硬件工程师笔试题.doc

1、 同步电路和异步电路的区别是什么？ 同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。 电路设计可分类为同步电路和异步电路设计。同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运作，而异步电路不使用时钟脉冲做同步，其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步。异步电路具有下列优点-无时钟歪斜问题、低电源消耗、平均效能而非最差效能、模块性、可组合和可复用性 整个设计中只有一个全局时钟成为同步逻辑。只有时钟脉冲同时到达各记忆元件的时钟端，才能发生预期改变。多时钟系统逻辑设计成为异步逻辑。电路状态改变由输入信号引起同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。2、 什么是线与逻辑，要实现它，在硬件特性上有什么具体要求？ 线与逻辑是两个输出信号相连可以实现与的功能。在硬件上，要用oc门来实现，由于不用oc门可能使灌电流过大，而烧坏逻辑门。同时在输出端口应加一个上拉电阻。3、 什么是Setup 和Hold up时间？ 建立时间(Setup Time)和保持时间（Hold time）。建立时间是指在时钟边沿前，数据信号需要保持不变的时间。保持时间是指时钟跳变边沿后数据信号需要保持不变的时间（Setup/hold time 是测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求）5、什么是竞争与冒险现象？怎样判断？如何消除？在组合逻辑中，由于门的输入信号通路中经过了不同的延时，导致到达该门的时间不一致叫竞争。因此产生的干扰脉冲毛刺叫冒险。如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。解决方法：一是添加布尔式的消去项，二是在芯片外部加电容。6、你知道那些常用逻辑电平？TTL与COMS电平可以直接互连吗？常用逻辑电平：12V，5V，3.3V；TTL和CMOS不可以直接互连，由于TTL是在0.3-3.6V之间，而CMOS则是有在12V的有在5V的。CMOS输出接到TTL是可以直接互连。TTL接到CMOS需要在输出端口加一上拉电阻接到5V或者12V。TTL集成电路的主要型式为晶体管晶体管逻辑门（transistor-transistorlogicgate），TTL大部分都采用5V电源。1.输出高电平Uoh和输出低电平UolUoh2.4V,Uol0.4V2.输入高电平和输入低电平Uih2.0V，Uil0.8VCMOS电路是电压控制器件，输入电阻极大，对于干扰信号十分敏感，因此不用的输入端不应开路，接到地或者电源上。CMOS电路的优点是噪声容限较宽，静态功耗很小。1.输出高电平Uoh和输出低电平UolUohVCC，UolGND2.输入高电平Uoh和输入低电平UolUih0.7VCC,Uil0.2VCCOC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。TTL和COMS电路比较：1）TTL电路是电流控制器件，而CMOS电路是电压控制器件。2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。COMS电路的锁定效应：COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。防御措施：1）在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过不超过规定电压。2）芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端出现瞬间的高压。3）在VDD和外电源之间加限流电阻，即使有大的电流也不让它进去。4）当系统由几个电源分别供电时，开关要按下列顺序：开启时，先开启COMS路得电源，再开启输入信号和负载的电源；关闭时，先关闭输入信号和负载的电源，再关闭COMS电路的电源。COMS电路的使用注意事项1）COMS电路时电压控制器件，它的输入总抗很大，对干扰信号的捕捉能力很强。所以，不用的管脚不要悬空，要接上拉电阻或者下拉电阻，给它一个恒定的电平。2）输入端接低内阻的信号源时，要在输入端和信号源之间要串联限流电阻，使输入的电流限制在1mA之内。3）当接长信号传输线时，在COMS电路端接匹配电阻。4）当输入端接大电容时，应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。5）COMS的输入电流超过1mA，就有可能烧坏COMS。拉电流：逻辑门输出为高电平时的负载电流。灌电流：逻辑门输出为低电平时的负载电流。7、如何解决亚稳态。亚稳态是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。当一个触发器进入亚稳态时，既无法预测该单元的输出电平，也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上。在这个稳定期间，触发器输出一些中间级电平，或者可能处于振荡状态，并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去。解决的方法：用反应快的触发器，降底时钟的频率，改善时钟质量，引入同步机制。8、逻辑方面数字电路的卡诺图化简，时序（同步异步差异），触发器有几种（区别，优点），全加器等等。9、化简F(A,B,C,D)=m(1,3,4,5,10,11,12,13,14,15)的和。10、用mos管搭出一个二输入与非门。11、利用4选1实现F(x,y,z)=xz+yz。12、画出NOT,NAND,NOR的符号，真值表13、为了实现逻辑（AXORB）OR（CANDD），请选用以下逻辑中的一种，并说明为什么？1）INV2）AND3）OR4）NAND5）NOR6）XOR答案：NAND14、用与非门等设计全加法器15、A,B,C,D,E进行投票，多数服从少数，输出是F（也就是如果A,B,C,D,E中1的个数比0多，那么F输出为1，否则F为0），用与非门实现，输入数目没有限制16、用波形表示D触发器的功能17、用逻辑门画出D触发器18、D触发器和D锁存器的区别触发器对时钟脉冲边沿（上升或下降）敏感，在边沿来临时变化状态；锁存器对时钟脉冲电平（持续时间）敏感，在一持续电平期间都运作。19、请画出用D触发器实现4倍分频的逻辑电路20、用D触发器做个4进制的计数21、用你熟悉的设计方式设计一个可预置初值的7进制循环计数器，15进制的呢？22、RS232、RS485的区别？RS232是三芯线通信，信号单端方式传送，通信距离不超12米，理论上为30米RS485是两芯线通信，信号采用差分方式传送，逻辑电平不同；RS232“0”电平为3V15V，“1”电平为3V15V。RS485电平为“0”电平为2V6V，“1”电平为2V6V。RS223传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps，RS-485的数据最高传输速率为10MbpsRS232抗噪声干扰性弱，RS485抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。21、画出一个状态机（自动售邮票，一次投币1元或5角，邮票2元）。22、现有一用户需要一种集成电路产品，要求该产品能够实现如下功能：y=lnx，其中，x为4位二进制整数输入信号。y为二进制小数输出，要求保留两位小数。电源电压为35v假设公司接到该项目后，交由你来负责该产品的设计，试讨论该产品的设计全程23、我们公司的产品是集成电路，请描述一下你对集成电路的认识，列举一些与集成电路相关的内容（如讲清楚模拟、数字、双极型、CMOS、MCU、RISC、CISC、DSP、ASIC、FPGA等的概念）。24、什么是NMOS、PMOS、CMOS？什么是增强型、耗尽型？什么是PNP、NPN？他们有什么差别？25、简单描述一个单片机系统的主要组成模块，并说明各模块之间的数据流流向和控制流流向。简述单片机应用系统的设计原则。26、用8051设计一个带一个8*16键盘加驱动八个数码管（共阳）的原理图。27、PCI（IIC、SPI、UART）总线的含义是什么？PCI总线的主要特点是什么？PCI(PeripheralComponentInterconnect)外设组件互连标准，即插即用、中断共享（总线结构简单、成本低、设计简单）29、单片机上电后没有运转，首先要检查什么？首先应该确认电源电压是否正常,接下来就是检查复位引脚电压是否正常,然后再检查晶振是否起振了30、计算机的基本组成部分及其各自的作用。31、什么耐奎斯特定律,怎么由模拟信号转为数字信号。32、信号与系统:在时域与频域关系。33、给出时域信号，求其直流分量。34、拉氏变换和傅立叶变换的表达式及联系。35、请用方框图描述一个你熟悉的实用数字信号处理系统，并做简要的分析；如果没有，也可以自己设计一个简单的数字信号处理系统，并描述其功能及用途。36、IIR，FIR滤波器的异同。37、拉氏变换与Z变换公式38、DSP的结构（哈佛结构：程序存储器与数据存储器分开编址）39、那种排序方法最快?40、写出两个排序算法,问哪个好？voidBubbleSort(int*pData,intCount)intiTemp;for(inti=0;ii;j-)if(pDatajpDataj-1) iTemp=pDataj-1;pDataj-1=pDataj;pDataj=iTemp;41、编一个简单的求n!的程序。longfact(longn)AAif(n方波锯齿波方波，设计电路RC振荡电路产生正弦波比较电路积分电路脉宽调制电路11、放大电路的频率补偿的目的是什么，有哪些方法？一是改善放大电路的高频特性，二是克服由于引入负反馈而可能出现自激振荡现象，使放大器能够稳定工作。频率补偿的方法可以分为超前补偿和滞后补偿，主要是通过接入一些阻容元件来改变放大电路的开环增益在高频段的相频特性，目前使用最多的就是锁相环。12、一般采用什么放大电路，有什么优点，为什么？差分放大电路，抑制零点漂移，提高整个电路的共模抑制比13、选择运放的标准输入失调电压，输入偏置电流，输入失调电流，温度漂移，最大差模输入电压，最大共模输入电压，最大输出电流，开环带宽BW，开环放大倍数，精度与转换速度，噪声系数与干扰，功耗情况等14、基本放大电路种类（电压放大器，电流放大器，互导放大器和互阻放大器），优缺点，特别是广泛采用差分结构的原因）15、画出由运放构成加法、减法、微分、积分运算的电路原理图。并画出一个晶体管级的运放电路。20、可编程逻辑器件在现代电子设计中越来越重要，请问你所知道的可编程逻辑器件有哪些？PAL，PLD，CPLD，FPGA。21、描述一个交通信号灯的设计主观题1、你认为你从事研发工作有哪些特点？2、说出你的最大弱点及改进方法。3、说出你的理想。说出你想达到的目标。5、请谈谈对一个系统设计的总体思路。针对这个思路，你觉得应该具备哪些方面的知识？6、设想你将设计完成一个电子电路方案。请简述用EDA软件（如PROTEL）进行设计（包括原理图和PCB图）到调试出样机的整个过程。在各环节应注意哪些问题？电源的稳定，电容的选取，以及布局的大小。共同的注意点1.一般情况下，面试官主要根据你的简历提问，所以一定要对自己负责，把简历上的东西搞明白；2.个别招聘针对性特别强，就招目前他们确的方向的人，这种情况下，就要投其所好，尽量介绍其所关心的东西。3.其实技术面试并不难，但是由于很多东西都忘掉了，才觉得有些难。所以最好在面试前把该看的书看看。4.虽然说技术面试是实力的较量与体现，但是不可否认，由于不用面试官/公司所专领域及爱好不同，也有面试也有很大的偶然性，需要冷静对待。不能因为被拒，就否认自己或责骂公司。5.面试时要takeiteasy，对越是自己钟情的公司越要这样。1、温度对半导体材料的导电性能有什么影响?答：温度对半导体的导电性能有很大影响。当温度升高时，半导体材料内的自由电子和空穴数量迅速增加，半导体的导电性能将迅速提高。3、什么是N型半导体?什么是P型半导体?当两种半导体制作在一起时会产生什么现象?答：多数载流子为自由电子的半导体叫N型半导体。反之，多数载流子为空穴的半导体叫P型半导体。P型半导体与N型半导体接合后便会形成P-N结。4、二极管主要用途有哪些？答：整流、检波、稳压等。6、晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的?答：通过电流分配关系。11、静态工作点的确定对放大器有什么意义？答：正确地确定静态工作点能够使放大器有最小的截止失真和饱和失真，同时还可以获得最大的动态范围，提高三极管的使用效率。12、放大器的静态工作点一般应该处于三极管输入输出特性曲线的什么区域？答：通常应该处于三极管输入输出特性曲线的放大区中央。14、如何评价放大电路的性能?有哪些主要指标?增益、输入输出电阻、通频带、失真度、信噪比。16、放大器的通频带是否越宽越好？为什么？答：不！放大器通频带的宽度并不是越宽越好，关键是应该看放大器对所处理的信号频率有无特别的要求！例如选频放大器要求通频带就应该很窄，而一般的音频放大器的通频带则比较宽。17、放大器的输入/输出电阻对放大器有什么影响？答：放大器的输入电阻应该越高越好，这样可以提高输入信号源的有效输出，将信号源的内阻上所消耗的有效信号降低到最小的范围。而输出电阻则应该越低越好，这样可以提高负载上的有效输出信号比例。19、放大器的工作点过高会引起什么样的失真？工作点过低呢？答：饱和失真、截止失真。21、影响放大器的工作点的稳定性的主要因素有哪些？答：元器件参数的温度漂移、电源的波动等。22、在共发射极放大电路中一般采用什么方法稳定工作点？答：引入电流串联式负反馈。23、耦合电路的基本目的是什么？答：让有用的交流信号顺利地在前后两级放大器之间通过，同时在静态方面起到良好地隔离。27、直接耦合放大电路的特殊问题是什么?如何解决?答：零点漂移是直接耦合放大电路最大的问题。最根本的解决方法是用差分放大器。28、为什么放大电路以三级为最常见?答：级数太少放大能力不足，太多又难以解决零点漂移等问题。31、为什么要引入反馈?答：总的说来是为了改善放大器的性能，引入正反馈是为了增强放大器对微弱信号的灵敏度或增加增益；而引入负反馈则是为了提高放大器的增益稳定性及工作点的稳定性、减小失真、改善输入输出电阻、拓宽通频带等等。37、电压跟随器是一种什么组态的放大器？它能对输入的电压信号放大吗？答：电压跟随器是一种电压串联放大器。它不能对输入的电压信号放大。38、电压跟随器主要用途在哪里？答：电压跟随器主要用途：一般用于多级放大电路的输入级、输出级，也可连接两电路，起缓冲作用。39、电压跟随器的输入输出特性如何？答：电压跟随器的输入输出特性：输入电阻高，输出电阻低。40、一般说来功率放大器分为几类？答：按照晶体管在整个周期导通角的不同，可以分为甲类、乙类、甲乙类、丙类、丁类。按照电路结构不同，可以分为变压器耦合、无输出变压器OTL、无输出电容OCL、桥式推挽功率放大电路BTL。41、甲、乙类功率放大器各有什么特点？答：甲类功率放大器的特点：晶体管在信号的整个周期内均导通，功耗大，失真小；乙类功率放大器的特点：晶体管仅在信号的半个周期内导通，功耗小，失真大。42、什么是幅频特性？答：幅频特性是指放大倍数的大小（即输入、输出正弦电压幅度之比）随频率变化的特性。43、什么是相频特性？答：相频特性是指输出电压与输入电压的相位差（即放大电路对信号电压的相移）随频率变化的特性。46、什么是放大电路的上限截止频率？答：信号频率上升到一定程度，放大倍数数值也将减小，使放大倍数数值等于0.707倍|Am|的频率称为上限截止频率fH。47、什么是放大电路的下限截止频率？答：信号频率下降到一定程度，放大倍数数值也将减小，使放大倍数数值等于0.707倍|Am|的频率称为下限截止频率fL。49、放大电路频率特性不好会产生什么危害？答：如果放大电路频率特性不好，当输入信号为非正弦波时，会使输出信号波形与输入波形不同，即产生波形失真，这种失真称为频率失真。其中因为幅频特性不好即不同频率放大倍数的大小不同而产生的频率失真，称为幅度失真；因为相频特性不好即相移不与频率成正比而产生的频率失真，称为相位失真。50、低频放大电路的频率特性主要受哪些因素的影响？答：低频放大电路的频率特性主要受以下因素影响：放大电路的级数越多，其通频带越窄，频率特性越差。在电路中引入负反馈，可以展宽通频带，提高频率特性。耦合电容、前级放大电路输出电阻和后级放大电路的输入电阻对频率特性也有影响。51、高通电路频率特性有什么特点？答：高通电路在低频段放大倍数数值下降，且产生超前相移。52、低通电路频率特性有什么特点？答：低通电路在高频段放大倍数数值下降，且产生滞后相移。53、什么是功率放大电路？答：功率放大电路是指能输出足够的功率以推动负载工作的放大电路。因为它一般都位于多级放大电路的最后一级，所以又常称为末级放大电路。54、对功率放大电路的主要技术性能有哪些要求？答：功率放大电路是大信号放大电路，其主要技术性能要求是：输出功率要足够大；转换效率要高；三极管的功耗要小；非线性失真要小；三极管的工作要安全、可靠。55、用什么方法分析功率放大电路？答：由于功率放大电路工作在大信号条件下，所以不宜采用小信号等效电路分析法分析，通常采用大信号模型或者图解法进行分析，其中用得较多的是图解法。56、什么是变压器耦合功率放大电路？答：既有输入耦合变压器，又有输出耦合变压器的功率放大电路称为变压器耦合功率放大电路。57、变压器耦合功率放大电路有什么优缺点？答：变压器耦合功率放大电路的优点是可以实现阻抗变换，缺点是体积庞大、笨重，消耗有色金属，且频率较低，低频和高频特性均较差。58、OCL电路？答：OCL电路是指无输出耦合电容的功率放大电路。OCL电路具有体积小重量轻，成本低，且频率特性好的优点。但是它需要两组对称的正、负电源供电，在许多场合下显得不够方便。60、OT