嵌入式开发工程师笔试面试指南-面试题目整理（1）

1 ARM 有多少32位寄存器 ？⭐⭐⭐⭐

在 ARM 架构中，通常有 37 个 32 位寄存器，包括：

通用寄存器：

R0 - R15：这 16 个寄存器是最常用的通用寄存器。其中 R0 - R3 通常用于传递函数参数和返回值，R4 - R11 用于保存局部变量等，R12 一般作为子程序内部的临时寄存器，R13 通常作为栈指针（SP），R14 为链接寄存器（LR），用于保存子程序的返回地址，R15 是程序计数器（PC），指向当前正在执行的指令地址的下一条指令地址。

特殊寄存器：

CPSR：当前程序状态寄存器（Current Program Status Register），用于保存程序当前的运行状态，包括条件标志位、中断使能位、处理器模式等信息。

SPSR：备份程序状态寄存器（Saved Program Status Register），在异常发生时，用于保存 CPSR 的当前值，以便在异常处理结束后恢复原来的程序状态。

协处理器寄存器：ARM 架构支持协处理器，有多个协处理器寄存器用于特定的功能，如浮点运算等。

程序状态保存寄存器：用于在异常处理等情况下保存和恢复程序状态。

此外，在不同的 ARM 处理器版本和应用场景下，寄存器的数量和用途可能会略有差异，但一般来说都是在这个基础上进行扩展或调整。

2 CPU、MPU、MCU、SOC、SOPC联系和区别⭐⭐⭐

CPU、MPU、MCU、SoC、SOPC 的联系和区别如下：

联系

它们都是集成电路芯片，是电子系统的核心部件，都可以处理数字信号，实现各种逻辑运算、数据处理等功能，且在架构和原理上有一定的相似性，都包含运算器、控制器等基本组成部分。

高级的 MCU、SoC、SOPC 通常会集成 CPU 作为核心处理单元，以实现更复杂的系统功能。

区别

CPU：即中央处理器，是计算机系统的运算和控制核心，主要进行算术逻辑运算、控制指令执行等，不包含内存、外设等，需搭配内存、主板芯片组等其他硬件才能构成完整系统，常见于电脑等。

MPU：即微处理器，是高性能的 CPU，强调运算和处理能力，有复杂指令集或高性能的精简指令集，用于对处理能力要求高的设备，如智能手机、平板电脑等。

MCU：即微控制器，把 CPU、存储器、定时器、计数器、多种接口等集成在一个芯片上，面向控制领域，对成本、功耗、可靠性要求高，用于家电、工业控制、汽车电子等。

SoC：即片上系统，将 CPU、GPU、内存、各种接口、通信模块等集成在一个芯片上，形成完整系统，注重系统集成和协同工作，用于手机、智能穿戴设备等。

SOPC：即可编程片上系统，基于可编程逻辑器件（FPGA）实现，可根据需求动态配置硬件电路，将软核 CPU 或硬核 CPU 与其他逻辑模块集成，灵活性高，用于科研、定制化产品开发等。

3 上拉、下拉、高阻态介绍⭐⭐⭐⭐

上拉、下拉和高阻态是数字电路中常见的概念，以下是它们的介绍：

上拉

定义：通过一个电阻将不确定的信号连接到高电平，使信号在默认状态下为高电平。

作用：确保在没有其他驱动信号时，信号引脚处于确定的高电平状态，防止信号悬空而产生不稳定或误触发的情况，常用于输入引脚，提高电路的抗干扰能力。

下拉

定义：与上拉相反，是通过电阻将信号连接到低电平，让信号在默认情况下为低电平。

作用：使信号引脚在无驱动时处于低电平，同样可避免信号悬空带来的问题，在一些电路中用于设定初始状态或确定特定的逻辑条件。

高阻态

定义：指电路中的某个节点或引脚既不呈现高电平也不呈现低电平，相当于该节点与其他电路部分断开连接，处于一种悬浮的高阻抗状态。

作用：常用于三态门电路等，实现多个设备共享总线等资源，当设备处于高阻态时，不会对总线上的信号产生影响，允许其他设备在总线上进行数据传输等操作。

4 串口协议讲一讲⭐⭐⭐⭐

串口协议即串行通信协议，是指数据一位一位地顺序传输的通信协议，常见的有 UART、RS-232、RS-485 等，以下是对串口协议的简要介绍：

UART：通用异步收发传输器，数据以帧为单位传输，一帧数据包含起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。不使用时钟信号，靠双方约定的波特率来保证数据同步，适用于短距离、低速通信，如主板与外设通信。

RS-232：是 UART 的一种电气标准，规定了信号的电平、接口形状等。采用负逻辑，逻辑 “1” 为 - 3V 至 - 15V，逻辑 “0” 为 + 3V 至 + 15V，通信距离一般在 15 米以内，常用于计算机与调制解调器等设备连接。

RS-485：基于 UART，采用差分信号传输，抗干扰能力强，传输距离可达 1200 米左右，支持多节点通信，总线上可挂接多个设备，常用于工业控制、安防监控等领域的远距离、多设备通信。

5 IIC、SPI、UART、CAN协议区别⭐⭐⭐⭐⭐

IIC、SPI、UART、CAN 协议的区别主要体现在以下几个方面：

通信方式

IIC：半双工通信，同一时刻只能进行发送或接收操作，通过 SDA（数据线）和 SCL（时钟线）两根线进行通信。

SPI：全双工通信，可同时进行数据的发送和接收，通常有四根线，分别是 MOSI（主出从入）、MISO（主入从出）、SCK（时钟线）和 SS（片选线）。

UART：半双工或全双工，常用的是异步通信，通过两根线，即 TXD（发送线）和 RXD（接收线）进行数据传输。

CAN：半双工通信，使用两根线 CAN_H 和 CAN_L，通过差分信号传输数据。

通信速率

IIC：标准模式下可达 100kbps，快速模式可达 400kbps，高速模式可达 3.4Mbps。

SPI：通信速率较高，可达到几十 Mbps，具体取决于设备和时钟频率。

UART：速率相对较低，常见的有 9600bps、115200bps 等。

CAN：速率根据不同的应用场景有所不同，最高可达 1Mbps。

应用场景

IIC：常用于连接低速的外围设备，如 EEPROM、传感器等，适合近距离、多设备的通信场景。

SPI：适用于需要高速数据传输的设备，如 Flash 存储器、ADC、DAC 等，常用于主设备与从设备之间的短距离通信。

UART：主要用于点对点的通信，如计算机与串口设备之间的通信，像调试串口、蓝牙模块通信等。

CAN：广泛应用于汽车电子、工业自动化等对可靠性和实时性要求较高的领域，用于多个节点之间的通信。

6 锁有哪些？有什么注意事项⭐⭐⭐⭐

常见的锁

互斥：用于保护共享资源，确保同一时刻只有一个线程或进程能够访问该资源，避免数据冲突和不一致。