20. 유형문제: 주변장치·통신·소프트웨어

이 문제들은 실제 독학사 기출 문제가 아닙니다. 국가평생교육진흥원 독학학위제 임베디드시스템 출제기준(평가영역)을 바탕으로 08·09·10·11·12편의 개념을 재구성한 유형 문제이며, 실제 시험에 나온 문항을 그대로 옮기지 않았습니다. 마지막 문제(23번)는 14편에서 다루는 RTOS 스케줄링 계산을 미리 확인하는 종합 문제입니다. 최신 출제 범위와 문항 수는 반드시 국가평생교육진흥원 공고로 다시 확인하세요.

마무리 복습

문제 14지선다

GPIO 핀을 입력 모드로 설정했을 때, 풀업(pull-up) 저항과 풀다운(pull-down) 저항의 역할로 가장 옳은 것은?

핀에 아무것도 연결되지 않았을 때 전압이 떠다니지(플로팅) 않도록 기본 상태를 High 또는 Low로 고정한다핀의 최대 허용 전류를 두 배로 늘려준다핀의 신호를 디지털에서 아날로그로 변환한다GPIO 핀의 클럭 속도를 두 배로 높인다

문제 24지선다

폴링(polling) 방식과 인터럽트(interrupt) 방식을 비교한 설명으로 옳지 않은 것은?

폴링은 CPU가 주기적으로 상태 레지스터를 직접 확인하므로 이벤트가 드물게 발생하면 CPU 자원을 낭비하기 쉽다인터럽트는 이벤트가 발생했을 때만 CPU가 반응하므로 CPU가 다른 작업을 할 여유를 확보할 수 있다인터럽트는 반드시 폴링보다 응답 지연이 더 크다이벤트가 매우 빈번하게 연속으로 발생하는 경우에는 오히려 폴링이 인터럽트 오버헤드보다 유리할 수 있다

문제 34지선다

타이머 클럭이 16MHz이고 프리스케일러(prescaler) 설정값이 999(1000분주), ARR(Auto-Reload Register, 자동 재적재 값)이 1999로 설정되어 있을 때, 이 타이머의 오버플로우 주기는?

12.5밀리초125밀리초1.25밀리초1.25초

문제 44지선다

PWM(Pulse Width Modulation) 신호에서 한 주기(period)가 1,000마이크로초이고 하이(High) 구간이 300마이크로초일 때, 듀티 사이클(duty cycle)은?

70퍼센트30퍼센트300퍼센트3.3퍼센트

문제 54지선다

워치독 타이머(Watchdog Timer, WDT)의 역할로 가장 옳은 것은?

ADC 변환 완료 시점을 CPU에 알려준다소프트웨어가 정해진 시간 안에 리프레시(kick)하지 않으면 시스템을 강제로 리셋해 무한 루프나 멈춤 상태에서 스스로 복구하게 한다PWM 신호의 듀티 사이클을 자동으로 조절한다UART 통신 속도를 자동으로 보정한다

문제 64지선다

기준 전압(Vref)이 3.3V인 12비트 ADC에서 변환된 디지털 코드값이 2048일 때, 이에 대응하는 아날로그 입력 전압은?

1.65볼트3.3볼트0.825볼트2.048볼트

문제 74지선다

ADC(Analog-to-Digital Converter)와 DAC(Digital-to-Analog Converter)의 관계에 대한 설명으로 옳은 것은?

ADC는 아날로그 신호를 디지털 값으로, DAC는 디지털 값을 아날로그 신호로 변환하는 서로 반대 방향의 변환기다ADC와 DAC는 동일한 방향으로 신호를 변환하는 장치다DAC는 온도 센서 신호만 변환할 수 있다ADC는 항상 DAC보다 변환 속도가 빠르다

문제 84지선다

DMA(Direct Memory Access)의 주된 목적으로 가장 옳은 것은?

CPU를 거치지 않고 메모리와 주변장치, 또는 메모리와 메모리 사이에서 데이터를 직접 전송해 CPU 부담을 줄인다CPU의 명령어 집합을 확장해 더 많은 연산을 가능하게 한다메모리의 물리적 용량을 늘려준다ADC의 변환 정밀도를 높여준다

문제 94지선다

UART, SPI, I2C, CAN 통신 방식을 비교한 설명으로 옳지 않은 것은?

UART는 별도의 클럭 선 없이 송신·수신 두 선으로 비동기 통신을 한다SPI는 별도의 클럭 선을 두고 마스터가 클럭을 생성하는 동기식 통신이다I2C는 두 개의 선(SDA, SCL)만으로 여러 장치를 주소로 구분해 통신할 수 있다CAN은 항상 두 장치 사이의 1대1 연결만 지원하며 다중 노드 통신은 불가능하다

문제 104지선다

UART 통신에서 보레이트(baud rate)가 9,600bps일 때 한 비트를 전송하는 데 걸리는 시간은 약 얼마인가?

약 9.6마이크로초약 104.2마이크로초약 1.042마이크로초약 960마이크로초

문제 114지선다

SPI(Serial Peripheral Interface)의 CPOL(Clock Polarity)과 CPHA(Clock Phase) 설정에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

CPOL과 CPHA는 SPI의 전송 속도(클럭 주파수)를 직접 결정하는 값이다CPOL은 클럭의 유휴(idle) 상태가 High인지 Low인지를, CPHA는 데이터를 클럭의 첫 번째 에지에서 샘플링할지 두 번째 에지에서 샘플링할지를 정한다CPOL과 CPHA는 I2C에서만 사용되는 설정이다CPOL과 CPHA는 항상 동일한 값으로 고정되어 변경할 수 없다

문제 124지선다

I2C(Inter-Integrated Circuit) 통신에서 여러 슬레이브 장치를 구분하는 방법으로 옳은 것은?

각 슬레이브마다 별도의 데이터 선을 추가로 연결해 구분한다각 슬레이브에 부여된 고유 주소를 마스터가 프레임 앞부분에 실어 보내 구분한다슬레이브 장치의 전원을 순서대로 켜고 꺼서 구분한다CAN처럼 우선순위 기반 중재(arbitration)로 구분한다

문제 134지선다

CAN(Controller Area Network) 버스의 중재(arbitration) 방식에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

먼저 전송을 시작한 노드가 무조건 우선권을 갖는다식별자(ID) 값이 낮을수록(우성 비트가 많을수록) 우선순위가 높아 여러 노드가 동시에 전송해도 충돌 없이 우선순위가 높은 메시지가 버스를 차지한다중재는 소프트웨어 타이머로만 구현되며 하드웨어와는 무관하다모든 노드가 동일한 우선순위를 가지므로 중재 개념이 존재하지 않는다

문제 144지선다

임베디드 소프트웨어 개발에서 크로스 개발(cross development)이 필요한 이유로 가장 옳은 것은?

타깃 임베디드 보드 자체의 자원이 부족해 컴파일러·개발 도구를 직접 실행하기 어려운 경우가 많기 때문이다타깃 보드가 항상 개발용 PC보다 성능이 더 좋기 때문이다크로스 개발은 임베디드 시스템에서 전혀 필요하지 않은 개념이다크로스 개발은 오직 그래픽 사용자 인터페이스 개발에만 쓰인다

문제 154지선다

부트로더(bootloader)의 역할로 가장 옳은 것은?

전원이 켜진 뒤 가장 먼저 실행되어 하드웨어를 초기화하고 애플리케이션 펌웨어를 메모리에 적재하거나 실행을 넘겨주는 역할을 한다ADC 변환 결과를 실시간으로 필터링하는 역할을 한다RTOS의 태스크 스케줄링을 대신 수행하는 역할을 한다UART 통신 속도를 자동으로 최적화하는 역할을 한다

문제 164지선다

링커 스크립트(linker script)와 스타트업 코드(startup code)에 대한 설명으로 옳은 것은?

링커 스크립트는 각 섹션(코드, 데이터, 스택 등)을 메모리의 어느 주소에 배치할지 정의하고, 스타트업 코드는 전원 인가 후 C 런타임 환경(스택 설정, 전역 변수 초기화 등)을 준비한 뒤 main 함수를 호출한다링커 스크립트는 실행 시점에 동적으로 메모리를 할당하는 프로그램이다스타트업 코드는 항상 애플리케이션 개발자가 매번 새로 작성해야 하며 툴체인이 제공하지 않는다링커 스크립트와 스타트업 코드는 이름만 다를 뿐 동일한 파일을 가리킨다

문제 174지선다

디바이스 드라이버(device driver)의 역할로 가장 옳은 것은?

하드웨어 레지스터를 직접 조작하는 세부 사항을 감추고, 상위 애플리케이션이 일관된 인터페이스로 주변장치를 사용할 수 있게 한다애플리케이션 코드를 컴파일하는 도구다CPU의 클럭 주파수를 물리적으로 변경하는 하드웨어 부품이다RTOS 없이는 절대 존재할 수 없는 개념이다

문제 184지선다

임베디드 C에서 volatile 키워드를 사용해야 하는 대표적인 경우로 옳은 것은?

컴파일러가 최적화 과정에서 값이 바뀌지 않는다고 착각해서는 안 되는, 하드웨어 레지스터나 ISR에서 변경되는 변수에 사용한다지역 변수를 스택이 아니라 힙에 할당하고 싶을 때 사용한다함수의 반환 값을 항상 부동소수점으로 강제하고 싶을 때 사용한다변수의 이름을 프로그램 전역에서 통일하고 싶을 때 사용한다

문제 194지선다

32비트 레지스터에서 3번 비트만 1로 설정(다른 비트는 그대로 유지)하는 C 비트 조작 표현으로 옳은 것은?

reg = reg 그리고(AND) (1을 3만큼 왼쪽으로 시프트한 값)reg = reg 또는(OR) (1을 3만큼 왼쪽으로 시프트한 값)reg = 1을 3만큼 왼쪽으로 시프트한 값reg = reg 배타적 논리합(XOR) (1을 3만큼 왼쪽으로 시프트한 값)

문제 204지선다

ISR(Interrupt Service Routine)을 작성할 때 지켜야 할 원칙으로 가장 옳은 것은?

ISR 안에서 가능한 한 많은 연산을 처리해 메인 루프의 부담을 없앤다ISR은 가능한 한 짧게 작성하고, 시간이 걸리는 처리는 플래그나 큐를 통해 메인 루프나 다른 태스크로 넘긴다ISR 안에서는 항상 긴 지연(delay) 함수를 호출해 안정성을 높인다ISR은 우선순위와 무관하게 항상 동일한 시간이 걸리도록 설계해야 한다

문제 214지선다

펌웨어(firmware) 구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

펌웨어는 하드웨어에 밀접하게 결합되어 특정 장치의 동작을 제어하는 소프트웨어를 뜻한다펌웨어는 부트로더 영역과 애플리케이션 영역으로 나뉘어 관리되는 경우가 많다펌웨어 업데이트 기능이 있는 시스템은 부트로더가 새 이미지를 검증한 뒤 적용하는 절차를 거치는 경우가 많다펌웨어는 반드시 RTOS 위에서만 동작할 수 있으며 베어메탈 환경에서는 존재할 수 없다

문제 224지선다

타이머, PWM, ADC, DMA 각각의 역할을 짝지은 것 중 옳지 않은 것은?

타이머는 정해진 시간 간격을 세거나 이벤트를 주기적으로 발생시키는 데 쓰인다PWM은 디지털 신호의 듀티 사이클을 조절해 평균 전압이나 모터 속도 등을 아날로그처럼 제어하는 데 쓰인다ADC는 아날로그 입력값을 일정 해상도의 디지털 코드로 변환하는 데 쓰인다DMA는 아날로그 신호의 노이즈를 하드웨어적으로 필터링하는 데 쓰인다

문제 234지선다

(14편 RTOS 스케줄링 미리보기) 두 개의 주기적 태스크가 있다. 태스크1은 실행 시간 1ms, 주기 4ms이고 태스크2는 실행 시간 2ms, 주기 6ms이다. RM(Rate Monotonic, 최소 주기 우선) 스케줄링의 이용률 상한 검사(Liu & Layland 조건)를 적용했을 때 옳은 결론은?

이용률이 상한을 초과해 스케줄 가능성을 보장할 수 없다이용률이 상한 이내이므로 RM으로 스케줄 가능함이 보장된다이 조건으로는 두 태스크의 스케줄 가능성을 전혀 판단할 수 없다실행 시간과 주기의 단위가 달라 계산이 불가능하다

마무리 복습

참고 자료