嵌入式硬件設(shè)計(jì)要素試題及答案姓名：____________________

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）

1.下列哪個(gè)不是嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的基本原則？

A.高效性

B.可靠性

C.可維護(hù)性

D.可擴(kuò)展性

2.在嵌入式系統(tǒng)中，用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器是：

A.RAM

B.ROM

C.EEPROM

D.以上都是

3.嵌入式系統(tǒng)的CPU通常采用以下哪種架構(gòu)？

A.CISC

B.RISC

C.VLIW

D.以上都是

4.以下哪個(gè)不屬于嵌入式系統(tǒng)中的典型接口？

A.UART

B.SPI

C.I2C

D.USB

5.嵌入式系統(tǒng)中的時(shí)鐘系統(tǒng)主要包括哪些部分？

A.主時(shí)鐘、時(shí)鐘源、時(shí)鐘分配器

B.時(shí)鐘源、時(shí)鐘控制器、時(shí)鐘分配器

C.時(shí)鐘源、時(shí)鐘控制器、時(shí)鐘緩沖器

D.主時(shí)鐘、時(shí)鐘控制器、時(shí)鐘緩沖器

6.在嵌入式系統(tǒng)中，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器是：

A.SRAM

B.DRAM

C.Flash

D.以上都不是

7.以下哪種通信協(xié)議適用于長(zhǎng)距離通信？

A.UART

B.SPI

C.I2C

D.CAN

8.以下哪個(gè)不是嵌入式系統(tǒng)中的電源管理技術(shù)？

A.電源開關(guān)控制

B.電源電壓調(diào)節(jié)

C.電源電流監(jiān)測(cè)

D.系統(tǒng)休眠模式

9.嵌入式系統(tǒng)中，用于處理模擬信號(hào)的電路是：

A.模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）

B.數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）

C.電壓比較器

D.以上都是

10.在嵌入式系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備間通信的接口是：

A.UART

B.SPI

C.I2C

D.以上都是

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共5題）

1.嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)包括：

A.高效性

B.可靠性

C.可維護(hù)性

D.可擴(kuò)展性

E.經(jīng)濟(jì)性

2.嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的主要組成部分包括：

A.中央處理器（CPU）

B.存儲(chǔ)器

C.輸入/輸出接口

D.電源管理系統(tǒng)

E.外設(shè)

3.嵌入式系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器類型包括：

A.RAM

B.ROM

C.EEPROM

D.Flash

E.以上都是

4.以下哪些是嵌入式系統(tǒng)中的典型接口？

A.UART

B.SPI

C.I2C

D.USB

E.CAN

5.嵌入式系統(tǒng)中的電源管理技術(shù)包括：

A.電源開關(guān)控制

B.電源電壓調(diào)節(jié)

C.電源電流監(jiān)測(cè)

D.系統(tǒng)休眠模式

E.電源備份

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共10題）

1.嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響功耗？

A.電路設(shè)計(jì)

B.電壓等級(jí)

C.外設(shè)選擇

D.軟件算法

E.環(huán)境溫度

2.下列哪些是嵌入式系統(tǒng)中的常見處理器類型？

A.ARMCortex-M系列

B.MIPS

C.PowerPC

D.Intelx86

E.DSP

3.嵌入式系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)包括哪些層次？

A.存儲(chǔ)器核心層

B.存儲(chǔ)器緩沖層

C.存儲(chǔ)器緩存層

D.存儲(chǔ)器設(shè)備層

E.存儲(chǔ)器接口層

4.在嵌入式系統(tǒng)中，以下哪些是常見的通信協(xié)議？

A.CAN

B.LIN

C.UART

D.I2C

E.USB

5.以下哪些是嵌入式系統(tǒng)中常用的傳感器？

A.溫度傳感器

B.壓力傳感器

C.位置傳感器

D.光傳感器

E.濕度傳感器

6.嵌入式系統(tǒng)中的電源管理策略包括：

A.動(dòng)態(tài)電壓和頻率調(diào)整（DVFS）

B.系統(tǒng)休眠模式

C.空閑模式

D.睡眠模式

E.深度睡眠模式

7.嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中的抗干擾措施包括：

A.使用屏蔽和接地

B.選用抗干擾能力強(qiáng)的器件

C.使用去耦電容

D.采用差分信號(hào)傳輸

E.優(yōu)化PCB布局

8.以下哪些是嵌入式系統(tǒng)中常用的外設(shè)接口？

A.串行接口

B.并行接口

C.模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）

D.數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）

E.顯示接口

9.嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性？

A.元器件質(zhì)量

B.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

C.軟件穩(wěn)定性

D.環(huán)境因素

E.人體工程學(xué)

10.以下哪些是嵌入式系統(tǒng)中的常見總線類型？

A.SDRAM

B.DDR

C.PCIe

D.SPI

E.I2C

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)應(yīng)該以降低成本為主要目標(biāo)。（×）

2.嵌入式系統(tǒng)的處理器核心頻率越高，系統(tǒng)的性能越好。（×）

3.在嵌入式系統(tǒng)中，使用更多的存儲(chǔ)器會(huì)增加系統(tǒng)的功耗。（√）

4.嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循模塊化原則，以便于維護(hù)和升級(jí)。（√）

5.嵌入式系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器容量越大，系統(tǒng)的運(yùn)行速度就越快。（×）

6.嵌入式系統(tǒng)中的電源管理可以完全由軟件實(shí)現(xiàn)。（×）

7.嵌入式系統(tǒng)中的通信接口越多，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性就越強(qiáng)。（√）

8.在嵌入式系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)處理（DSP）主要用于模擬信號(hào)的處理。（×）

9.嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能使用通用組件，以降低成本。（×）

10.嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮電磁兼容性（EMC）問題。（√）

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共6題）

1.簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，如何優(yōu)化功耗。

2.解釋什么是嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)，并簡(jiǎn)要說明其作用。

3.描述在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何選擇合適的通信協(xié)議。

4.說明嵌入式系統(tǒng)中電源管理的重要性，并列舉幾種常見的電源管理策略。

5.簡(jiǎn)要分析嵌入式系統(tǒng)中，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)的可靠控制和數(shù)據(jù)采集。

6.闡述嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，如何考慮電磁兼容性（EMC）問題。

試卷答案如下

一、單項(xiàng)選擇題

1.D

解析思路：嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的基本原則包括高效性、可靠性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，經(jīng)濟(jì)性并不是基本原則。

2.D

解析思路：嵌入式系統(tǒng)中，存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器通常是只讀存儲(chǔ)器（ROM）。

3.B

解析思路：嵌入式系統(tǒng)CPU通常采用精簡(jiǎn)指令集（RISC）架構(gòu)，因?yàn)槠渲噶顖?zhí)行速度更快。

4.D

解析思路：USB是一種廣泛應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)和移動(dòng)設(shè)備的通用接口，不屬于嵌入式系統(tǒng)中的典型接口。

5.A

解析思路：嵌入式系統(tǒng)的時(shí)鐘系統(tǒng)主要包括主時(shí)鐘、時(shí)鐘源和時(shí)鐘分配器。

6.C

解析思路：Flash是非易失性存儲(chǔ)器，適合用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。

7.D

解析思路：CAN（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）是一種適用于長(zhǎng)距離、高速率通信的通信協(xié)議。

8.D

解析思路：系統(tǒng)休眠模式是嵌入式系統(tǒng)中的電源管理技術(shù)，而不是電源管理技術(shù)本身。

9.D

解析思路：嵌入式系統(tǒng)中，處理模擬信號(hào)的電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）和電壓比較器。

10.D

解析思路：多個(gè)設(shè)備間通信的接口通常是USB，因?yàn)樗С旨床寮从煤蜔岵灏巍?/p>

二、多項(xiàng)選擇題

1.A,B,C,D,E

解析思路：嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的目標(biāo)包括高效性、可靠性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)性。

2.A,B,C,D,E

解析思路：嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的主要組成部分包括CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、電源管理系統(tǒng)和外設(shè)。

3.A,B,C,D

解析思路：嵌入式系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器類型包括RAM、ROM、EEPROM和Flash。

4.A,B,C,D,E

解析思路：嵌入式系統(tǒng)中的典型接口包括UART、SPI、I2C和USB。

5.A,B,C,D,E

解析思路：嵌入式系統(tǒng)中常用的傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置傳感器、光傳感器和濕度傳感器。

6.A,B,C,D,E

解析思路：嵌入式系統(tǒng)中的電源管理策略包括DVFS、系統(tǒng)休眠模式、空閑模式、睡眠模式和深度睡眠模式。

7.A,B,C,D,E

解析思路：嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中的抗干擾措施包括使用屏蔽和接地、選用抗干擾能力強(qiáng)的器件、使用去耦電容、采用差分信號(hào)傳輸和優(yōu)化PCB布局。

8.A,B,C,D,E

解析思路：嵌入式系統(tǒng)中常用的外設(shè)接口包括串行接口、并行接口、ADC、DAC和顯示接口。

9.A,B,C,D,E

解析思路：影響嵌入式系統(tǒng)可靠性的因素包括元器件質(zhì)量、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件穩(wěn)定性、環(huán)境因素和人體工程學(xué)。

10.A,B,C,D,E

解析思路：嵌入式系統(tǒng)中常見的總線類型包括SDRAM、DDR、PCIe、SPI和I2C。

三、判斷題

1.×

解析思路：降低成本是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)考慮因素，但不是唯一目標(biāo)。

2.×

解析思路：處理器核心頻率高并不意味著系統(tǒng)性能好，還需要考慮其他因素如功耗、內(nèi)存速度等。

3.√

解析思路：更多的存儲(chǔ)器會(huì)增加系統(tǒng)的功耗，因?yàn)樗鼈冃枰嗟碾娏砭S持?jǐn)?shù)據(jù)。

4.√

解析思路：模塊化設(shè)計(jì)有助于提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和可升級(jí)性。

5.×

解析思路：存儲(chǔ)器容量大并不直接提高運(yùn)行速度，運(yùn)行速度還取決于CPU速度和內(nèi)存帶寬。

6.×

解析思路：電源管理需要硬件和軟件的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。

7.√

解析思路：通信接口越多，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性通常越強(qiáng)。

8.×

解析思路：DSP主要用于數(shù)字信號(hào)處理，而不是模擬信號(hào)。

9.×

解析思路：通用組件可能不適用于特定的嵌入式系統(tǒng)需求，需要根據(jù)具體應(yīng)用選擇合適的組件。

10.√

解析思路：EMC問題是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方面，確保系統(tǒng)在電磁環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。

四、簡(jiǎn)答題

1.優(yōu)化功耗的方法包括選擇低功耗器件、優(yōu)化電路設(shè)計(jì)、使用低功耗工作模式、合理布局PCB等。

2.存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)包括核心層、緩沖層、緩存層、設(shè)備層和接口層，它通過不同層次的存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)速度和成本的