2025年嵌入式系統設計師考試嵌入式系統嵌入式系統功耗管理試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪項不屬于嵌入式系統的特點？A.高可靠性B.實時性C.硬件資源受限D.軟件復雜度高2.下列哪種技術用于降低嵌入式系統功耗？A.硬件設計B.軟件設計C.電源管理D.以上都是3.以下哪項不是嵌入式系統功耗管理的目的？A.提高系統性能B.降低功耗C.提高系統穩定性D.延長電池壽命4.下列哪種功耗管理策略適用于電池供電的嵌入式系統？A.動態電壓和頻率調整（DVFS）B.硬件節流C.系統休眠D.以上都是5.以下哪種功耗管理方法可以降低CPU功耗？A.降頻B.關閉CPU核心C.睡眠模式D.以上都是6.以下哪種功耗管理方法可以提高存儲器功耗？A.讀取操作B.寫入操作C.存儲器刷新D.以上都不是7.以下哪種功耗管理策略適用于低功耗模式？A.全速運行B.休眠模式C.低功耗模式D.以上都不是8.以下哪種功耗管理方法可以提高系統穩定性？A.硬件設計B.軟件設計C.電源管理D.以上都是9.以下哪種功耗管理方法可以降低嵌入式系統的功耗？A.動態電壓和頻率調整（DVFS）B.硬件節流C.系統休眠D.以上都是10.以下哪種功耗管理方法可以提高電池壽命？A.降頻B.關閉CPU核心C.睡眠模式D.以上都是二、填空題（每空2分，共20分）1.嵌入式系統功耗管理的目的是_________。2.動態電壓和頻率調整（DVFS）是一種_________功耗管理技術。3.硬件節流是通過_________來降低功耗。4.系統休眠是一種_________功耗管理策略。5.嵌入式系統功耗管理分為_________和_________。6.以下哪種功耗管理方法可以降低CPU功耗？（）7.以下哪種功耗管理方法可以提高存儲器功耗？（）8.以下哪種功耗管理方法適用于低功耗模式？（）9.以下哪種功耗管理方法可以提高電池壽命？（）10.以下哪種功耗管理方法可以降低嵌入式系統的功耗？（）四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述嵌入式系統功耗管理的兩種主要方法及其原理。2.解釋什么是動態電壓和頻率調整（DVFS），并說明其在功耗管理中的作用。3.描述硬件節流在嵌入式系統功耗管理中的應用及其優缺點。五、論述題（20分）論述嵌入式系統功耗管理在智能硬件設計中的重要性，并結合實際應用舉例說明。六、計算題（20分）某嵌入式系統在正常工作狀態下，CPU功耗為1W，存儲器功耗為0.5W，其他硬件功耗為0.3W。請計算在以下兩種情況下系統的總功耗：（1）系統運行在最高頻率下；（2）系統運行在最低頻率下。本次試卷答案如下：一、選擇題（每題2分，共20分）1.D。嵌入式系統通常具有高可靠性、實時性和硬件資源受限的特點，而軟件復雜度并不一定高。2.D。降低功耗可以通過硬件設計、軟件設計和電源管理等多種途徑實現。3.A。嵌入式系統功耗管理的目的主要是降低功耗、延長電池壽命和提高系統穩定性。4.D。電池供電的嵌入式系統需要通過多種功耗管理策略來保證設備的正常運行。5.D。降頻、關閉CPU核心和睡眠模式都是降低CPU功耗的有效方法。6.C。存儲器刷新操作會消耗一定的功耗。7.C。低功耗模式是專門為降低功耗而設計的模式。8.D。通過硬件設計、軟件設計和電源管理可以提高系統穩定性。9.D。動態電壓和頻率調整（DVFS）、硬件節流和系統休眠都是降低嵌入式系統功耗的方法。10.D。降頻、關閉CPU核心和睡眠模式都是提高電池壽命的有效方法。二、填空題（每空2分，共20分）1.降低功耗、延長電池壽命、提高系統穩定性。2.動態電壓和頻率調整（DVFS）。3.硬件節流。4.系統休眠。5.硬件設計、軟件設計。6.降頻、關閉CPU核心、睡眠模式。7.讀取操作、寫入操作。8.睡眠模式。9.降頻、關閉CPU核心、睡眠模式。10.動態電壓和頻率調整（DVFS）、硬件節流、系統休眠。四、簡答題（每題10分，共30分）1.解析：嵌入式系統功耗管理的兩種主要方法是硬件設計和軟件設計。硬件設計通過選擇低功耗的硬件組件和優化電路設計來降低功耗；軟件設計通過優化算法和降低CPU工作頻率來降低功耗。2.解析：動態電壓和頻率調整（DVFS）是一種根據系統負載動態調整CPU工作頻率和電壓的技術。在低負載時，降低頻率和電壓可以降低功耗；在高負載時，提高頻率和電壓可以提高系統性能。3.解析：硬件節流是通過減少硬件組件的工作頻率和電壓來降低功耗的方法。例如，關閉不使用的硬件組件或降低CPU頻率。硬件節流的優點是可以顯著降低功耗，缺點是可能會影響系統性能。五、論述題（20分）解析：嵌入式系統功耗管理在智能硬件設計中的重要性體現在以下幾個方面：1.延長電池壽命：智能硬件通常使用電池供電，功耗管理可以延長電池使用時間，提高用戶體驗。2.提高系統穩定性：合理的功耗管理可以降低系統發熱，提高系統穩定性，減少故障率。3.節省成本：通過降低功耗，可以減少能源消耗，降低運營成本。4.增強競爭力：在能源日益緊張的環境下，具有良好功耗管理的智能硬件具有更高的市場競爭力。舉例說明：以智能手機為例，通過動態電壓和頻率調整（DVFS）技術，在低負載時降低CPU頻率和電壓，可以降低功耗，延長電池使用時間。六、計算題（20分）解析：（1）系統運行在最高頻率下：總功耗