嵌入式软件面试那点事

本篇笔记将总结关于嵌入式软件面试的一些东西，东西太多，不会全部展开，仅做个人总结之用，各位道友也可参考参考。

首先说个大概的，嵌入式软件需要掌握什么东西？

1. 对单片机的熟悉程度（包括中断系统、各种外设模块、时钟系统等）
2. 对通信协议的熟悉程度（常见的有SPI、UART、I2C等）
3. 掌握基本的数据结构（如队列、栈、链表）
4. 掌握基本的算法（多种排序算法，数据结构中需要的一些算法）

其实嵌入式的东西很庞杂，不是一下子就能说清的，只能想到哪写到哪了。

对单片机的熟悉程度，这个就要考你的基本功了，比如单片机运行到main函数之前做了什么（首先是从启动文件的复位中断进入，然后初始化时钟，进入main函数之前还得初始化一些全局变量）？单片机的中断机制是怎样的（这个和向量表有很大关系）？固件升级原理（一份BootLoader程序，一份APP，这个其实不难，鱼鹰有专门的笔记讲述，如果你的简历没有写这个的话可能不会问这个，笔记）？是否使用过DMA，原理是什么（DMA传输方式，怎么设置，笔记）？

通信协议的话，主要不是上层的通信协议，而是物理层面的通信协议，比如串口通信需要掌握一帧格式（起始位、数据域、奇偶校验位、停止位等）；SPI通信的四种模式，你又是如何确定使用哪种模式的？I2C通信格式（起始信号、结束信号、应答信号等）？如果说你学过USB，可能会问你USB采用什么编码、有几种端点模式、简单介绍枚举过程（但也别太简单）？更高级的可能问你关于网络这块的知识（具体鱼鹰也不知道，因为还没系统学过，这里推荐《TCP/IP详解》）

数据结构，比如最常接触的栈、队列、链表（单向、多向链表）的原理，而数据结构肯定会涉及到一些算法操作，比如出栈、入栈；出队、入队；插入、删除等操作，而比较纯粹的算法是排序算法，其中有冒泡算法、快速排序算法等（这里推荐《大话数据结构》），注意这些知识常以笔试形式出现，所以一定要能写出来（关于笔试推荐《剑指Offer》）。

鱼鹰最弱的应该是笔试了，或者说算法。在嵌入式软件开发过程中，用到的算法其实并不多，但是要你自己用笔写出来还是有很大的难度的，鱼鹰这方面的能力确实欠缺，因为我一般喜欢深入理解思考后就把细节记录下来，然后选择遗忘的（遗忘不是说全部不记得了，而是说只记得大概，细节记不住而已），所以说面试前不来个系统的刷题，临时抱佛脚一下，基本笔试是没戏的。

现在就来具体聊聊几个一般人不知道的知识：

1. 你是怎么接收、发送串口数据的？

这个问题其实比较宽泛，一般经验少的会说使用查询方式，但是查询方式效率是非常低下的，所以如果你只能回答这个，100分的题你只能得个30分。如果你说用中断方式，那么请问你具体是如何处理的？如果你回答说一个字节接收完之后再接收下一个字节，那么可以得个50分。

紧接着又问你，你是怎么接收一帧数据的（这个其实不应该由面试官问，而是由你自己补充全面），如果你说采用帧头、帧尾判断的方式接收的，那么这道题还是给你50分，但是你说用空闲中断，那么70分以上，如果你说用DMA+空闲中断的方式接收的，那么90分以上（这是我认为最好的方式了，可能会有其他更好的方式也说不定）。

那么现在说说空闲中断，为什么你说了空闲中断之后，一下子从不及格到及格了？

空闲中断，顾名思义，就是串口空闲后产生的中断。我们都知道，数据一般是按照数据帧来发送的，即一个数据帧一个数据帧的发送，如果两帧发送之间能间隔一段时间，那么在接收端就可以产生空闲中断（关于这个空闲中断，以后可能会专门写一篇笔记介绍），有了空闲中断有什么好处？

1. 可以接收不定长数据（这是最明显的好处）
2. 不需要复杂的帧格式（比如帧头、帧尾可以不要）
3. 一个数据帧接收错误，不会影响到下一帧数据的接收

有了空闲中断，可谓好处多多（有的单片机没有空闲中断，那就没办法，当然也可以舍弃一个定时器资源来获得空闲中断的效果），所以当初了解到这个之后，就一直使用这种方式接收了。

但是空闲中断虽好，如果你每接收一个字节都要CPU干预，还是效率太低，那么这时候就得配合DMA了。

怎么配合？比如说你一个数据帧的最大长度是10个字节，设置串口接收缓存区为20个字节，那么你可以设置DMA传输长度为20，这样DMA每从串口传输一个字节，传输长度就会自减，当产生空闲中断时，只要你知道开始设置的传输长度和剩余的传输长度，那么就可以得到你已经接收的数据长度，之后你再重新设置新的接收长度即可进行下一次数据帧的接收。

如此一来，接收一个数据帧只要CPU干预一次就够了，就是在接收完数据帧的时候由空闲中断通知CPU进行后续处理即可（注意不是DMA中断），极大的减少了CPU工作时间。

有的时候，数据量很大，CPU来不及处理，那么你可以通过以下方式解决：

1. 增加消息队列（非常好的解决方式）
2. 增加两帧之间的发送时间（对于实时性要求很高的可能不合适）
3. 前面两种方式叠加

1. LCD显示屏上的按键有多种触发方式，比如触摸、实体按键，以后还可能增加其他方式，你会怎么设计结构，让其兼容适应不同的环境？

如果是你，你会怎么考虑？

鱼鹰当初的答案是：软件层次上设计三层。

第一层：和硬件底层驱动相关的

第二层：中间层，负责对接底层驱动和上层应用

第三层：上层调用接口

这个答案我不知道到底好不好，但就以我现有的知识介绍吧。

1. FIFO队列中，有一个后面接收的数据，但是想让它更快处理，应该怎么办？

FIFO队列的特点就是先进先出，为什么这个问题反着来？既然你都是顺序处理了，为啥你还要插队？但是实际上确实可能出现插队的情况，那该怎么办？这个问题如果是以前的自己可能回答不出来，但是当鱼鹰把uCOS II 源码看了个遍之后，就知道该怎么做了。

uCOS II的消息队列的源码中，有个函数的选项，就可以选择你插入队列的数据放在队头还是队尾。按照队列的特点，肯定是要插入到队尾的，但是题目要求更快处理，那么插入到队头是最好的方式，所以这个问题的答案是，将数据插入到队头，这样既可保持队列的特性，又能处理一些紧急的消息，一举两得。

从这里也可以知道，阅读源码虽然看似费时费力，但是对你的思想、思维是有很大拓展意义的，与其停留在表明不明所以，遇到操作系统问题到处问人，不如静下心来好好看看源码，对你的技术水平是会有很大的提高的。