21. 독학사 3단계 임베디드시스템 예상기출문제

이번 문서의 목표: 이 파일의 25문항을 시간 배분 전략에 따라 풀고 해설로 채점하면, 독학사 3단계 임베디드시스템 시험의 전 범위(개요·아키텍처·메모리·주변장치·통신·소프트웨어·RTOS·설계)를 실전 감각으로 최종 점검할 수 있다.

출제기준 기반 재구성 문제임을 고지합니다. 이 편의 문제는 국가평생교육진흥원 독학학위제 공식 출제기준(평가영역)과 01~18편에서 다룬 개념을 근거로 새로 구성한 예상 문제이며, 특정 회차의 실제 기출문제를 그대로 옮기거나 복원한 것이 아닙니다. 실제 시험의 문항 수·배점·시험 시간·난이도 분포는 매 공고마다 달라질 수 있으므로, 응시 전 반드시 국가평생교육진흥원 공식 시험안내에서 최신 공고를 확인하시기 바랍니다.

시험 시간 배분 전략

실전 시험에서 가장 흔한 실패 패턴은 계산형 문항 한두 개에 시간을 다 쓰고 뒤쪽의 쉬운 개념 문항을 놓치는 것이다. 25문항을 풀기 전에 먼저 문항 유형을 눈으로 훑어 개념형(정의·비교·옳고 그름 판단)과 계산형(수치를 직접 대입해 답을 구하는 문항)을 구분하는 습관을 들여야 한다. 개념형은 이미 아는 지식을 꺼내는 문제라 오래 붙잡고 있어도 정답률이 크게 오르지 않지만, 계산형은 공식만 정확히 세우면 시간을 들인 만큼 정답률이 올라간다. 그래서 개념형은 짧게, 계산형은 여유 있게가 기본 원칙이다.

쉽게 말하면: 아는 문제는 빨리 넘기고, 계산 문제에 아낀 시간을 몰아준다.

이 문서의 25문항 중 수치를 직접 계산해야 하는 문항은 7번(인터럽트 지연), 12번(PWM 주파수), 13번(ADC 분해능), 15번(UART 보드레이트 오차), 21번(RM 스케줄 가능성), 24번(우선순위 역전 블로킹 시간)으로 총 6개다. 나머지 19개는 정의·비교·판단 중심의 개념형 문항이다.

문항 유형	문항 수	문항당 목표 시간	구간 합계
개념형(정의·비교·옳고 그름)	19개	40초	약 12분 40초
계산형(수치 대입·공식 적용)	6개	100초	약 10분
마킹 확인·재검토	-	-	5분
합계	25개	-	약 28분

이 표의 시간은 이 문서로 연습할 때 기준으로 삼을 연습용 배분이다. 실제 시험의 과목당 문항 수와 시험 시간은 공고마다 다르므로(공고 확인 필요), 실전에서는 “전체 시험 시간 ÷ 전체 문항 수”로 문항당 평균 시간을 먼저 계산한 뒤, 그 평균의 약 0.7배를 개념형에, 약 1.7배를 계산형에 배분하는 방식으로 이 표의 비율을 그대로 옮겨 쓰면 된다.

풀이 순서는 다음 세 단계로 권장한다.

1차 통과 — 아는 문제부터 확정

처음부터 순서대로 풀되, 10초 안에 답이 떠오르지 않는 문항은 표시만 해 두고 바로 다음으로 넘어간다. 이 단계의 목표는 시간을 버는 것이 아니라 확실한 점수를 먼저 확보하는 것이다.

2차 통과 — 계산형·표시 문항 집중 공략

1차에서 표시해 둔 문항과 계산형 문항(7, 12, 13, 15, 21, 24번)에 집중한다. 계산형은 반드시 “공식 → 대입 → 정리 → 답”의 순서를 손으로 직접 적으면서 푼다. 암산으로 끝내려다 부호나 자리수를 틀리는 것이 계산형 문항의 가장 흔한 실수다.

3차 통과 — 마킹 확인

마지막 5분은 새 문제를 풀지 않고, 답안지에 표기한 번호가 실제로 고른 보기 번호와 일치하는지 문항 순서대로 하나씩 손가락으로 짚어 가며 확인한다. “옳지 않은 것을 고르시오” 유형에서 반대로 “옳은 것”을 골라 표기하는 실수가 이 단계에서 가장 많이 잡힌다.

개요 (1~3번)

문제 14지선다

다음 중 임베디드 시스템의 일반적 특징으로 옳지 않은 것은?

정해진 특정 기능을 수행하도록 설계된 전용 컴퓨팅 시스템이다범용 데스크톱 운영체제와 동일한 자원 관리 정책을 사용해 확장성을 최우선으로 한다전력, 메모리, 비용 등 자원 제약을 고려해 설계된다하드웨어와 소프트웨어가 밀접하게 결합되어 동작한다

문제 24지선다

다음 중 hard real-time 시스템의 예로 가장 적절한 것은?

온라인 동영상 스트리밍 앱자동차 에어백 제어 시스템웹 브라우저의 이미지 로딩음악 재생 애플리케이션의 볼륨 조절

문제 34지선다

다음 중 임베디드 시스템 설계 제약에 대한 설명으로 옳은 것은?

배터리로 동작하는 기기는 전력 소모보다 처리 속도 극대화가 항상 우선이다메모리 제약이 있는 시스템에서는 코드 크기와 자료구조 크기를 함께 고려해야 한다비용 제약은 대량 생산 제품에는 적용되지 않는다실시간 제약은 반응 속도가 아니라 평균 처리량만을 의미한다

아키텍처 (4~7번)

문제 44지선다

MCU(Micro Controller Unit)와 MPU(Micro Processor Unit)의 차이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

MCU는 CPU 코어와 메모리, 주변장치 컨트롤러를 하나의 칩에 통합한다MPU는 일반적으로 외부에 별도의 메모리와 주변장치를 연결해 사용한다MCU는 MPU에 비해 일반적으로 더 높은 범용 연산 성능과 대용량 운영체제 구동에 적합하다MCU는 저전력, 저비용의 단순 제어 응용에 널리 사용된다

문제 54지선다

RISC와 CISC 아키텍처를 비교한 설명으로 옳은 것은?

RISC는 명령어 종류가 많고 실행 사이클이 명령어마다 크게 다르다CISC는 고정 길이 명령어와 단일 사이클 실행을 지향한다RISC는 명령어 집합을 단순화하고 대부분의 명령어를 짧고 균일한 사이클 내에 처리하도록 설계한다ARM Cortex-M은 CISC 계열 아키텍처를 채택한 대표적인 MCU 코어다

문제 64지선다

Cortex-M 프로세서가 인터럽트를 수락했을 때 일어나는 동작 순서로 옳은 것은?

레지스터 스태킹 → 벡터 테이블에서 핸들러 주소 fetch → 핸들러 실행 → 언스태킹핸들러 실행 → 벡터 테이블 fetch → 레지스터 스태킹 → 언스태킹언스태킹 → 핸들러 실행 → 레지스터 스태킹 → 벡터 fetch벡터 fetch와 레지스터 스태킹은 Cortex-M에서 지원하지 않는 개념이다

문제 74지선다

시스템 클록이 50MHz이고 Cortex-M 코어의 고정 인터럽트 지연이 12사이클이라고 할 때, 클록 지연만으로 계산한 최소 인터럽트 응답 시간에 가장 가까운 값은?

24ns120ns240ns480ns

메모리 (8~10번)

문제 84지선다

하버드 구조와 폰노이만 구조를 비교한 설명으로 옳지 않은 것은?

하버드 구조는 명령어 메모리와 데이터 메모리의 버스가 분리되어 있다폰노이만 구조는 명령어와 데이터가 같은 메모리 공간과 버스를 공유한다하버드 구조는 명령어 페치와 데이터 접근을 동시에 수행할 수 있어 구조적으로 유리하다대부분의 Cortex-M 기반 MCU는 순수 폰노이만 구조만 채택하여 명령어와 데이터 버스를 항상 완전히 공유한다

문제 94지선다

메모리 맵드 I/O(memory-mapped I/O)에 대한 설명으로 옳은 것은?

주변장치 레지스터를 CPU의 일반 메모리 주소 공간에 배치해 메모리 접근 명령으로 제어한다입출력 전용 명령어 집합이 반드시 별도로 필요하다메모리 맵드 I/O를 사용하는 레지스터는 컴파일러 최적화의 영향을 절대 받지 않는다ARM Cortex-M은 메모리 맵드 I/O를 지원하지 않는다

문제 104지선다

Cortex-M의 표준 메모리 맵에서 주소가 낮은 영역부터 순서대로 나열한 것으로 옳은 것은?

Code 영역 → SRAM 영역 → Peripheral 영역Peripheral 영역 → SRAM 영역 → Code 영역SRAM 영역 → Peripheral 영역 → Code 영역세 영역의 순서는 정해져 있지 않고 항상 무작위로 배치된다

주변장치 (11~14번)

문제 114지선다

GPIO 입력을 폴링 방식과 인터럽트 방식으로 처리할 때의 비교로 옳지 않은 것은?

폴링 방식은 CPU가 주기적으로 상태를 검사하므로 이벤트 발생 즉시 반응하지 못할 수 있다인터럽트 방식은 이벤트 발생 시 CPU가 다른 작업을 수행하다가 즉시 전환할 수 있다폴링 방식은 항상 인터럽트 방식보다 CPU 사용률이 낮다인터럽트 방식은 우선순위와 벡터 테이블 관리가 필요하다

문제 124지선다

타이머 클록이 1MHz이고 자동 재적재 레지스터(ARR) 값이 999로 설정되어 있을 때 PWM 주파수는 얼마인가? (카운터는 0부터 시작하며 ARR+1번 카운트마다 한 주기가 완성된다고 가정)

100Hz1kHz10kHz1MHz

문제 134지선다

기준전압(Vref) 5V, 10비트 ADC를 사용할 때 1LSB(최소 분해 전압)에 가장 가까운 값은?

약 0.49mV약 4.89mV약 9.77mV약 48.9mV

문제 144지선다

워치독 타이머(WDT)와 DMA(Direct Memory Access)에 대한 설명으로 옳은 것은?

WDT는 소프트웨어가 정해진 시간 안에 리프레시하지 않으면 시스템을 리셋시켜 오동작을 감지하는 감시 장치다DMA는 CPU가 모든 데이터 바이트를 직접 레지스터로 옮겨야만 동작한다WDT는 데이터 전송 속도를 높이기 위한 주변장치이다DMA를 사용하면 CPU 개입 없이는 어떤 데이터 전송도 시작할 수 없어 오히려 전체 오버헤드가 항상 늘어난다

통신 (15~17번)

문제 154지선다

시스템 클록 8MHz, 오버샘플링 16배 방식의 UART에서 목표 보드레이트 9600bps를 만들기 위해 분주값(BRR)을 정수로 반올림해 52로 설정했다. 이때 실제 보드레이트와 오차율로 가장 가까운 것은?

실제 약 9615bps, 오차 약 0.16퍼센트실제 약 9600bps, 오차 0퍼센트실제 약 8800bps, 오차 약 8.3퍼센트실제 약 10000bps, 오차 약 4.2퍼센트

문제 164지선다

SPI와 I2C를 비교한 설명으로 옳지 않은 것은?

SPI는 별도의 슬레이브 선택 신호선을 사용해 다중 슬레이브를 구분한다I2C는 두 개의 신호선(SDA, SCL)만으로 다중 마스터와 다중 슬레이브 통신이 가능하다SPI는 일반적으로 I2C보다 배선 수가 항상 더 적어 하드웨어가 단순하다I2C는 각 슬레이브가 고유한 주소를 가지고 있어 소프트웨어로 슬레이브를 선택한다

문제 174지선다

CAN(Controller Area Network)에 대한 설명으로 옳은 것은?

CAN은 마스터-슬레이브 구조로만 동작하며 항상 하나의 마스터가 버스를 독점한다CAN은 메시지 식별자(ID)를 이용한 비트 단위 중재로 우선순위가 높은 메시지가 버스를 선점하도록 한다CAN은 오류 검출 기능이 없어 산업용이나 차량용으로는 부적합하다CAN 통신 속도는 항상 UART보다 느리며 짧은 거리에서만 사용된다

소프트웨어 (18~20번)

문제 184지선다

임베디드 크로스 개발 환경에서 소스 코드가 실행 가능한 이미지가 되어 타깃 보드에서 동작하기까지의 일반적인 순서로 옳은 것은?

크로스 컴파일 → 링킹(스타트업 코드 포함) → 이미지 생성과 플래싱 → 부트로더 실행 → 애플리케이션 점프부트로더 실행 → 크로스 컴파일 → 애플리케이션 점프 → 링킹이미지 플래싱 → 애플리케이션 점프 → 크로스 컴파일 → 링킹링킹 → 애플리케이션 점프 → 크로스 컴파일 → 부트로더 실행

문제 194지선다

다음 중 volatile 키워드가 반드시 필요한 상황으로 가장 적절한 것은?

함수 내부에서만 사용되고 다른 곳에서 값이 바뀌지 않는 지역 변수컴파일러가 최적화를 위해 값을 레지스터에 캐시해도 무방한 상수인터럽트 서비스 루틴과 메인 루프가 함께 접근하는 하드웨어 상태 레지스터나 플래그 변수프로그램 시작 시 한 번만 초기화되고 이후 절대 읽지 않는 변수

문제 204지선다

인터럽트 서비스 루틴(ISR) 작성 원칙으로 옳지 않은 것은?

ISR은 가능한 짧고 빠르게 실행되도록 작성한다ISR 내부에서 시간이 오래 걸리는 연산이나 블로킹 함수 호출은 피한다ISR과 공유하는 변수는 volatile로 선언하고 접근 구간을 임계구역으로 보호한다ISR 안에서는 동적 메모리 할당과 복잡한 문자열 처리를 자유롭게 사용해도 된다

RTOS (21~23번)

문제 214지선다

주기(T)와 실행시간(C)이 각각 T1=20ms, C1=3ms, T2=50ms, C2=10ms, T3=100ms, C3=20ms인 세 태스크를 RM(Rate Monotonic) 스케줄링한다. Liu와 Layland의 충분조건(이용률 상한 검사)으로 스케줄 가능성을 판단하면?

전체 이용률이 약 0.55이고 3태스크 상한 약 0.78보다 작으므로 스케줄 가능하다고 판단할 수 있다전체 이용률이 약 1.2로 상한을 초과해 스케줄 불가능하다이용률 계산과 무관하게 RM은 항상 스케줄 가능하다태스크 수가 3개이므로 이 조건으로는 판단할 수 없다

문제 224지선다

EDF(Earliest Deadline First) 스케줄링에 대한 설명으로 옳은 것은?

EDF는 정적 우선순위 스케줄링이며 우선순위는 실행 중 절대 바뀌지 않는다단일 프로세서에서 EDF는 전체 이용률이 1 이하이면 스케줄 가능하다는 필요충분조건을 가진다EDF는 데드라인이 가장 늦게 남은 태스크에 가장 높은 우선순위를 부여한다EDF는 RM보다 항상 이용률 상한이 낮아 더 보수적인 스케줄링 기법이다

문제 234지선다

세마포어(semaphore)와 뮤텍스(mutex)를 비교한 설명으로 옳지 않은 것은?

뮤텍스는 소유권 개념이 있어 잠근 태스크만 해제할 수 있는 것이 일반적이다세마포어는 카운트 값을 가져 여러 개의 자원을 관리하는 데 사용할 수 있다이진 세마포어와 뮤텍스는 모든 구현에서 완전히 동일하며 아무 차이가 없다뮤텍스는 상호 배제를 위한 임계구역 보호에 주로 사용된다

설계 (24~25번)

문제 244지선다

우선순위가 낮은 태스크 L이 뮤텍스를 잡고 4ms 동안 임계구역을 실행 중이다. 그 사이 우선순위가 가장 높은 태스크 H가 같은 뮤텍스를 요청하며 대기하고, 중간 우선순위 태스크 M이 준비 상태가 되어 L을 선점할 수 있는 상황이다. 우선순위 상속(priority inheritance) 프로토콜을 적용하면 H의 최대 블로킹 시간은 어떻게 되는가?

M이 L을 계속 선점할 수 있어 H의 블로킹 시간이 무한정 늘어난다L의 우선순위가 H 수준으로 일시 상승해 M이 L을 선점하지 못하므로 블로킹 시간은 L의 임계구역 실행 시간인 4ms 이내로 제한된다우선순위 상속을 적용해도 M의 선점을 막을 방법이 없어 효과가 없다우선순위 상속은 H의 우선순위를 낮추는 방식으로 문제를 해결한다

문제 254지선다

JTAG와 SWD, 그리고 임베디드 저전력 설계 기법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

JTAG는 여러 개의 신호선(TCK, TMS, TDI, TDO 등)을 사용하는 표준 디버그와 바운더리 스캔 인터페이스다SWD는 두 개의 신호선만으로 디버깅과 프로그래밍이 가능해 핀 수가 제한된 소형 MCU에 유리하다클록 게이팅, 저전력 모드(슬립, 딥슬립) 진입, 사용하지 않는 주변장치의 클록 차단은 대표적인 저전력 설계 기법이다JTAG와 SWD는 디버깅 용도로만 사용되며 정상 동작 시의 저전력 설계와는 아무 관계가 없다

핵심 정리

이 25문항은 국가평생교육진흥원 공식 출제기준과 01~18편 개념을 근거로 재구성한 예상 문제이며, 실제 기출을 그대로 옮긴 것이 아니다.
개념형 19문항은 문항당 40초, 계산형 6문항(7, 12, 13, 15, 21, 24번)은 문항당 100초를 기준으로 시간을 배분하고, 마지막 5분은 마킹 확인에 쓴다.
계산형 문항은 항상 “공식 → 대입 → 정리 → 답”의 순서로 손으로 직접 풀어야 실수를 줄일 수 있다.
“옳지 않은 것을 고르시오” 유형에서는 정답 보기가 실제로 틀린 진술인지, 나머지 세 보기가 정말 옳은 진술인지 각각 따로 확인해야 한다.
RTOS 스케줄링(RM 이용률 상한, EDF 이용률 1 조건)과 우선순위 역전·상속은 이 과목에서 계산과 개념이 함께 얽히는 대표적인 고난도 영역이므로 21, 22, 24번 해설을 반복해 읽어 둔다.

정답 위치 문항별 대조

작성 후 모든 문항의 정답을 다시 계산·재확인하고, correctAnswer로 표기한 번호가 실제로 옳은(또는 “옳지 않은 것을 고르시오” 유형에서는 틀린) 보기의 위치와 일치하는지 아래 표로 하나씩 대조했다.

문항	영역	유형	correctAnswer	정답 보기 요지	대조 결과
1	개요	옳지 않은 것	2	확장성 최우선은 임베디드가 아니라 범용 OS 특징	일치
2	개요	옳은 것	2	에어백은 데드라인 미준수 시 치명적인 hard real-time	일치
3	개요	옳은 것	2	코드 크기와 데이터 크기를 함께 고려해야 함	일치
4	아키텍처	옳지 않은 것	3	범용 연산·대용량 OS는 MCU가 아니라 MPU가 유리	일치
5	아키텍처	옳은 것	3	RISC는 단순한 명령어로 짧고 균일한 사이클 지향	일치
6	아키텍처	옳은 순서	1	스태킹·벡터 fetch → 핸들러 실행 → 언스태킹	일치
7	아키텍처	계산	3	12사이클 × 20ns = 240ns	일치
8	메모리	옳지 않은 것	4	Cortex-M 대부분은 순수 폰노이만이 아니라 수정 하버드	일치
9	메모리	옳은 것	1	레지스터를 메모리 주소 공간에 배치해 메모리 명령으로 제어	일치
10	메모리	옳은 순서	1	Code → SRAM → Peripheral	일치
11	주변장치	옳지 않은 것	3	폴링이 항상 CPU 사용률이 낮은 것은 아님	일치
12	주변장치	계산	2	1,000,000 ÷ 1,000 = 1kHz	일치
13	주변장치	계산	2	5V ÷ 1023 ≈ 4.89mV	일치
14	주변장치	옳은 것	1	WDT는 리프레시 미수신 시 시스템 리셋	일치
15	통신	계산	1	실제 약 9615bps, 오차 약 0.16퍼센트	일치
16	통신	옳지 않은 것	3	슬레이브가 늘수록 SPI 배선이 I2C보다 많아짐	일치
17	통신	옳은 것	2	식별자 비트 단위 중재로 우선순위 높은 메시지가 선점	일치
18	소프트웨어	옳은 순서	1	컴파일 → 링킹 → 플래싱 → 부트로더 → 애플리케이션 점프	일치
19	소프트웨어	옳은 것	3	ISR·메인 루프 공유 변수는 volatile 필요	일치
20	소프트웨어	옳지 않은 것	4	ISR에서 동적 메모리 할당은 피해야 함	일치
21	RTOS	계산	1	이용률 0.55 〈 3태스크 상한 약 0.78	일치
22	RTOS	옳은 것	2	단일 프로세서 EDF는 이용률 1 이하가 필요충분조건	일치
23	RTOS	옳지 않은 것	3	이진 세마포어와 뮤텍스는 소유권 등에서 차이 있음	일치
24	설계	계산	2	우선순위 상속으로 블로킹 시간이 4ms 이내로 제한	일치
25	설계	옳지 않은 것	4	디버그 인터페이스도 저전력 설계와 무관하지 않음	일치