嵌入式系统的40道测试题和答案及详细解析

  1.与个人计算机（PC）相比，嵌入式系统具有许多不同的特点。下面不属于嵌入式系统特点的是（  ）。

A)  嵌入式系统与具体应用紧密结合，具有很强的专用性

B)  嵌入式系统通常包含在非计算机设备（系统）中，具有隐蔽性

C)  嵌入式系统的软硬件资源往往受到严格的限制

D)  嵌入式系统性能较低，价格也比较便宜

【解析】：与人们日常使用的个人计算机相比，嵌入式系统具有许多不同的特点。1）专用型，嵌入式系统与具体应用紧密结合，具有很强的专用型；2）隐蔽性，嵌入式系统通常总是非计算机设备（系统）中的一个部分，它们隐藏在其内部，不为人知；3）资源受限，嵌入式系统通常要求小型化、轻量化、低功耗及低成本，因此其软硬件资源受到严格的限制；4）高可靠性；5）实时性；6）软件固化。综上所述，D选项不属于嵌入式系统的特点。

 2. 嵌入式系统中的CPU具有一些与通用计算机所使用的CPU不同的特点，下面不是其特点的是（  ）。

A)  支持实时处理

B)  低功耗

C)  高主频

D)  集成了测试电路

【解析】：嵌入式系统中的CPU一般具有4个特点：1）支持实时处理；2）低功耗；3）结构可扩展；4）集成了测试电路。因此，该题选C。

 3.嵌入式系统使用的片上系统英文缩写名为SoC，下面关于SoC叙述中错误的是（  ）。

A)  SoC也称为系统级芯片，它是电子设计自动化水平的提高和集成电路制造技术飞速发展的产物

B)  SoC芯片中既包含数字电路，也可以包含模拟电路，甚至还能包含数字/模拟混合电路和射频电路

C)  SoC将嵌入式系统的几乎全部功能都集成在一块芯片中，单个芯片就能实现数据的采集、转换、存储、处理和I/O等多种功能

D)  SoC的设计制造难度很大，目前还没有得到广泛使用

【解析】：随着电子设计自动化水平的提高和VLSI制造技术的飞速发展，半导体加工已经从微米、亚微米进入到深亚微米的时代，单个芯片上可以集成几亿个甚至几十亿个晶体管，因而能够把计算机或其他一些电子系统的全部电路都集成在单个芯片上，这种芯片就是所谓的片上系统。SoC芯片中既包含数字电路，也可以包含模拟电路，甚至还能包含数字/模拟混合电路和射频电路。由于SoC将嵌入式系统的几乎全部功能都集成在一块芯片中，单个芯片就能实现数据的采集、转换、存储、处理和I/O等多种功能。目前，大多数32位的嵌入式处理芯片均为SoC，SoC逐渐成为集成电路设计的主流发展趋势。综上可知，D选项不正确。

A)  集成电路的集成度指的是单个集成电路所含电子元件（如晶体管、电阻、电容等）的数目多少

B)  根据集成度的高低，集成电路可以分为小规模、中规模、大规模、超大规模和极大规模等几种

C)  嵌入式系统中使用的处理器芯片属于大规模集成电路

D)  集成电路的制造工艺复杂且技术难度非常高，许多工序必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成

【解析】：集成电路根据其集成度的高低，即单个集成电路所含电子元件（如晶体管、电阻、电容等）的数目可以分为小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）、超大规模（VLSI）和极大规模（ULSI）等几种。集成电路的制造大约需要几百道工序，工艺复杂且技术难度非常高，许多工序必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成，生产、控制及测试设备异常昂贵。嵌入式处理芯片大多属于VLSI和ULSI。故该题选择C。

A)  目前使用最广泛的西文字符集是ASCII字符集，它包含96个可打印字符

B)  GB2312是我国目前广泛使用的汉字编码国家标准之一

C)  GB2312包括6000多汉字，但不包含西文、俄文等其他字符

D)  GB2312字符集中的汉字与符号在系统中采用双字节表示

【解析】：目前计算机中使用最广泛的西文字符集及其编码是ASCII字符集和ASCII码，即美国标准信息交换码。基本的ASCII字符集共有128个字符，包括96个可打印字符和32个控制字符，每个字符使用7个二进制位进行编码。我国目前广泛使用的汉字编码国家标准有GB2312和GB18030。GB2312国标字符集中包含3755个一级常用汉字和3008个二级常用汉字，此外还有682个图形符号（包括拉丁字母、俄文、日文平假名与片假名、希腊字母、汉语拼音等）。这些汉字和图形符号在计算机内部都采用2字节（16个二进制位）来表示。所以，此题答案是C。

A)  40MB

B)  60MB

C)  80MB

D)  120MB

【解析】：此题主要为数字图像的数据量计算。图像数据量的计算公式如下：图像数据量=图像水平分辨率*图像垂直分辨率*像素深度/8。由此可知，此题中的数码相机一张照片大小为1024*1024*16/8=2M，所以需要使用的存储器容量为2M*80/4=40M。故选A。

A)  量化、取样、编码

B)  取样、编码、量化

C)  取样、量化、编码

D)  编码、取样、量化

【解析】：音频信息数字话的过程是取样、量化、编码。故此题选C。

A)  IP地址解决了网络中所有计算机的统一编址问题

B)  IP数据报是一种独立于各种物理网络的数据包格式

C)  目前广泛使用的是IP协议的第6版（IPv6），IPv4已经很少使用

D)  路由器(router)是实现网络与网络互连的关键设备

【解析】：关于IP协议，目前大量使用的还是IPv4，故C项错误，其余三项正确。

A)  RISC是复杂指令集结构计算机

B)  哈佛结构是程序与数据统一的存储结构

C)  ARM处理器的指令编码全部为32位

D)  ARMCortex-M是面向控制的嵌入式Cortex处理器

【解析】：RISC的英文全称是Reduced Instruction Set Computer，中文是精简指令集计算机，故A项错误；哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构，是一种并行体系结构，故B项错误；ARM处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集，其中，ARM指令为32位的长度，Thumb指令为16位长度，故C项也不正确。综上，此题选择D。

A)  用户模式是程序正常执行的模式

B)  快速中断模式处理高速中断，用于高速数据传输或通道处理

C)  管理模式用于操作系统的保护模式，处理软中断

D)  系统模式用于处理未定义的指令陷阱

【解析】：ARM处理器有多种工作模式，其中用户模式(usr)，ARM处理器正常的程序执行状态；系统模式(sys)，运行具有特权的操作系统任务；快中断模式(fiq)，支持高速数据传输或通道处理；管理模式(svc)，操作系统保护模式。除此之外还有数据访问终止模式（abt）、中断模式（irq）、未定义指令终止模式（und）。综上，D项错误，故选择D。

A)  CPSR记录ARM的工作状态

B)  CPSR决定ARM工作模式

C)  CPSR可设定是否允许外部中断和快速中断

D)  CPSR是ARM的控制寄存器

【解析】ARM处理器的CPSR寄存器是程序状态寄存器，包含条件码标志，中断禁止位，当前处理器模式以及其他状态和控制信息。故此题选择D。

A)  复位异常级别最高

B)  FIQ是外部中断异常

C)  每个异常中断向量占据4个字节

D)  不同类型的异常中断其中断服务程序入口地址不同

【解析】ARM有七种异常类型，复位异常、数据访问中止异常、快速中断请求异常（FIQ）、一般中断请求（IRQ）、预取指令异常、软件中断异常、未定义异常。每个异常中断向量占据4个字节，不同类型的异常中断其中断服务程序入口地址不同，其中复位异常级别最高。故此题选B。

A)  小端格式是指数据的高字节存储在高字节地址中，低字节数据存放在低字节地址中

B)  ARM处理器支持8位、16位、24位和32位数据处理

C)  MPU为ARM处理器的存储器管理单元

D)  MMU为ARM处理器的存储器保护单元

【解析】：大端模式，是指数据的高位保存在内存的低地址中，而数据的低位保存在内存的高地址中，小端模式，是指数据的高位保存在内存的高地址中，而数据的低位保存在内存的低地址中；ARM处理器支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；MPU为ARM处理器的内存保护单元，MMU是ARM处理器的内存管理单元。综上，此题选择A。

A)  ARM11之前的命名中TDMI中的T的含义是Thumb,即支持高密度16位Thumb指令集

B)  ARM11之后，采用ARMCortex来命名

C)  ARM Cortex-R为高端应用型Cortex处理器

D)  ARM Cortex-M系列处理器内部没有MMU部件

【解析】：此处ARM处理器命名主要是ARM内核命名。在ARM Cortex之前，ARM内核的命名中T表示支持高密度16位的Thumb指令集；ARM11以后则以Cortex命名，分为三个系列，-A，-R，-M系列，分别面向高端应用、实时控制和微控制器。其中ARM Cortex-M内部没有MMU。所以这题选择C。

A)  ADCNE R1,R2,R3

B)  ADDEQ R1,R2,R3

C)  ANDEQ R1,R2,R3

D)  ADCEQ R1,R2,R3

【解析】：ADD和ADC分别表示加操作和带进位加操作，而AND表示逻辑与操作，NE和EQ分别表示不想等和相等的判断，故此题选择D项。

A)  TST R1,#0xFE

B)  LDRB R1,[R2]

C)  MOV R1,R0,LSL#3

D)  BIC R0,R0,#0x0B

【解析】：寄存器间接寻址就是以寄存器中的值作为操作数地址，而操作数本身存放在存储器中。用于间接寻址的寄存器必须用[ ]括起来。因此，只有B选项正确，故选B。

A)  DCD 0x12；在内存区域分配一个32位字的内存空间并初始化为0x00000012

B)  CODE16；伪指令通知编译器，其后的指令序列为16位的Thumb指令

C)  Test EQU 50；定义一个常量Test值为50，不能定义32位常数

D)  IMPORT       Main；　该伪指令通知编译器当前文件要引用标号Main，但Main在其他源文件中定义

【解析】：DCD为ARM汇编器所支持的数据定义伪指令，用于分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化，A项正确；CODE16伪指令通知编译器，其后的指令序列为16位的Thumb指令，故B正确；EQU是等于伪指令，用于为程序中的常量、标号等定义一个等效的字符名称，Test EQU 50定义标号Test的值为50，C错误；IMPORT伪指令用于通知编译器要使用的标号在其他源文件中定义，但要在当前源文件中引用，而且无论当前源文件是否引用该标号，该标号均会被加入到当前源文件的符号表中，D项解释正确，故此题选择C。

①B	②ADD	③AND	④LDR	⑤STR
⑥MOV	⑦EOR	⑧CMP	⑨BX	⑩TEQ

 

A)  ①和⑨

B)  ①和⑧

C)  ④和⑤

D)  ⑧和⑩

【解析】：ARM汇编分支程序采用转移指令B、子程序调用指令BL或条件转移指令BX来实现；在ARM汇编中一般没有专门的指令用来实现循环，一般采用比较指令CMP、ADD或SUB等能产生条件的指令，然后再通过带状态的条件转移指令BX来实现。故此题选择A。

A)  嵌入式最小硬件系统包括嵌入式处理器

B)  嵌入式最小硬件系统包括时钟电路

C)  嵌入式最小系统包括给系统供电的电源电路

D)  嵌入式处理器片内一般不包括存储器，组成最小系统时必须外扩存储器

【解析】：嵌入式最小硬件系统一般包括嵌入式处理器、时钟电路、电源电路、复位电路、存储器和调试测试接口。故D项不正确，选择D。

A)  CPU使用最频繁的少量的程序代码和数据存放在Cache中

B)  系统正在运行的程序的大部分数据和代码存放在主存储器（内存）中

C)  嵌入式系统使用Cache的优点是只需要增加少许成本，就能使整个系统的性能得到显著提高

D)  嵌入式处理器内部的Cache采用DRAM

【解析】：在嵌入式系统中，对于CPU使用最频繁的少量的程序代码和数据用SRAM作为高速缓冲存储器（Cache）存放，系统正在运行中的程序的大部分数据和代码存放在主存储器（内存）中，尚未启动运行的其余程序或数据则存放在容量大的外部存储器如磁盘中待命。使用Cache的优点是只需要增加少许成本，就能使整个系统的性能得到显著提高。D项叙述有误，故此题选择D。

A)  DDR SDRAM中的DDR是指双倍数据速率

B)  DDR2 SDRAM可预读取2位数据

C)  磁性随机存取存储器MRAM是一种非易失性存储器，拥有SRAM的高速存取能力，以及DRAM的高集成度

D)  铁电存储器FRAM既具有只读存储器非易失性的特点，又具有随机存储器可快速随机读写的特点，而且速度快，功耗低

【解析】：DDR是Dual Data Rate的缩写，指双倍数据速率；DDR2使原来DDR可预读取2位变成可预读取4位（或8位），把DDR的数据传输速率又提高了两倍（四倍）；磁性随机存取存储器MRAM是一种非易失性存储器，拥有SRAM的高速存取能力，以及DRAM的高集成度；铁电存储器FRAM既具有只读存储器非易失性的特点，又具有随机存储器可快速随机读写的特点，而且速度快，功耗低。故B项错误，此题选B。

A)  1个时钟信号SCK对应一位数据的发送和另一位数据的接收

B)  数据从主机移位寄存器一位一位移入到从机移位寄存器，同时从机移位寄存器中的数据一位一位移入到主机移位寄存器

C)  8个时钟周期完成1个字节的操作

D)  SPI不能实现全双工通信

【解析】：将数据写到SPI发送缓冲区后，一个时钟信号SCK对应一位数据的发送（MISO）和另一位数据的接收（MOSI）；在主机中数据从移位寄存器中自左向右发出送到从机（MOSI），同时从机中的数据自右向左发到主机（MISO），经过8个时钟周期完成1字节的发送。故D项错误，选D。

A)  在具有OTG的USB总线上，可以实现在没有主机情况下从设备之间直接进行点对点通信

B)  USB 2.0 的速度为480Mbps，USB3.0达到640Mbps

C)  主机的USB接口向从设备提供了电源

D)  USB支持热插拔

【解析】：USB OTG的作用是可以摆脱主机，直接在具有OTG的USB总线上完成点对点通信，实现在没有主机的情况下从设备之间直接进行数据传送，故A正确；目前USB2.0的速度为480Mb/s，USB3.0达到5Gb/s即640MB/s，故B项错误；USB接口提供了内置电源，主机的USB接口向从设备提供电源，C正确；USB总线接口支持设备的即插即用和热插拔功能，所以D也正确。此题选择B。

A)  目前嵌入式系统中使用的触摸屏除电阻式触摸屏外，还有电容式触摸屏

B)  电阻式触摸屏是一种电阻传感器，它将矩形区域中触摸点(X,Y)的物理位置转换为代表X坐标和Y坐标的电压

C)  电阻式触摸屏通过多点触摸或滑动进行操作

D)  相对于电容式触摸屏，电阻式触摸屏结构简单、价格低

【解析】：目前的触摸屏有两种形式，一种是电阻式触摸屏（俗称软屏），另一种是电容式触摸屏（俗称硬屏）。电阻式触摸屏是一种电阻传感器，它将矩形区域中触摸点(X,Y)的物理位置转换为代表X坐标和Y坐标的电压，基本原理是利用压力感应进行控制，结构简单，价格低；而电容式触摸屏结构复杂，价格高，带多点触摸或滑动操作的触摸屏均属于电容式。故此题选择C。

A)  LCD显示屏自身不带控制器，没有驱动电路，仅仅是显示器件，价格最低

B)  LCD显示模块内置LCD显示屏、控制器和驱动模块，有字符型、有图形点阵型等

C)  PC机通常使用的是LCD显示器，除具备显示屏外，还包括驱动器、控制器以及外壳等，是完整的LCD显示设备

D)  DVI（Digital Visual Interface）是一种LCD控制器的标准

【解析】：LCD显示屏自身不带控制器，没有驱动电路，仅仅是显示器件（屏），价格最低；LCD显示模块内置了LCD显示屏、控制器和驱动模块，这类显示模块有字符型、有图形点阵型等。PC机通常使用的是LCD显示器，除具备显示屏外还包括驱动器、控制器以及外壳等，是完整的LCD显示设备，其接口也有相应的标准，主要包括VGA、DVI两种主要形式，现在又开始流行HDMI接口。故此题D项叙述错误，选D。

A)  S3C2410包含32位嵌入式微处理器

B)  内部具有分离的指令Cache和数据Cache

C)  高速组件和低速外设接口均采用AHB总线

D)  内部集成了存储器控制器

【解析】：S3C2410是三星公司基于ARM920T核的两款嵌入式微处理器，属于中高档32位嵌入式微处理器；内部具有分离的16KB大小的指令Cache和16KB大小的数据Cache；使用ARM公司特有的AMBA总线，对于高速组件采用AHB总线，而对于低速外设接口则采用APB总线，AHB通过桥接器链接APB；芯片内部集成了许多硬件组件，包括了内部SRAM、外部存储器控制器等等。综上可知，C项错误，故此题选择C。

A)  实时钟模块RTC采用单独的供电引脚和单独的时钟源

B)  RTC内部的年（YEAR）、月（MON）、日（DAY）数据寄存器中的数据以BCD码表示

C)  RTC 内部的寄存器读写有一个使能位，在访问RTC 寄存器之前需要先使这个使能位置位，这是为了保护系统的实时时钟不被误写

D)  RTC内部的寄存器能以8位、16位或32位的方式访问

【解析】：实时时钟（RTC）组件是一种能提供日历/时钟等功能的内置硬件。S3C2410的RTC具有的主要功能包括BCD数据、闰年产生器、告警功能、独立的电源端口、支持毫秒滴答时钟中断作为RTOS核的滴答时钟、循环复位功能等。实时时钟模块RTC采用单独的供电引脚和单独的时钟源；实时时钟控制寄存器RTCCON共4位，控制时钟计数复位、BCD计数、时钟选择以及确定是否允许RTC读/写等；RTC内部的数据寄存器都是8位寄存器，存放相应的BCD码值。故D项错误，此题选D。

A)  基于UART可以构成RS-232接口和RS-485接口

B)  RS-485接口标准的最长通信距离与RS-232接口标准的最长通信距离相当

C)  RS-485标准采用差分信号传输方式，因此具有很强的抗共模干扰能力

D)  通过RS-485可构成主从式多机通信系统，主机可采用轮询方式与各从机建立通信连接

【解析】：嵌入式处理器至少有一个UART接口，采用标准的电平转换电路可以构成RS-232接口和RS-485接口；RS-232无法消除共模干扰，且通信距离只有15m左右，RS-485采用差分信号传输方式，因此具有很强的抗共模干扰能力，传输距离可以达到1200m，通常用于主从式多机通信系统，主机可采用轮询方式与各从机建立通信连接。故B项叙述错误，选B。

A)  电子邮件系统

B)  电子书阅读器

C)  微博

D)  飞行控制系统

【解析】：实时系统的主要特征是能够及时响应外部发生的随机任务请求，并且能够在规定的时限内完成任务。典型的实时系统有民航导航系统、防空预警系统、电力输送控制系统等；典型的非实时系统有视频播放系统、博客发布系统、手机交互式城市交通导航系统等。故四个选项中只有D项是实时系统，此题选D。

A)  持续时间

B)  吞吐量

C)  生存时间

D)  响应时间

【解析】：实时操作系统（RTOS）是一种专门服务于实时系统应用请求的操作系统。它的实时性能指标主要根据三个指标来衡量：响应时间、吞吐量和生存时间。故此题选A。

A)  16

B)  32

C)  64

D)  128

【解析】：很明显，μC/OS-II具有良好的可裁剪性和可移植性，能够支持的任务数最多为64。此题选择C。

A)  iOS

B)  Android OS

C)  Symbian

D)  μC/OS-II

【解析】：嵌入式操作系统按照内核结构可以分为单内核操作系统跟微内核操作系统；属于微内核结构的典型嵌入式操作系统有Symbian、VxWorks、QNX、μC/OS-II、iOS等。故此题选择B。

A)  用户界面移植

B)  宿主机移植

C)  体系结构移植

D)  目标板移植

【解析】：一般而言，移植VxWorks操作系统有下列四种操作类型：宿主机移植、体系结构移植、目标板移植和升级以前Tornado集成开发环境版本的BSP到最新版本。故选A。

A)  VxWorks

B)  RTAI

C)  RTLinux

D)  Windows7

【解析】：RTOS的特点是响应中断请求并且完成相应中断服务子程序（ISR）的时间非常快。四个选项中，VxWorks、RTAl和RTLinux均是实时操作系统，故此题选择D项。

A)  硬件抽象层是嵌入式硬件电路板的最基本软件

B)  硬件抽象层包含嵌入式软件中直接访问底层硬件的例程集合

C)  HAL的函数是移植操作系统的基础

D)  硬件抽象层是操作系统内核的重要组成部分

【解析】：硬件抽象层（HAL）最早由微软公司在研发Windows NT操作系统时提出，在嵌入式领域，硬件抽象层主要用来简化嵌入式操作系统的移植作业，其定义与微软公司在Windows NT 开发时的实现目标基本一致，指的是嵌入式软件中直接访问底层硬件的例程集合。在嵌入式系统软件结构中增加的HAL位于硬件电路板和操作系统内核之间，它是嵌入式硬件电路板的最基本软件，HAL的函数是移植操作系统的基础。故A、B、C项正确，此题选择D。

1.跳转到stage2的C程序入口点

2.为加载stage2准备RAM空间

3.拷贝stage2的执行代码到RAM空间中

4.基本硬件初始化

A)  2413

B)  4231

C)  4213

D)  4321

【解析】：Bootloader的stage1的基本步骤（按执行先后顺序列出）为：基本硬件初始化，为加载stage2准备RAM空间，拷贝stage2的执行代码到RAM空间中，设置栈区指针SP，跳转到stage2的C程序入口点。故正确顺序为4231，选择B。

A)  Unix

B)  Windows CE 

C)  Android OS

D)  iOS

【解析】：单内核结构是传统传统操作系统采用的结构，也成为宏内核（Macro Kernel）。Unix、嵌入式Linux、WinCE、Mac OS、Android OS和DOS操作系统都是典型的单内核操作系统。故此题选择D。

A)  用户界面

B)  内存管理

C)  网络接口

D)  进程间通信

【解析】：Linux内核主要由5个子系统组成，进程调度（SCHED），内存管理（MM），虚拟文件系统（VFS），网络接口（NET），进程间通信（IPC）。A项用户界面并不属于内核部分的功能，所以选择A。

A)  通常需要固化程序，即把软件代码烧写到非易失性存储器中

B)  应用软件必须在基于嵌入式操作系统平台上来开发

C)  通常采用宿主机-目标机的开发架构

D)  软件开发中通常涉及许多底层的硬件控制程序

【解析】：嵌入式应用产品的产品生命周期短，上式时间紧，功耗限制严，开发环境变化大，因此嵌入式系统的开发有些不用于通用计算机应用开发，主要有以下特点：1.使用宿主机-目标机的开发架构；2.与底层硬件控制程序的关系密切；3.软硬件资源受限制；4.需要固化程序。故此题选择B。

A)  在线仿真器

B)  JTAG适配器

C)  示波器

D)  传感器

【解析】：嵌入式应用产品的产品生命周期短，上式时间紧，功耗限制严，开发环境变化大，因此嵌入式系统的开发有些不用于通用计算机应用开发，主要有以下特点：1.使用宿主机-目标机的开发架构；2.与底层硬件控制程序的关系密切；3.软硬件资源受限制；4.需要固化程序。故此题选择B。