《MCU职位》面试问题

1. 中断何如设计

1. 中断服务函数（ISR）应该尽可能简短，尽量只做通知
2. 避免在中断中使用阻塞操作
3. 在中断和主程序之间共享的变量必须用 volatile
4. 当多个中断或中断与主程序访问共享资源时，需要保护
5. 中断优先级管理
6. 及时清除中断标志
7. 避免递归中断
8. 确保足够堆栈

2. 如何通过DMA读取大量数据，避免丢包

1. 使用循环模式：确保DMA配置为循环模式，双缓冲方案
2. 足够大的缓冲区：根据数据速率和处理能力设置合适的缓冲区大小
3. 及时处理数据：在主循环中及时处理DMA收集的数据
4. 软件硬件流控制
5. 错误检测：实现DMA错误中断处理
6. 优先级设置：为DMA中断设置合适的优先级
7. 内存管理：确保DMA缓冲区不在缓存行边界上，内存对齐

3. freertos 如何边界区处理

1. 保护临界区，即那些必须完整执行、不能被打断的代码段
2. 可以考虑使用信号量（Semaphore） 或互斥量（Mutex） 来进行任务间的同步与资源共享
3. 任务级 taskENTER_CRITICAL() / taskEXIT_CRITICAL()
4. 中断级 taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR() / taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()
5. 避免阻塞，保持精简

4. 死锁

1. 双锁，解决方法：两个任务都按照同一个顺序A-B

void Task1(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        xSemaphoreTake(xMutexA, portMAX_DELAY);  // 先获取A
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1));            // 增加死锁概率
        xSemaphoreTake(xMutexB, portMAX_DELAY);  // 再请求B
        
        // 访问资源A和B
        printf("Task1 critical section\n");
        
        xSemaphoreGive(xMutexB);
        xSemaphoreGive(xMutexA);
    }
}

void Task2(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        xSemaphoreTake(xMutexB, portMAX_DELAY);  // 先获取B
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1));            // 增加死锁概率
        xSemaphoreTake(xMutexA, portMAX_DELAY);  // 再请求A
        
        // 访问资源A和B
        printf("Task2 critical section\n");
        
        xSemaphoreGive(xMutexA);
        xSemaphoreGive(xMutexB);
    }
}

2. 自锁，解决方法：超时

void Task(void *pvParameters)
{
    xSemaphoreTake(xMutex, portMAX_DELAY);  // 第一次获取
    
    // 某些条件下再次尝试获取同一个互斥量
    if(some_condition) {
        xSemaphoreTake(xMutex, portMAX_DELAY);  // 第二次获取 - 死锁！
    }
    
    xSemaphoreGive(xMutex);
}

3. 获取资源组，一次获取所有的锁

5. 如何解决遇到难处理问题

1. 看门狗是否复位
2. 计算错误、逻辑流程、数据损坏、通信出错
3. 时好时坏、稳定复现
4. 日志
5. 调试器甚至逻辑分析仪
6. 中断、互斥量、越界、空指针、野指针
7. 函数重入
8. 调试器PC
9. 时钟
10. 中断服务函数过长、优先级、未清除中断标志、阻塞
11. 去除不相关的功能最小排查
12. 硬件：电源、时钟、复位、焊接、电磁

6. 项目中遇到的最难的问题，如何解决？

7. 时钟树都有什么

1. 选择时钟源HSI/E LSI/E
2. PLL设置
3. 分频器设置

8. GPIO

• 推挽输出：可以主动输出高电平（推）和低电平（挽）。驱动能力强，适合驱动LED、控制继电器等。
• 开漏输出：只能主动拉低电平，高电平需要外部上拉电阻。方便连接不同电压等级的器件。适合I2C等总线通信。
• 上拉/下拉输入：在引脚悬空时，通过内部电阻给一个确定的电平，防止误触发。上拉默认高电平，下拉默认低电平。

9. 程序代码、常量、全局变量、局部变量、堆栈分别存储在MCU的哪个区域？

• Flash/ROM：存储程序代码（.text）和常量（如const变量）。
• RAM：
• data数据段：存储已初始化的全局变量和静态变量。
• BSS段：存储未初始化的全局变量和静态变量（启动时清零）。
• 堆：动态分配的内存（malloc/free），从低地址向高地址增长。
• 栈：局部变量、函数参数、返回地址等，从高地址向低地址增长。

关键点：栈溢出会覆盖堆或其他数据区域，导致不可预知的错误，非常危险。

10. 什么是内存对齐？为什么需要内存对齐？

• 要求数据在内存中的地址必须是其本身大小的整数倍。一个 uint32_t 变量，其地址最好是4的倍数。
• 不对齐的内存访问可能需要多次总线操作，降低效率。Cortex-M的硬件不支持非对齐访问。

11. 如何让MCU进入低功耗模式？有什么注意事项？

• Sleep, Stop, Standby（功耗依次降低，唤醒时间依次增长）。
• 进入前必须配置好唤醒源（如外部中断、RTC闹钟）。
• 进入前关闭不必要的外设时钟和功能以节省功耗。
• 将未使用的IO引脚设置为模拟输入模式，避免漏电流。

12. 如何优化MCU程序的性能和效率？

• 编译器优化：使用 -O2 或 -Os（优化代码大小）等级别。
• 算法与数据结构：选择时间/空间复杂度更优的算法。
• 减少函数调用开销：对性能关键的短小函数使用 inline 内联\宏函数。
• 查表法代替实时计算：如CRC、三角函数等。
• 使用DMA：将CPU从繁重的数据搬运工作中解放出来。

13. 软件版本管理的

• 主分支main/master、开发分支develop、功能分支feature/xxx、修复分支hotfix/xxx。为发布版本打Tag

14. 在团队协作中，如何保证代码质量

• 相互审查代码
• 使用工具检查代码
• 编写测试用例

15. volatile关键字有什么用

• 告诉编译器，这个变量可能会被意想不到地改变，禁止对其进行优化（如缓存到寄存器），每次都必须从内存中读取。
• 在中断服务程序和主循环之间共享的全局变量。
• 在多线程环境（如RTOS）中共享的全局变量。