介绍一下SPI时序

硬件信号

SCLK（Serial Clock）：主机提供时钟。
MOSI（Master Out Slave In）：主发从收。
MISO（Master In Slave Out）：从发主收。
CS/SS（Chip Select）：低电平有效，选中某个从机。

CPOL / CPHA 定义

SPI 的“模式”由 CPOL（时钟极性） 和 CPHA（时钟相位） 决定。

CPOL：时钟空闲电平
- 0 → 空闲时为低
- 1 → 空闲时为高
CPHA：在哪个边沿采样
- 0 → 第一个有效边沿采样
- 1 → 第二个有效边沿采样（第一个用于“预热”）

模式	CPOL	CPHA	空闲电平	采样沿	改变数据的沿
0	0	0	低	上升沿采样	下降沿改变
1	0	1	低	下降沿采样	上升沿改变
2	1	0	高	下降沿采样	上升沿改变
3	1	1	高	上升沿采样	下降沿改变

数据传输过程
1. 主机拉低 CS → 从机被选中。
2. 主从机都在时钟驱动下，把各自移位寄存器的数据逐位推出，同时采样对方数据。
3. 每个 SCLK 周期传输 1 bit，通常是 MSB 先行。
4. 常见帧长度为 8/16/32 位。
为什么要这样设计

不同芯片习惯不同：有的逻辑在上升沿采样，有的在下降沿采样。
稳定性考虑：有些器件需要半个时钟周期才能稳定数据 → CPHA=1 就给了“半拍缓冲”。
电平兼容：有的电路要求空闲为高电平，有的要求低电平 → CPOL 提供灵活性。
结果：提供 4 种模式（0/1/2/3）保证主机和从机能对齐时序。

介绍一下IIC协议

好的，我们来系统地讲一遍 I²C 协议 (Inter-Integrated Circuit)。它是嵌入式面试的常客，理解了“电气层 + 协议层 + 仲裁/应答”，就能对答如流。

I²C 协议介绍

硬件层特点

两根线：
- SCL：时钟线，由主机驱动（多主模式下可仲裁）。
- SDA：数据线，双向。
开漏/开集电极：器件只能拉低（输出 0），不能主动输出高电平，逻辑 1 依赖上拉电阻。
有线与逻辑（wired-AND）：多设备同时驱动时，0 胜 1。
因此可支持 多主多从，且仲裁不会破坏总线。

基本时序规则

起始条件 (START)：在 SCL 高电平时，SDA 从高→低。
停止条件 (STOP)：在 SCL 高电平时，SDA 从低→高。
数据有效性：在 SCL 高电平时，SDA 必须保持稳定；只有在 SCL 低电平时才允许变化。

帧结构

一个完整传输由以下部分组成：

START → [7位地址 + R/W] → ACK → [数据字节] → ACK/NACK → ... → STOP

地址：7 位常用，后跟 1 位读/写位。
应答 (ACK/NACK)：
- 接收方在第 9 个时钟拉低 SDA 表示 ACK；
- 若保持高电平表示 NACK（通常表示没有设备响应或者数据接收结束）。
重复起始 (Repeated START)：主机在一次会话中不释放总线，而是发新的 START，常用于先写寄存器地址再读数据。

速度等级

标准模式：100 kHz
快速模式：400 kHz
快速模式 Plus：1 MHz
高速模式：3.4 MHz
超高速：5 MHz（很少用）

仲裁与时钟同步

仲裁：多主机同时发起时，比较 SDA 在高电平时的值：谁发 1 却读到 0，就输掉仲裁，立即退出。
时钟同步：任何设备都可以拉低 SCL，延长低电平时间（称 Clock Stretching），以此“慢一点”传输。

一句话总结

I²C 用两根线、开漏与上拉，依靠 START/STOP 和 ACK/NACK 来分隔字节，支持多主仲裁与时钟拉伸，最常见速率是 100 kHz 与 400 kHz。

介绍一下CAN协议，仲裁机制

物理层特性

两根线：CAN_H 和 CAN_L，差分传输，抗干扰强。
两种电平：
- 显性 (dominant)：逻辑 0，CAN_H≈3.5V、CAN_L≈1.5V，差分≈2V。
- 隐性 (recessive)：逻辑 1，CAN_H≈2.5V、CAN_L≈2.5V，差分≈0。
总线逻辑：有线与（wired-AND），即只要有一个节点发 0，总线上就是 0。

帧结构 (经典 CAN)

一帧包含：

SOF (Start of Frame)：1 bit 显性 0，所有节点同步。
仲裁段：标识符 (11 位或 29 位) + 控制位 (RTR、IDE 等)。
数据段：0–8 字节（CAN-FD 可到 64 字节）。
CRC 段：校验。
ACK 段：接收方拉低确认位。
EOF：结束。

仲裁机制原理

总线是 有线与，所以 0(显性) 胜过 1(隐性)。
多个节点同时开始发帧，在 仲裁段逐位比较：
- 如果一个节点发的是 1，但总线被拉成了 0，就说明有别的节点在发 0，它立刻停止发送，转为接收。
- 胜利的节点继续发，整个报文不会损坏，叫 无破坏仲裁。
优先级规则
ID 数字越小，优先级越高。因为 ID 从最高位开始比较，谁先出现 0，谁就赢。
数据帧优先于远程帧：数据帧的 RTR 位=0（显性），远程帧的 RTR=1（隐性）。
标准帧优先于扩展帧（当 11 位前缀相同）：标准帧在 IDE 位发 0，扩展帧在 SRR/IDE 位发 1，所以扩展帧会输。

举例

假设两个节点同时发报文：

A：ID = 0x080 → 二进制 0000 1000 0000
B：ID = 0x100 → 二进制 0001 0000 0000

逐位仲裁：

前 3 位相同。
第 4 位：A 发 0，B 发 1，结果总线为 0。
B 发现自己发的是 1，却读到 0 → 输掉仲裁。
A 获胜继续发送。

所以 ID 越小，优先级越高。

工程意义

实时性高：紧急报文（如刹车命令）给低 ID，保证一定能赢仲裁。
效率高：失败的节点不用重传一堆损坏帧，而是自然等待。
可扩展：多主机共用总线，自动决定谁发。

一句话总结

CAN 总线用显性(0)压制隐性(1)，在仲裁段逐位比较 ID，谁先发 1 却读到 0 就输，结果是 ID 数值小的报文优先级最高。

有用过FreeRTOS吗，有了解优先级和调度的策略吗？

FreeRTOS 的优先级和调度策略

调度方式

基于优先级的抢占式调度 (Preemptive Scheduling)
- 配置 configUSE_PREEMPTION = 1 时启用。
- 内核时钟（SysTick）或事件触发调度器检查任务优先级。
- 就绪队列中 最高优先级的任务 必定运行。
协作式调度 (Co-operative Scheduling)
- 配置 configUSE_PREEMPTION = 0。
- 只有当任务调用 taskYIELD() 或进入阻塞态，才会切换。
- 更简单，但实时性差。

优先级策略

每个任务创建时指定一个优先级（0 ~ configMAX_PRIORITIES-1）。
数字越大，优先级越高。
调度器总是选择就绪态中 优先级最高的任务。

同优先级任务的调度

如果 configUSE_TIME_SLICING = 1：
- 同优先级任务在时钟节拍中 轮转执行（时间片调度）。
如果 configUSE_TIME_SLICING = 0：
- 一个任务只要不主动让出 CPU（比如 vTaskDelay、taskYIELD），就会一直跑下去。

阻塞与唤醒

任务可能因为 延时 (vTaskDelay)、等待队列/信号量、事件通知 而进入阻塞态。
一旦条件满足，它被放回就绪队列，并按优先级重新竞争 CPU。

特殊机制

优先级继承 (Priority Inheritance)：
- 当低优先级任务占用互斥锁，高优先级任务等待时，低优先级任务会临时“继承”高优先级，防止 优先级反转。
抢占阈值 (configMAX_PRIORITIES)：
- 可以设定不同优先级的分布，保证关键任务一定能调度。

回答要点（简洁版，适合面试）

“FreeRTOS 的调度是基于优先级的抢占式调度，最高优先级就绪任务总能运行；同优先级任务可以配置是否时间片轮转；任务可以因延时或等待事件而阻塞，再由中断或内核唤醒。为防止优先级反转，FreeRTOS 的互斥锁支持优先级继承机制。”

static

在函数外（全局变量/函数前面加 static）

效果：把符号的链接属性改成“内部链接”（internal linkage）。
意思：这个变量/函数 只在当前编译单元可见，别的 .c/.cpp 文件看不到。
用途：
- 避免命名冲突。
- 做“模块私有变量/函数”。

👉 示例：

// file1.c
static int counter = 0;  // 只能在 file1.c 使用

static void helper() {   // 只能在 file1.c 调用
    counter++;
}

在函数内部（局部变量前加 static）

效果：变量存储在 静态区，不是栈。
生命周期：从程序开始到结束都存在，但作用域只在函数内。
特点：只初始化一次，后续调用保留上次的值。

👉 示例：

void foo() {
    static int cnt = 0;  // 只初始化一次
    cnt++;
    printf("%d\n", cnt);
}

调用 foo() 三次，输出：

1
2
3

在类内部（C++）

static 成员变量：属于整个类，不属于某个对象。所有对象共享这一份。
static 成员函数：不依赖对象实例调用，不能访问非静态成员。

👉 示例：

class A {
public:
    static int count;       // 类变量
    static void show() {    // 类函数
        cout << count << endl;
    }
};

int A::count = 0;  // 必须在类外定义（C++17 起可用 inline static 省略）

static 的总结

存储期：使变量进入静态存储区，生命周期贯穿整个程序。
作用域：
- 函数外 → 只在当前文件可见（内部链接）。
- 函数内 → 值跨调用保留。
- 类内 → 类成员/方法，不依赖对象。
与 const 区别：const 是“值不变”，static 是“存储期/可见性”。

手撕：链表插入

struct ListNode { int val; ListNode* next; ListNode(int v): val(v), next(nullptr) {} };

struct DNode { int val; DNode* prev; DNode* next; DNode(int v): val(v), prev(nullptr), next(nullptr) {} };

进程和线程的区别

进程 (Process) 操作系统分配资源的基本单位。每个进程有独立的地址空间、代码段、数据段、堆、栈等。

线程 (Thread) CPU 调度的最小单位，是进程中的“执行流”。一个进程可以有多个线程，它们共享进程的地址空间和资源。

进程：创建/切换时需要切换虚拟内存页表、文件描述符表等，开销大。

线程：切换时只改寄存器、栈指针，上下文切换轻量。

进程间通信 (IPC)：管道、消息队列、共享内存、socket 等。需要操作系统内核支持。

线程间通信：更简单，直接共享内存 + 同步原语（互斥锁、条件变量、信号量）。

CAN总线中的采样点

采样点就是 CAN 控制器在比特周期内“读取总线电平”的时刻，通常设置在比特时间的 80% ~ 87.5%，通过调节 PROP_SEG 和 PHASE_SEG1 实现。它的位置影响 CAN 总线对抖动、延迟和噪声的容忍度。