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2025年嵌入式系统设计计算机辅助设计师考试模拟试题

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、嵌入式系统基础知识

要求：判断以下各题的正确性。

1.嵌入式系统是指嵌入在某种设备中的专用计算机系统。

2.嵌入式系统的硬件主要包括处理器、存储器、输入/输出接口等。

3.嵌入式系统软件包括操作系统和应用程序。

4.嵌入式系统的特点包括实时性、高可靠性、低功耗等。

5.嵌入式系统按照处理器架构可分为CISC和RISC两种。

6.嵌入式系统按照应用领域可分为消费类、工业类、汽车类等。

7.嵌入式系统中的中断是处理器响应外部或内部事件的机制。

8.嵌入式系统中的定时器用于实现系统的定时功能。

9.嵌入式系统中的I/O设备通常通过中断方式与处理器进行通信。

10.嵌入式系统中的看门狗定时器用于防止系统死锁。

二、嵌入式系统硬件设计

要求：根据以下要求，完成以下设计题目。

1.设计一个基于ARMCortex-M3处理器的嵌入式系统，要求包含以下模块：

a.处理器：ARMCortex-M3

b.存储器：512KBSRAM，4MBFlash

c.输入/输出接口：UART，I2C，SPI

d.电源管理：DC-DC转换器，电池充电器

e.定时器：1ms分辨率定时器

f.中断控制器：支持多个中断源

2.设计一个基于AVR微控制器的嵌入式系统，要求包含以下模块：

a.微控制器：ATmega328P

b.存储器：32KBSRAM，128KBFlash

c.输入/输出接口：UART，ADC，PWM

d.电源管理：线性稳压器，电池充电器

e.定时器：1ms分辨率定时器

f.中断控制器：支持多个中断源

三、嵌入式系统软件开发

要求：根据以下要求，完成以下编程题目。

1.编写一个基于ARMCortex-M3处理器的嵌入式程序，实现以下功能：

a.初始化UART接口，配置波特率为9600

b.循环读取串口数据，当接收到“Hello”时，回复“World”

c.使用中断方式实现定时器功能，定时时间为1秒

2.编写一个基于AVR微控制器的嵌入式程序，实现以下功能：

a.初始化UART接口，配置波特率为9600

b.循环读取串口数据，当接收到“Hello”时，回复“World”

c.使用定时器实现一个简单的PWM信号生成，占空比为50%，频率为1kHz

四、嵌入式系统调试与测试

要求：根据以下要求，完成以下调试与测试题目。

1.列举嵌入式系统调试的常用方法，并简述每种方法的优缺点。

2.设计一个嵌入式系统测试计划，包括测试目标、测试方法、测试用例和测试结果分析。

3.描述如何使用逻辑分析仪进行嵌入式系统硬件调试。

4.编写一个嵌入式程序，实现以下功能：

a.初始化ADC模块，配置为单次转换模式。

b.循环读取ADC值，当ADC值大于某个阈值时，通过UART发送报警信息。

5.分析以下嵌入式系统故障现象，并给出可能的故障原因和解决方法：

a.系统启动后，定时器功能正常，但UART通信异常。

b.系统运行过程中，偶尔出现程序运行异常，导致系统死锁。

五、嵌入式系统安全与可靠性

要求：根据以下要求，完成以下安全与可靠性题目。

1.解释嵌入式系统安全性的概念，并列举常见的嵌入式系统安全威胁。

2.描述如何提高嵌入式系统的可靠性，包括硬件和软件方面的措施。

3.分析以下嵌入式系统安全漏洞，并给出相应的防范措施：

a.系统存在缓冲区溢出漏洞。

b.系统存在未授权访问漏洞。

4.编写一个嵌入式程序，实现以下功能：

a.使用AES加密算法对数据进行加密。

b.使用RSA算法对密钥进行加密和解密。

5.分析以下嵌入式系统可靠性问题，并给出相应的改进措施：

a.系统在高温环境下运行不稳定。

b.系统在长时间运行后出现性能下降。

六、嵌入式系统设计案例

要求：根据以下要求，完成以下设计案例题目。

1.设计一个基于STM32微控制器的智能家居控制系统，包括以下功能：

a.系统启动后，自动检测家中电器状态。

b.通过UART接口接收用户指令，控制家中电器开关。

c.通过Wi-Fi模块实现远程控制功能。

2.设计一个基于ARMCortex-A9处理器的工业控制系统，包括以下功能：

a.系统启动后，实时采集生产线数据。

b.根据采集到的数据，自动调整生产线参数。

c.通过以太网接口实现远程监控功能。

3.分析以下嵌入式系