嵌入式软件工程师面试题常见问题有哪些？

一、C/C++语言相关

（一）基础语法

• 变量与数据类型：嵌入式开发中对变量的定义、类型转换等要求精准。例如会问到不同数据类型的字节数，像在32位机器中，int类型通常是4个字节。还可能涉及到有符号和无符号类型的区别，如在处理某些寄存器值或者通信协议中的数据时，无符号类型能表示更大的正数范围，更符合需求。
• 指针与引用：这是C/C++中的重点和难点。面试官可能会问指针和引用的区别，如引用必须被初始化而指针不必，引用初始化后不能改变而指针可以改变所指对象，并且不存在指向空值的引用但存在空指针等。此外，还可能涉及到指针的运算，如指针的偏移量计算在数组操作中的应用等。
• 内存管理：包括堆和栈的区别，如栈由编译器自动管理，空间较小且操作效率高，用于存放函数调用中的参数、局部变量等；堆则由程序员手动管理，空间较大但容易出现内存泄漏等问题。像malloc和free函数（C）、new和delete关键字（C++）的使用，以及内存泄漏的检测和避免方法等也可能被问到。

（二）函数与结构体

• 函数特性：如函数的参数传递方式（值传递、指针传递、引用传递）及其特点。值传递会复制一份数据，而指针传递和引用传递可以直接操作原数据，在处理大量数据或者修改函数外部变量时，后两者更合适。还有函数的重载和覆盖概念的区别，函数重载是在同一个类中，函数名相同但参数列表不同；函数覆盖是在派生类中重新定义基类的虚函数。
• 结构体与联合体：需要掌握结构体和联合体的定义、使用场景以及它们之间的区别。结构体中的成员变量是各自独立存储的，可以同时存在；而联合体的所有成员共用同一块内存空间，同一时间只能存储其中一个成员的值。在嵌入式系统中，当需要对不同类型的数据进行打包传输时，结构体很常用；而在某些资源有限且数据不会同时使用的情况下，联合体可以节省内存空间。

二、嵌入式系统知识

（一）硬件相关

• 微控制器与微处理器选择：在选择合适的微控制器（MCU）或微处理器（MPU）时，要考虑多个因素。例如项目的性能需求，如果是对处理速度要求高、功能复杂的项目可能选择性能更强的MPU；而对于一些资源受限、功能相对单一且对功耗要求低的项目，MCU可能更合适。还要考虑成本、功耗、外设接口（如UART、SPI、I2C接口数量是否满足与外部设备通信的需求）等因素。
• 寄存器操作：嵌入式开发经常涉及到对硬件寄存器的读写操作。需要了解寄存器的地址映射，如何正确地设置寄存器的值来控制硬件功能。例如，设置定时器的寄存器来控制定时时长，设置串口的波特率寄存器来确定通信速率等。

（二）操作系统相关

• 嵌入式操作系统（RTOS）：如果项目使用了RTOS，如FreeRTOS、uC/OS等，会问到RTOS的任务管理（如何创建、删除、挂起和恢复任务）、任务间通信（消息队列、信号量、互斥锁等机制的原理和使用）以及任务调度算法（如抢占式调度和非抢占式调度的区别和应用场景）等知识。
• Linux系统编程：对于涉及Linux系统的嵌入式开发，常见问题包括文件系统操作（如打开、读取、写入文件）、进程管理（进程的创建、终止、查看进程状态等）、网络编程（TCP/IP协议栈的理解，套接字编程等）等内容。

三、通信协议

（一）内部通信

• I2C协议：需要了解I2C的工作原理，包括其主从设备的通信机制、起始和停止条件、数据传输格式（7位或10位地址模式）等。例如在一些传感器与微控制器的通信中，I2C协议被广泛应用，因为它只需要两根线（SDA和SCL）就可以实现多设备连接。
• SPI协议：SPI协议相对复杂一些，要掌握SPI的四种工作模式（由时钟极性和时钟相位决定）、主从设备之间的数据传输过程、片选信号的作用等。在与外部闪存芯片或者显示屏等设备通信时，SPI协议可能会被用到。

（二）外部通信

• UART通信：这是最基本的串口通信协议，要清楚UART的波特率、数据位、停止位、奇偶校验位等参数的含义和设置方法。在嵌入式系统与上位机（如PC）进行简单的数据传输或者调试信息输出时，经常会使用UART接口。
• 网络通信协议（TCP/IP）：对于有网络功能的嵌入式设备，需要了解TCP/IP协议族的分层结构（如网络层的IP协议、传输层的TCP和UDP协议等）。TCP协议的可靠连接建立过程（三次握手）、数据传输的可靠性保证（如确认应答、重传机制等），UDP协议的无连接、高效率、适合实时性要求高的应用场景（如视频流传输）等特性也都是常见考点。