2025年大学（物联网工程）嵌入式系统设计真题及解析.doc

2025年大学（物联网工程）嵌入式系统设计真题及解析

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下关于嵌入式系统的说法，错误的是（ ）
A. 嵌入式系统通常是专用的，针对特定应用设计
B. 它一般不具备通用性，不能像通用计算机那样灵活配置
C. 嵌入式系统包含硬件和软件部分
D. 嵌入式系统只用于消费电子领域
答案：D

2. 嵌入式处理器的特点不包括（ ）
A. 体积小
B. 功耗低
C. 处理能力弱
D. 集成度高
答案：C

3. 以下哪种不属于嵌入式操作系统（ ）
A. Linux
B. Windows 10
C. VxWorks
D. Android
答案：B

4. 嵌入式系统开发流程中，硬件设计的下一步通常是（ ）
A. 软件编码
B. 系统测试
C. 软件设计
D. 硬件调试
答案：C

5. 关于ARM处理器，说法正确的是（ ）
A. 只有一种架构
B. 指令集都是32位
C. 具有多种内核版本
D. 不支持多线程
答案：C

6. 嵌入式系统中，中断处理的作用是（ ）
A. 提高系统性能
B. 处理紧急事件
C. 加快程序运行
D. 减少功耗
答案：B

7. 以下哪项不是嵌入式系统存储设备（ ）
A. 硬盘
B. Flash
C. SRAM
D. DDR
答案：A

8. 嵌入式系统通信接口不包括（ ）
A. USB
B. PS/2
C. Ethernet
D. SPI
答案：B

9. 开发嵌入式系统时，交叉编译的目的是（ ）
A. 提高编译速度
B. 生成可在目标平台运行的代码
C. 便于代码调试
D. 优化代码结构
答案：B

10. 嵌入式系统的实时性要求主要体现在（ ）
A. 响应时间短
B. 处理速度快
C. 存储容量大
D. 软件功能多
答案：A

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填写正确答案。

1. 嵌入式系统由______、______、______和______等部分组成。
答案：硬件、软件、外围设备、应用程序

2. ARM处理器的指令集架构主要有______、______等。
答案：ARMv7、ARMv8

3. 嵌入式操作系统的任务调度算法有______、______等。
答案：时间片轮转、优先级调度

4. 嵌入式系统的硬件调试方法包括______、______等。
答案：在线调试、断点调试

5. 常用的嵌入式系统开发工具链包括______、______、______等。
答案：编译器、链接器、调试器

三、简答题（共20分）
答题要求：简要回答以下问题，要点清晰，语言简洁。

1. 简述嵌入式系统的特点。
答案：专用性强，针对特定应用设计；资源有限，对硬件资源要求低；实时性要求高，能及时响应外部事件；可靠性高，保证系统稳定运行；功耗低，适合便携设备等。

2. 说明ARM处理器的优势。
答案：多种内核版本可选，满足不同需求；指令集丰富高效；性能功耗比高；支持多种工作模式；应用广泛，生态完善。

3. 嵌入式操作系统有哪些功能？
答案：任务管理，调度和管理多个任务；内存管理，合理分配和管理内存；文件系统管理，实现文件的存储、读取等操作；设备驱动管理，驱动各种硬件设备；通信管理，支持多种通信方式。

4. 简述嵌入式系统开发的一般流程。
答案：需求分析，明确系统功能和性能要求；硬件设计，确定硬件架构和电路设计；软件设计，划分模块并设计算法等；编码实现，编写硬件和软件代码；系统集成，将软硬件结合；测试调试，检测系统功能和性能，修复问题。

5. 嵌入式系统中中断处理的过程是什么？
答案：中断源发出中断请求；CPU响应中断，暂停当前程序执行；保存当前程序状态；跳转到中断服务程序；执行中断服务程序处理中断事件；处理完毕后恢复程序状态，返回被中断的程序继续执行。

四、综合分析题（共20分）
材料如下：某嵌入式系统用于智能家居控制，包括温湿度传感器、光照传感器、智能开关等设备。系统需要实时采集传感器数据，并根据设定的规则控制智能开关。

答题要求：根据上述材料，回答以下问题，分析要结合材料，思路清晰。

1. 该嵌入式系统应具备哪些主要功能模块？
答案：数据采集模块，用于采集温湿度、光照等传感器数据；数据分析模块，对采集的数据进行分析处理；控制模块，根据分析结果控制智能开关；通信模块，用于与其他智能家居设备或服务器通信。

2. 如何选择合适的嵌入式处理器？
答案：考虑处理能力，满足数据采集和分析处理的速度要求；功耗，适合智能家居设备长期运行；集成度，减少电路板空间；通信接口，满足与各种传感器和智能开关通信需求；成本，在预算范围内选择性能合适的处理器。

3. 对于实时性要求，该系统应如何设计？
答案：采用实时操作系统，如VxWorks等；优化中断处理机制，快速响应传感器数据变化；合理安排任务优先级，确保关键任务及时执行；采用高效的数据采集和处理算法，减少延迟。

五、设计题（共20分）
答题要求：请设计一个简单的嵌入式系统，用于控制一个小型电机的转速。系统包括传感器采集电机转速数据，通过按键设置目标转速，显示当前转速和目标转速。

1. 描述系统的硬件组成部分。
答案：嵌入式处理器，用于处理数据和控制电机；转速传感器，采集电机转速数据；按键，用于设置目标转速；显示屏，显示当前转速和目标转速；电机驱动电路，驱动电机运转。

2. 说明软件设计的主要流程和功能模块。
答案：软件设计流程：初始化硬件设备；编写数据采集程序，读取传感器数据；编写按键处理程序，响应按键设置目标转速；编写显示程序，显示当前和目标转速；编写控制程序，根据目标转速控制电机转速。功能模块：数据采集模块、按键处理模块、显示模块、电机控制模块。