面试真题 | 国光电器[20240816]

一面（群面）

（1）常规的自我介绍

一个既专业又能够吸引面试官注意力的自我介绍模板如下。但是请根据自己的实际经历和技能进行适当调整和补充：

尊敬的面试官，您好！我是[您的姓名]，非常荣幸有机会参加这次嵌入式系统工程师的面试。我毕业于[毕业院校]，主修[专业名称]，在校期间就对嵌入式系统领域充满了浓厚的兴趣，并通过多个项目和课程实践，不断深化了对微控制器、硬件接口、嵌入式操作系统以及软件开发流程的理解。

专业技能方面：

• 嵌入式开发：我熟练掌握C/C++编程语言，在STM32、ARM Cortex系列处理器上有丰富的开发经验，能够独立完成从需求分析、硬件选型、软件设计到系统调试的全过程。同时，我也对FreeRTOS、RTOS、Linux等嵌入式操作系统有一定的应用经验，能够根据项目需求选择合适的操作系统进行开发。

• 硬件接口：我熟悉各种常用硬件接口，包括UART、SPI、I2C、GPIO、ADC/DAC等，能够处理复杂的硬件通信协议，并编写高效稳定的驱动程序。

• 调试与优化：我熟练使用J-Link、Keil MDK、IAR Embedded Workbench等开发工具进行代码编写和调试，同时掌握使用示波器、逻辑分析仪等硬件工具进行信号分析和问题定位。在性能优化方面，我注重代码效率和资源利用率，能够有效提升系统的整体性能。

项目经验：

• 项目一：智能家居控制系统：在该项目中，我担任主要开发工程师，负责设计并实现了一个基于STM32的智能家居控制系统。该系统通过Zigbee协议与各类传感器和执行器通信，实现了家居环境的智能监控与远程控制。通过该项目，我不仅锻炼了嵌入式软硬件综合开发能力，还深入理解了物联网技术的应用。

• 项目二：工业自动化设备控制系统：在这个项目中，我参与了设备控制系统的设计与开发，主要工作包括编写基于FreeRTOS的实时任务调度代码，以及设计并实现与PLC的通信接口。该项目对稳定性和实时性要求极高，通过团队合作和不断优化，我们成功完成了项目的交付并获得了客户的好评。

个人特质：

我具备良好的学习能力和团队合作精神，善于分析问题和解决问题。面对挑战时，我总能保持积极乐观的态度，不断寻求创新和优化方案。同时，我也注重技术文档的编写和代码规范，确保项目成果的可维护性和可扩展性。

最后，我非常期待能够加入贵公司，与优秀的团队一起工作，共同推动嵌入式技术的发展和创新。我相信，凭借我的专业技能和工作经验，我能够为贵公司的发展贡献自己的力量。谢谢！

请记得，在自我介绍时保持自信、语速适中，并根据面试官的反馈灵活调整内容的详略程度。

（2）大学里面学的比较好的课程？

在嵌入式系统面试中，当面试官询问你大学里面学得比较好的课程时，这是一个展示你专业技能、学习能力和兴趣爱好的好机会。回答时，你可以挑选那些与嵌入式系统开发紧密相关、你掌握得较为深入或者特别有兴趣的课程来阐述。以下是一个示例回答及后续可能的问题与答案：

示例回答

“在我大学的学习经历中，有几门课程我特别印象深刻且学得比较好。首先是《微控制器原理与接口技术》，这门课程不仅让我深入理解了微控制器的内部结构、工作原理以及编程方法，还通过大量的实验项目锻炼了我的动手能力和问题解决能力。特别是通过编写程序控制LED灯闪烁、驱动LCD显示屏等实践，让我对嵌入式系统的开发流程有了直观的认识。

另外，《计算机组成原理》和《操作系统》这两门课程也是我学得比较扎实的。它们为我打下了坚实的计算机体系结构基础，使我能够更好地理解嵌入式系统中硬件与软件之间的交互，以及操作系统在嵌入式系统中的重要性。例如，在理解中断处理、任务调度等概念时，这些知识显得尤为重要。

此外，我还对《数字电路与逻辑设计》和《C/C++程序设计》等课程有着浓厚的兴趣，并通过自学和参加相关竞赛不断加深了对这些领域的理解。这些课程不仅提升了我的编程能力，还让我学会了如何将理论知识应用于实际项目中。”

追问

问题1：能否谈谈你在《微控制器原理与接口技术》课程中的一个具体项目经历？

答案：“当然，在那门课程中，我参与了一个基于STM32微控制器的智能温控系统项目。我们团队负责设计并实现一个能够自动检测环境温度并根据预设阈值调节加热或制冷设备的工作状态的系统。我主要负责了硬件接口电路的设计、微控制器的编程以及系统整体的调试工作。通过这个项目，我不仅掌握了STM32的GPIO操作、中断处理、定时器使用等关键技术，还学会了如何运用Keil MDK等开发工具进行嵌入式软件开发。”

问题2：你在学习《操作系统》时，对哪种类型的操作系统特别感兴趣？为什么？

答案：“我对实时操作系统（RTOS）特别感兴趣。实时操作系统能够在规定的时间内对外部事件做出响应，这对于嵌入式系统来说至关重要。因为嵌入式系统往往需要处理与时间紧密相关的任务，如控制机械臂的精确运动、监测工业设备的实时状态等。RTOS通过提供高效的任务调度、中断管理、时间同步等机制，能够确保系统的实时性和稳定性。此外，我还学习了FreeRTOS、uCOS等RTOS的使用方法，并在一些项目中进行了实践应用。”

（3）你所理解的设备驱动程序的设计流程是什么？

回答设备驱动程序设计流程

设备驱动程序的设计流程是一个系统而复杂的过程，它涉及多个层面和步骤，以确保驱动程序能够高效、稳定地控制硬件设备。以下是详细的设计流程：

1. 需求分析与硬件研究：

   • 需求分析：明确设备的功能要求、性能指标、接口类型等，以及操作系统对驱动程序的具体要求。
   • 硬件研究：深入了解硬件的工作原理、寄存器配置、中断机制、通信协议等细节，为驱动程序的设计提供基础。

2. 设计驱动程序架构：

   • 模块化设计：将驱动程序划分为不同的功能模块，如初始化模块、数据读写模块、中断处理模块等，以提高代码的可读性和可维护性。
   • 接口定义：定义驱动程序与操作系统之间的接口，包括设备文件操作接口、中断处理接口等，以确保驱动程序能够与系统其他部分无缝集成。

3. 编写代码：

   • 初始化代码：编写设备初始化代码，包括设置设备参数、分配资源（如内存、I/O端口、中断号等）、配置硬件寄存器等。
   • 数据读写操作：实现设备的读写操作，包括定义数据格式、处理数据传输协议、优化数据传输效率等。
   • 中断处理：编写中断服务例程，处理硬件设备产生的中断信号，包括中断注册、中断优先级管理、中断处理函数的编写等。
   • 错误处理：设计错误检测和恢复机制，确保在设备故障或异常情况下，驱动程序能够稳定运行并通知上层软件。

4. 测试与调试：

   • 单元测试：对驱动程序的各个模块进行单独测试，验证其功能正确性和稳定性。
   • 集成测试：将驱动程序集成到操作系统中，进行整体系统测试，确保驱动程序与系统的其他部分兼容并稳定运行。
   • 性能测试：评估驱动程序的性能表现，包括数据传输速率、中断响应时间等，以优化驱动程序的性能。

5. 文档编写：

   • 编写驱动程序的用户手册、开发者指南、接口文档等，详细说明驱动程序的功能、使用方法、接口定义、错误代码等，方便用户和开发人员进行开发和维护。

6. 发布与维护：

   • 发布驱动程序给最终用户或集成商，提供必要的支持和服务。
   • 根据用户反馈和硬件更新情况，对驱动程序进行维护和升级，以确保其持续稳定地运行。

追问问题及答案

问题1：在编写设备驱动程序时，如何确保代码的可移植性和可重用性？

答案：

• 使用抽象层：通过定义硬件抽象层（HAL）来隐藏硬件细节，使得上层逻辑与具体硬件分离。这样，当硬件平台发生变化时，只需修改HAL层即可，而无需改动上层逻辑。
• 模块化设计：将驱动程序划分为多个独立的模块，每个模块负责特定的功能。这样，当需要在新项目中重用某个功能时，可以直接将相应的模块集成到新项目中。
• 配置化设计：使用配置文件或宏定义来管理硬件相关的参数和配置信息。这样，当硬件平台发生变化时，只需修改配置文件或宏定义即可，而无需修改代码本身。

问题2：在中断处理中，如何确保中断的及时响应和高效处理？

答案：

• 合理设置中断优先级：根据中断的紧急程度和重要性，合理设置中断优先级。确保高优先级的中断能够优先得到处理，而低优先级的中断则可以在适当的时候进行处理。
• 中断嵌套与屏蔽：在中断服务例程中，根据需要启用或禁用中断嵌套和中断屏蔽功能。以避免低优先级中断干扰高优先级中断的处理过程。
• 优化中断处理流程：减少中断服务例程中的耗时操作，尽量将非关键任务转移到中断服务例程之外处理。同时，优化中断处理函数的执行效率，以减少中断响应时间。

问题3：如何测试设备驱动程序的稳定性和可靠性？

答案：

• 压力测试：模拟高负载或极端条件下的设备使用情况，对驱动程序进行压力测试。以评估其在长时间运行或高负载下的稳定性和可靠性。
• 故障注入测试：通过人为地引入故障（如硬件故障、网络故障等），测试驱动程序在异常情况下的表现。以确保其能够稳定地运行并正确地处理异常情况。
• 回归测试：在每次对驱动程序进行修改或升级后，重新执行之前的测试用例。以确保新版本的驱动程序仍然保持原有的功能和稳定性。

二面（技术面）

（1）给定一个字符数组，求它的 sizeof 的大小，字节对齐之类的；

回答示例

对于sizeof操作符：

sizeof是一个编译时操作符，用于获取类型或变量在内存中占用的字节数。对于字符数组，sizeof会返回整个数组所占用的字节数，包括所有元素和可能的结束符（如字符串的\0字符，如果考虑的是C风格的字符串）。

例如：

char arr[] = "hello";
printf("%zu\n", sizeof(arr)); // 输出 6，包括'h', 'e', 'l', 'l', 'o', 和 '\0'

对于字节对齐：

字节对齐是内存访问优化的技术，编译器会自动（或根据编译器的对齐设置）将结构体或变量的地址调整为某个特定的对齐值（通常是2的幂次），以减少CPU访问内存时的性能损失。对于字符数组，由于字符（char）的大小是1字节，并且字符数组在内存中连续存储，因此字符数组本身通常不受字节对齐的影响。但是，如果字符数组是结构体的一部分，那么整个结构体的对齐可能会影响到数组的位置。

追问问题及答案

问题1：如果char arr[]是一个全局或静态数组，它的sizeof大小会改变吗？

答案： 不会。sizeof操作符的结果是在编译时确定的，与数组是局部、全局还是静态无关。因此，sizeof(arr)的结果将始终是数组分配的总字节数。

问题2：如何计算结构体中包含字符数组时的总对齐大小？

答案： 结构体的总对齐大小取决于结构体中各个成员的大小、类型以及编译器的对齐规则。通常，你可以使用sizeof操作符直接获取整个结构体的对齐后大小。为了理解这一点，你可以编写一个包含字符数组的结构体示例，并使用sizeof来查看其大小。

struct example {
    char arr[10];
    int num; // 假设int为4字节，且编译器默认对齐为4字节
};

printf("%zu\n", sizeof(struct example)); // 输出可能是16，因为编译器可能为了对齐int成员而在arr后填充字节

问题3：在嵌入式系统中，为什么字节对齐很重要？

答案： 在嵌入式系统中，字节对齐之所以重要，是因为它直接影响内存访问的效率。如果数据没有正确对齐，CPU可能需要执行额外的内存访问操作来读取或写入数据，这会增加执行时间并降低系统性能。此外，某些硬件平台可能要求数据按特定方式对齐，否则会导致硬件异常或未定义行为。因此，在嵌入式系统编程中，了解并遵守字节对齐规则是非常重要的。

（2）linux内核源码看过吗？linux内核启动流程，叙述一下；

是否看过Linux内核源码

回答： 我确实阅读过Linux内核源码，但主要是基于学习和研究的目的，并没有深入到每一个细节。Linux内核源码是一个庞大而复杂的项目，包含了操作系统核心的各种功能和数据结构。通过阅读源码，我能够更深入地理解Linux操作系统的工作原理、内核架构、以及各个子系统之间的交互方式。这对于我从事嵌入式系统开发、尤其是涉及到底层驱动和系统优化方面的工作非常有帮助。

Linux内核启动流程

回答： Linux内核的启动流程是一个复杂而有序的过程，它涉及到从硬件初始化到操作系统完全运行起来的多个阶段。以下是一个简化的Linux内核启动流程概述：

1. BIOS/UEFI启动：

   • 当计算机或嵌入式设备启动时，BIOS（基本输入输出系统）或UEFI（统一可扩展固件接口）会首先运行。它们负责初始化硬件、检查系统配置、加载并运行引导加载程序（如GRUB、LILO等）。

2. 引导加载程序：

   • 引导加载程序从存储设备（如硬盘、SD卡等）上加载内核映像（如vmlinuz）到内存中。同时，它还可