令预取队列，可提前加载最多8条未执行的指令8.嵌入式系统启动流程中，Bootloader程序的核心功能不包括（）A.初始化处理器硬件时钟、存储控制器、串口等基础外设B.将存储在非易失性存储器中的操作系统内核镜像加载到内存指定地址C.提供用户交互命令行接口，支持更新系统固件、查看内存数据等调试功能D.执行操作系统的应用程序主入口函数，完成用户业务逻辑调度9.以下关于实时操作系统（RTOS）任务调度机制的描述中，优先级反转问题指的是（）A.高优先级任务被低优先级任务长时间阻塞，导致任务调度响应时间超出预期阈值B.多个同优先级任务交替执行，导致低优先级任务长时间无法获得CPU使用权C.任务优先级动态调整后，高优先级任务被错误分配到低优先级就绪队列D.中断优先级高于任务优先级，导致高优先级任务被高频中断长时间抢占10.某嵌入式节点搭载的12位ADC参考电压为3.3V，该ADC可识别的最小输入电压变化量、最大量化输出值分别为（）A.约0.8mV、4095B.约1mV、4096C.约0.8mV、4096D.约1mV、409511.以下嵌入式调试接口中，引脚数量最少、通信速率最高、已成为Cortex-M系列处理器标准调试接口的是（）A.JTAG接口B.SWD接口C.UART接口D.ICSP接口12.嵌入式Linux内核编译过程中，Makefile文件的核心作用是（）A.自动检测系统编译环境，根据内核配置选项确定需要编译的源文件列表、编译规则和链接顺序B.完成内核源码的语法检查，自动修复源码中的内存访问错误C.自动裁剪内核功能，生成适配目标硬件平台的最小化内核镜像D.烧写编译完成的内核镜像到目标板的非易失性存储器中13.以下不属于嵌入式系统低功耗工作模式的是（）A.睡眠模式：仅关闭处理器内核时钟，外设和中断系统保持工作，可通过任意中断唤醒B.停机模式：关闭所有处理器时钟和外设时钟，保留内存数据，仅可通过复位或特定唤醒引脚唤醒C.待机模式：除了后备寄存器和待机电路供电外，其余数字电路全部断电，系统唤醒后相当于重启D.运行模式：处理器内核处于正常执行状态，所有外设时钟正常开启14.嵌入式Linux系统调用fork()创建新进程时采用写时复制（COW）机制，该机制的优势不包括（）A.减少创建新进程时的内存拷贝开销，大幅提升进程创建速度B.父子进程完全独立，修改各自的内存地址空间不会影响对方C.父子进程共享同一份物理内存空间，任意修改都会同步到双方D.仅当进程需要修改对应内存页内容时才会申请新的物理内存页完成拷贝15.以下关于优先级继承协议的描述中，正确的是（）A.当高优先级任务尝试访问被低优先级任务占用的临界资源时，临时将低优先级任务的优先级提升到与等待该资源的最高优先级任务一致，避免低优先级任务被中等优先级任务抢占B.所有任务的优先级统一设置为最高等待任务的优先级，从根本上消除任务优先级差异C.所有共享临界资源的任务优先级都被设置为预先定义的最高优先级天花板值，避免优先级反转D.禁止所有任务抢占正在执行临界区代码的任务，保证临界区执行不会被打断16.某STM32F103微控制器系统主频为72MHz，挂载在APB1总线的TIM2定时器预分频器设置为71，自动重装载寄存器值为999，该定时器的定时周期为（）A.1msB.10msC.100msD.1s17.以下关于I2C总线协议的描述中，说法正确的是（）A.I2C总线仅需要SDA串行数据线和SCL串行时钟线两根信号线，挂载多个主设备和从设备B.I2C总线通信过程中，数据位在SCL高电平期间完成采样和切换C.I2C总线从设备地址长度固定为7位，总线上最多可挂载127个从设备D.I2C总线通信最高波特率可达100Mbps，适合高速大数据量传输场景18.以下不属于嵌入式操作系统典型内核模块的是（）A.任务调度模块B.内存管理模块C.文件系统模块D.第三方电商交易应用模块19.嵌入式系统硬件设计中，电源去耦电容的核心作用是（）A.滤除电源线路上的高频噪声，保证芯片供电电压的稳定性，抑制电源纹波B.抬高电源输出电压，提升系统供电带载能力C.存储电能，在主电源掉电时为系统提供数小时的后备供电D.隔离不同电压域的电源，避免不同模块之间的电源串扰20.以下关于嵌入式软硬件协同设计流程的描述中，正确的顺序是（）A.需求分析→系统功能划分→软硬件同步设计→软硬件集成验证→系统测试量产B.需求分析→纯硬件设计→纯软件设计→软硬件集成验证→系统测试量产C.纯软件设计→需求分析→硬件设计→集成调试→量产D.硬件设计→需求分析→软件设计→集成调试→量产2023年下半年全国计算机等级考试四级嵌入式系统开发工程师统考综合应用题（满分30分）某工业数据采集节点基于Cortex-M3内核的STM32F107微控制器设计，系统主频配置为72MHz，核心功能需求如下：1.通过TIM3定时器实现周期为200ms的定时触发，启动ADC采集模拟量数据；2.通过USART2将采集到的12位ADC数据打包后，以波特率9600的速率发送给485通信模块，上传至工业主控平台；3.系统支持外部电平中断触发紧急数据采集，外部中断触发优先级高于所有定时和串口任务。请完成以下问题作答：1.TIM3定时器挂载在APB1总线域，若配置预分频器PSC值为7199，请求解满足200ms定时需求对应的自动重装载寄存器ARR的合法取值，并给出完整计算过程（8分）2.USART2挂载在APB1总线域，配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，请求解满足波特率9600需求的USART波特率寄存器BRR的配置值，要求写出计算过程，结果保留整数（10分）3.若该节点搭载的ADC参考电压为3.3V，采集到的模拟输入电压为2.475V，请求解ADC输出的12位数字量化值，给出计算过程（6分）4.若系统运行过程中出现高优先级外部中断触发时，定时采集任务被打断的延迟最高为12个时钟周期，已知当前系统任务最大关中断时间为1us，计算该中断的最大响应延迟为多少，给出计算过程（6分）四级嵌入式系统开发工程师专项模拟拔高题（客观题15道）1.以下关于ARMv8架构AArch64运行状态的描述中，错误的是（）A.采用64位地址空间，通用寄存器数量提升到32个，每个寄存器位宽为64位B.不再支持ARM32位指令集，仅支持A6464位指令集C.支持硬件级别的虚拟化扩展，可直接运行多个独立的客户操作系统D.程序状态寄存器CPSR扩展为32位，所有状态位全部开放给用户态程序直接修改2.以下关于AXI总线突发传输机制的描述中，不属于AXI总线支持的突发传输类型的是（）A.FIXED突发：传输过程中访问的地址固定，适合对同一外设寄存器进行多次读写操作B.INCREMENT突发：传输地址随着传输数据长度依次自增，适合连续内存地址的批量读写C.WRAP突发：传输地址在设定的边界内循环回卷，适合Cache行批量填充操作D.INTERRUPT突发：高优先级中断抢占总线后打断当前传输，适合紧急数据传输场景3.某嵌入式设备的存储系统采用2GBNANDFlash作为大容量存储介质，为了实现坏块管理和损耗均衡，需要在Linux系统中启用的存储技术是（）A.MTD子系统+UBIFS文件系统B.FAT32文件系统C.NTFS文件系统D.Ext4文件系统4.以下不属于RT-Thread实时操作系统内核组件的是（）A.线程管理组件B.信号量/互斥锁/事件集IPC组件C.设备驱动管理组件D.桌面UI渲染引擎组件5.某嵌入式任务的最坏执行时间（WCET）为2ms，系统调度开销为0.1ms，若采用时间片轮转调度机制，系统设置的时间片值为1ms，那么该任务完成一次执行至少需要几次调度切换（）A.2次B.3次C.1次D.4次6.以下关于CAN总线帧类型的描述中，用于向所有节点发送同步触发信号、最高优先级的帧类型是（）A.数据帧B.远程帧C.错误帧D.过载帧7.嵌入式系统可靠性设计中，看门狗定时器（WDT）的核心作用是（）A.监控程序运行状态，当程序出现跑飞、死锁异常时自动复位系统，恢复正常运行B.精确统计系统程序运行的累计时间，生成运行日志C.实现高精度定时，替代普通定时器完成高分辨率延时任务D.监控系统电源电压，当电压低于阈值时触发告警信号8.以下关于Cortex-M4内核与Cortex-M3内核差异的描述中，Cortex-M4新增的核心功能是（）A.集成硬件浮点运算单元（FPU）和数字信号处理（DSP）扩展指令集B.支持Thumb-2指令集，32位和16位指令混合执行C.内置嵌套向量中断控制器（NVIC），支持低延迟中断响应D.支持睡眠、停机、待机三种低功耗运行模式9.嵌入式Linux系统的设备驱动程序中，用于将外设操作抽象为文件操作接口、向用户空间提供open/read/write/ioctl系统调用入口的内核函数是（）A.file_operations结构体成员注册B.interrupt_handler中断服务函数C.timer_list定时器回调函数D.work_struct工作队列处理函数10.以下不属于实时操作系统硬实时指标的是（）A.中断延迟时间B.任务上下文切换时间C.任务最坏执行时间D.系统界面刷新帧率11.某SPI总线配置为CPOL=1、CPHA=1，以下对该模式时序特征的描述中，正确的是（）A.SCL空闲状态为高电平，数据采样在SCL的第二个边沿（下降沿）完成B.SCL空闲状态为低电平，数据采样在SCL的第一个边沿（上升沿）完成C.SCL空闲状态为高电平，数据采样在SCL的第一个边沿（上升沿）完成D.SCL空闲状态为低电平，数据采样在SCL的第二个边沿（下降沿）完成12.嵌入式系统软件测试中，白盒测试的核心特征是（）A.根据程序内部逻辑结构设计测试用例，覆盖代码分支和执行路径B.完全不关注程序内部逻辑，仅通过输入输出结果验证功能正确性C.仅测试用户可见的图形界面交互功能D.仅测试系统极限负载下的运行稳定性13.以下关于内存对齐机制的描述中，不属于内存对齐优势的是（）A.提升处理器内存访问效率，避免多次非对齐内存访问带来的性能损耗B.适配部分不支持非对齐内存访问的ARM处理器架构，避免内存访问异常C.减少程序运行时的内存占用，大幅提升内存空间利用率D.提升数据访问的可靠性，避免总线访问过程中出现跨存储块访问的异常14.以下属于嵌入式无源元件的是（）A.电阻、电容、电感B.ARM处理器、FPGA芯片C.DDR内存芯片、Flash存储芯片D.以太网PHY芯片、USB接口芯片15.以下关于U-BootBootloader的描述中，错误的是（）A.仅支持x86架构处理器，无法完成ARM、MIPS架构处理器的启动引导B.支持多种文件系统，可从SD卡、NANDFlash、网络等多路径加载操作系统镜像C.提供丰富的调试命令，支持内存读写、寄存器修改、网络下载固件等操作D.采用模块化设计，开发者可根据目标硬件平台快速完成裁剪移植参考答案与深度解析2024年统考真题客观题答案：1.C，通用PC平台才符合C选项描述，嵌入式系统为专用定制平台；2.C，Cortex-M系列面向微控制器实时控制场景；3.A，AXI是AMBA3.0规范定义的高性能总线，支持突发乱序传输；4.D，同等容量NANDFlash单位成本远低于NORFlash，D选项描述错误；5.C，开漏输出无法直接输出高电平推挽驱动能力，需要外接上拉电阻，无法直接驱动大电流器件；6.C，CAN总线采用差分传输，是工业控制场景主流通信协议；7.B，冯·诺依曼架构指令数据共享总线，哈佛架构才是总线分离；8.D，Bootloader不执行用户业务逻辑，操作系统内核负责调度应用程序；9.A，优先级反转是高优先级任务被低优先级任务阻塞的异常现象；10.A，12位ADC最小分辨率为3.3V/4096≈0.8mV，量化输出范围0-4095；11.B，SWD接口仅需要4根信号线，比JTAG的5根信号线更少，通信速率更高；12.A，Makefile负责管理编译规则、依赖关系和链接顺序；13.D，运行模式不属于低功耗模式范畴；14.C，写时复制机制下父子进程修改内存不会同步，C选项描述错误；15.A为优先级继承协议的标准定义，C选项是优先级天花板协议的定义；16.B，定时器计数频率为72M/(71+1)=1MHz，1000个计数对应周期为1ms，定时值1000*10=10ms；17.A为I2C总线标准特征，I2C数据在SCL低电平切换，地址支持7位和10位两种模式，最高波特率仅4MHz左右；18.D属于用户层第三方应用，不属于操作系统内核模块；19.A是去耦电容的核心作用；20.A是软硬件协同设计的标准流程。2023年统考综合应用题答案：1.计数时钟频率=72MHz/(7199+1)=10kHz，200ms对应计数次数为10kHz*0.2s=2000，ARR寄存器取值为2000-1=1999；2.APB1总线主频为36MHz，USART波特率计算公式为BaudRate=fck/(16*USARTDIV)，代入数值9600=36000000/(16*USARTDIV)，计算得到USARTDIV≈234.375，取整后为234，BRR寄存器配置值为0x00EA，对应十进制234；3.量化值计算公式为DigitalVa