硬件工程师面试题集含答案很全Word文件下载.docx
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异步逻辑是各时钟之间没有固定因果关系.电路设计可分类为同步电路设计和异步电路设计。
同步电路运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“开始”和“完毕”信号使之同步。
异步电路具备下列长处:
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。
(7)你懂得那些惯用逻辑电平?
TTL与COMS电平可以直接互连吗?
惯用电平原则,低速有RS232、RS485、RS422、TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、ECL、LVPECL等,高速有LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。
普通说来,CMOS电平比TTL电平有着更高噪声容限。
如果不考虑速度和性能,普通TTL与CMOS器件可以互换。
但是需要注意有时候负载效应也许引起电路工作不正常,由于有些TTL电路需要下一级输入阻抗作为负载才干正常工作。
(6)请画出微机接口电路中,典型输入设备与微机接口逻辑示意图(数据接口、控制接口、锁存器/缓冲器)
典型输入设备与微机接口逻辑示意图如下:
2、你所懂得可编程逻辑器件有哪些?
ROM(只读存储器)、PLA(可编程逻辑阵列)、FPLA(现场可编程逻辑阵列)、PAL(可编程阵列逻辑)GAL(通用阵列逻辑),EPLD(可擦除可编程逻辑器件)、FPGA(现场可编程门阵列)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)等,其中ROM、FPLA、PAL、GAL、EPLD是浮现较早可编程逻辑器件,而FPGA和CPLD是当今最流行两类可编程逻辑器件。
FPGA是基于查找表构造,而CPLD是基于乘积项构造。
3、用VHDL或VERILOG、ABLE描述8位D触发器逻辑
4、请简述用EDA软件(如PROTEL)进行设计(涉及原理图和PCB图)到调试出样机整个过程,在各环节应注意哪些问题?
完毕一种电子电路设计方案整个过程大体可分:
(1)原理图设计
(2)PCB设计(3)投板(4)元器件焊接(5)模块化调试(6)整机调试。
注意问题如下:
(1)原理图设计阶段
注意恰当加入旁路电容与去耦电容;
注意恰当加入测试点和0欧电阻以以便调试时测试用;
注意恰当加入0欧电阻、电感和磁珠以实现抗干扰和阻抗匹配;
(2)PCB设计阶段
自己设计元器件封装要特别注意以防止板打出来后元器件无法焊接;
FM某些走线要尽量短而粗,电源和地线也要尽量粗;
旁路电容、晶振要尽量接近芯片相应管脚;
注意美观与使用以便;
(3)投板
阐明自己需要工艺以及对制板规定;
(4)元器件焊接
防止浮现芯片焊错位置,管脚不相应;
防止浮现虚焊、漏焊、搭焊等;
(5)模块化调试
先调试电源模块,然后调试控制模块,然后再调试其他模块;
上电时动作要迅速,发现不会浮现短路时在彻底接通电源;
调试一种模块时恰当隔离其他模块;
各模块技术指标一定要不不大于客户规定;
(6)整机调试
如提高敏捷度等问题
5、基尔霍夫定理
KCL:
电路中任意节点,任意时刻流入该节点电流等于流出该节点电流(KVL同理)
6、描述反馈电路概念,列举她们应用
反馈是将放大器输出信号(电压或电流)一某些或所有,回收到放大器输入端与输入信号进行比较(相加或相减),并用比较所得有效输入信号去控制输出,负反馈可以用来稳定输出信号或者增益,也可以扩展通频带,特别适合于自动控制系统。
正反馈可以形成振荡,适合振荡电路和波形发生电路。
7、负反馈种类及其长处
电压并联反馈,电流串联反馈,电压串联反馈和电流并联反馈
减少放大器增益敏捷度,变化输入电阻和输出电阻,改进放大器线性和非线性失真,有效地扩展,放大器通频带,自动调节作用
8、放大电路频率补偿目是什么,有哪些办法
频率补偿是为了变化频率特性,减小时钟和相位差,使输入输出频率同步
相位补偿普通是改进稳定裕度,相位补偿与频率补偿目的有时是矛盾
不同电路或者说不同元器件对不同频率放大倍数是不相似,如果输入信号不是单一频率,就会导致高频放大倍数大,低频放大倍数小,成果输出波形就产生了失真
放大电路中频率补偿目:
一是改进放大电路高频特性,而是克服由于引入负反馈而也许出现自激振荡现象,使放大器可以稳定工作。
在放大电路中,由于晶体管结电容存在经常会使放大电路频率响应高频段不抱负,为理解决这一问题,惯用办法就是在电路中引入负反馈。
然后,负反馈引入又引入了新问题,那就是负反馈电路会浮现自激振荡现象,所觉得了使放大电路可以正常稳定工作,必要对放大电路进行频率补偿。
频率补偿办法可以分为超前补偿和滞后补偿,重要是通过接入某些阻容元件来变化放大电路开环增益在高频段相频特性,当前使用最多就是锁相环
9、有源滤波器和无源滤波器区别
无源滤波器:
这种电路重要有无源元件R、L和C构成;
有源滤波器:
集成运放和R、C构成,具备不用电感、体积小、重量轻等长处。
集成运放开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具备一定电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限,因此当前有源滤波电路工作频率难以做得很高。
10、名词解释:
SRAM、SSRAM、SDRAM、压控振荡器(VCO)
SRAM:
静态RAM;
DRAM:
动态RAM;
SSRAM:
SynchronousStaticRandomAccessMemory同步静态随机访问存储器,它一种类型SRAM。
SSRAM所有访问都在时钟上升/下降沿启动。
地址、数据输入和其他控制信号均与时钟信号有关。
这一点与异步SRAM不同,异步SRAM访问独立于时钟,数据输入和输出都由地址变化控制。
SDRAM:
SynchronousDRAM同步动态随机存储器。
11、名词解释:
IRQ、BIOS、USB、VHDL、SDR。
(1)IRQ:
中断祈求
(2)BIOS:
BIOS是英文"
BasicInputOutputSystem"
缩略语,直译过来后中文名称就是"
基本输入输出系统"
。
其实,它是一组固化到计算机内主板上一种ROM芯片上程序,它保存着计算机最重要基本输入输出程序、系统设立信息、开机后自检程序和系统自启动程序。
其重要功能是为计算机提供最底层、最直接硬件设立和控制。
(3)USB:
USB,是英文UniversalSerialBUS(通用串行总线)缩写,而其中文简称为“通串线,是一种外部总线原则,用于规范电脑与外部设备连接和通讯。
(4)VHDL:
VHDL英文全写是:
VHSIC(VeryHighSpeedIntegratedCircuit)HardwareDescriptionLanguage.翻译成中文就是超高速集成电路硬件描述语言。
重要用于描述数字系统构造、行为、功能和接口。
(5)SDR:
软件无线电,一种无线电广播通信技术,它基于软件定义无线通信合同而非通过硬连线实现。
换言之,频带、空中接口合同和功能可通过软件下载和更新来升级,而不用完全更换硬件。
SDR针对构建多模式、多频和多功能无线通信设备问题提供有效而安全解决方案。
12、单片机上电后没有运转,一方面要检查什么
一方面应当确认电源电压与否正常。
用电压表测量接地引脚跟电源引脚之间电压,看与否是电源电压,例如惯用5V。
接下来就是检查复位引脚电压与否正常。
分别测量按下复位按钮和放开复位按钮电压值,看与否对的。
然后再检查晶振与否起振了,普通用示波器来看晶振引脚波形,注意应当使用示波器探头“X10”档。
另一种办法是测量复位状态下IO口电平,按住复位键不放,然后测量IO口(没接外部上拉P0口除外)电压,看与否是高电平,如果不是高电平,则多半是由于晶振没有起振。
此外还要注意地方是,如果使用片内ROM话(大某些状况下如此,当前已经很少有用外部扩ROM了),一定要将EA引脚拉高,否则会浮现程序乱跑状况。
有时用仿真器可以,而烧入片子不行,往往是由于EA引脚没拉高缘故(固然,晶振没起振也是因素只一)。
通过上面几点检查,普通即可排除故障了。
如果系统不稳定话,有时是由于电源滤波不好导致。
在单片机电源引脚跟地引脚之间接上一种0.1uF电容会有所改进。
如果电源没有滤波电容话,则需要再接一种更大滤波电容,例如220uF。
遇到系统不稳定期,就可以并上电容试试(越接近芯片越好)。
13、最基本三极管曲线特性
三极管曲线特性即指三极管伏安特性曲线,涉及输入特性曲线和输出特性曲线。
输入特性是指三极管输入回路中,加在基极和发射极电压VBE与由它所产生基极电流IB之间关系。
输出特性普通是指在一定基极电流IB控制下,三极管集电极与发射极之间电压VCE同集电极电流IC关系
图
(1)典型输入特性曲线
图
(2)典型输出特性曲线
图(3)直、交流负载线,功耗线
14、什么是频率响应,怎么才算是稳定频率响应,简述变化频率响应曲线几种办法
这里仅对放大电路频率响应进行阐明。
在放大电路中,由于电抗元件(如电容、电感线圈等)及晶体管极间电容存在,当输入信号频率过低或过高时,放大电路放大倍数数值均会减少,并且还将产生相位超前或之后现象。
也就是说,放大电路放大倍数(或者称为增益)和输入信号频率是一种函数关系,咱们就把这种函数关系成为放大电路频率响应或频率特性。
放大电路频率响应可以用幅频特性曲线和相频特性曲线来描述,如果一种放大电路幅频特性曲线是一条平行于x轴直线(或在关怀频率范畴内平行于x轴),而相频特性曲线是一条通过原点直线(或在关怀频率范畴是条通过原点直线),那么该频率响应就是稳定
变化频率响应办法重要有:
(1)变化放大电路元器件参数;
(2)引入新元器件来改进既有放大电路频率响应;
(3)在原有放大电路上串联新放大电路构成多级放大电路。
15、给出一种差分运放,如何进行相位补偿,并画补偿后波特图
随着工作频率升高,放大器会产生附加相移,也许使负反馈变成正反馈而引起自激。
进行相位补偿可以消除高频自激。
相位补偿原理是:
在具备高放大倍数中间级,运用一小电容C(几十~几百微微法)构成电压并联负反馈电路。
可以使用电容校正、RC校正分别对相频特性和幅频特性进行修改。
波特图就是在画放大电路频率特性曲线时使用对数坐标。
波特图由对数幅频特性和对数相频特性两某些构成,它们横轴采用对数刻度lgf,幅频特性纵轴采用lg|Au|表达,单位为dB;
相频特性纵轴仍用φ表达。
16、基本放大电路种类及优缺陷,广泛采用差分构造因素
基本放大电路按其接法分为共基、共射、共集放大电路。
共射放大电路既能放大电流又能放大电压,输入电阻在三种电路中居中,输出电阻较大,频带较窄
共基放大电路只能放大电压不能放大电流,输入电阻小,电压放大倍数和输出电阻与共射放大电路相称,频率特性是三种接法中最佳电路。
惯用于宽频带放大电路。
共集放大电路只能放大电流不能放大电压,是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小电路,并具备电压跟随特点。
惯用于电压大电路输入级和输出级,在功率放大电路中也常采用射极输出形式。
广泛采用差分构造因素是差分构造可以抑制温度漂移现象。
17、给出一差分电路,已知其输出电压Y+和Y-,求共模分量和差模分量
设共模分量是Yc,差模分量是Yd,则可知其输
Y+=Yc+YdY-=Yc-Yd可得Yc=(Y++Y-)/2Yd=(Y+-Y-)/2
18、画出一种晶体管级运放电路,阐明原理
下图(a)给出了单极性集成运放C14573电路原理图,图(b)为其放大电路某些:
图(a)C14573电路原理图图(b)C14573放大电路某些
图(a)中T1,T2和T7管构成多路电流源,为放大电路提供静态偏置电流,把偏置电路简化后,就可得到图(b)所示放大电路某些。
第一级是以P沟道管T3和T4为放大管、以N沟道管T5和T6管构成电流源为有源负载,采用共源形式双端输入、单端输出差分放大电路。
由于第二级电路从T8栅极输入,其输入电阻非常大,因此使第一级具备很强电压放大能力。
第二级是共源放大电路,以N沟道管T8为放大管,漏极带有源负载,因而也具备很强电压放大能力。
但其输出电阻很大,因而带负载能力较差。
电容C起相位补偿作用。
19、电阻R和电容C串联,输入电压为R和C之间电压,输出电压分别为C上电压和R上电压,求这两种电路输出电压频谱,判断这两种电路何为高通滤波器,何为低通滤波器。
当RC<
<
T时,给出输入电压波形图,绘制两种电路输出波形图。
当输出电压为C上电压时:
电路频率响应为
从电路频率响应不难看出输出电压加在C上为低通滤波器,输出电压加在R上为高通滤波器,RC<
T阐明信号频率远远不大于滤波器中心频率,因此对于第二个电路基本上无输出,第一种电路输出波形与输入波形基本相似。
20、选取电阻时要考虑什么?
重要考虑电阻封装、功率、精度、阻值和耐压值等。
21、在CMOS电路中,要有一种单管作为开关管精准传递模仿低电平,这个单管你会用P管还是N管,为什么
用N管。
N管传递低电平,P管传递高电平。
N管阈值电压为正,P管阈值电压为负。
在N管栅极加VDD,在漏极加VDD,那么源级输出电压范畴为0到VDD-Vth,由于N管导通条件是Vgs>
Vth,当输出到达VDD-Vth时管子已经关断了。
因此当栅压为VDD时,源级最高输出电压只能为VDD-Vth。
这叫阈值损失。
N管输出要比栅压损失一种阈值电压。
因而不适当用N管传播高电平。
P管输出也会比栅压损失一种阈值。
同理栅压为0时,P管源级输出电压范畴为VDD到|Vth|,因而不适当用P管传递低电平。
22、画电流偏置产生电路,并解释。
基本偏置电流产生电路涉及镜像电流源、比例电流源和微电流源三种。
下面以镜像电流源电路为例进行阐明:
23、画出施密特电路,求回差电压。
下图是用CMOS反相器构成施密特电路:
因而回差电压为:
24、LC正弦波振荡器有哪几种三点式振荡电路,分别画出其原理图。
重要有两种基本类型:
电容三点式电路和电感三点式电路。
下图中(a)和(b)分别给出了其原理电路及其等效电路
(a)电容三点式振荡电路
(b)电感三点式振荡电路
25、DAC和ADC实现各有哪些办法?
实现DAC转换办法有:
权电阻网络D/A转换,倒梯形网络D/A转换,权电流网络D/A转换、权电容网络D/A转换以及开关树形D/A转换等。
实现ADC转换办法有:
并联比较型A/D转换,反馈比较型A/D转换,双积分型A/D转换和V-F变换型A/D转换。
26、A/D电路构成、工作原理
A/D电路由取样、量化和编码三某些构成,由于模仿信号在时间上是持续信号而数字信号在时间上是离散信号,因而A/D转换第一步就是要按照奈奎斯特采样定律对模仿信号进行采样。
又由于数字信号在数值上也是不持续,也就是说数字信号取值只有有限个数值,因而需要对采样后数据尽量量化,使其量化到有效电平上,编码就是对量化后数值进行多进制到二进制二进制转换。
27、为什么一种原则倒相器中P管宽长比要比N管宽长比大?
和载流子关于,P管是空穴导电,N管电子导电,电子迁移率不不大于空穴,同样电场下,N管电流不不大于P管,因而要增大P管宽长比,使之对称,这样才干使得两者上升时间下降时间相等、高低电平噪声容限同样、充电和放电是时间相等
28、锁相环有哪几某些构成?
锁相环路是一种反馈控制电路,简称锁相环(PLL)锁相环特点是:
运用外部输入参照信号控制环路内部振荡信号频率和相位。
因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率自动跟踪,因此锁相环通惯用于闭环跟踪电路。
锁相环在工作过程中,当输出信号频率与输入信号频率相等时,输出电压与输入电压保持固定相位差值,即输出电压与输入电压相位被锁住,这就是锁相环名称由来锁相环普通由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)和压控振荡器(VCO)三部分构成。
锁相环中鉴相器又称为相位比较器,它作用是检测输入信号和输出信号相位差,并将检测出相位差信号转换成电压信号输出,该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器控制电压,对振荡器输出信号频率实行控制。
29、用逻辑门和COMS电路实现AB+CD
这里使用与非门实现:
(a)用逻辑门实现
(b)用CMOS电路构成与非门
图(a)给出了用与非门实现AB+CD,图(b)给出了用CMOS电路构成与非门,将图(b)代入图(a)即可得到用CMOS电路实现AB+CD电路。
30、用一种二选一mux和一种inv实现异或
假设输入信号为A、B,输出信号为Y=A’B+AB’。
则用一种二选一mux和一种inv实现异或电路如下图所示:
31、给了regSetup和Hold时间,求中间组合逻辑Delay范畴
假设时钟周期为Tclk,regSetup和Hold时间分别记为Setup和Hold。
则有:
32、如何解决亚稳态
亚稳态是指触发器无法在某个规定期间段内达到一种可确认状态。
当一种触发器进入亚稳态时,既无法预测该单元输出电平,也无法预测何时输出才干稳定在某个对的电平上。
在亚稳态期间,触发器输出某些中间级电平,或者也许处在振荡状态,并且这种无用输出电平可以沿信号通道上各个触发器级联式传播下去。
解决办法重要有:
(1)减少系统时钟;
(2)用反映更快FF;
(3)引入同步机制,防止亚稳态传播;
(4)改进时钟质量,用边沿变化迅速时钟信号;
(5)使用工艺好、时钟周期裕量大器件
33、集成电路前端设计流程,写出有关工具。
集成电路前端设计重要是指设计IC过程逻辑设计、功能仿真,而后端设计则是指设计IC过程中版图设计、制板流片。
前端设计重要负责逻辑实现,普通是使用verilog/VHDL之类语言,进行行为级描述。
而后端设计,重要负责将前端设计变成真正schematic&
layout,流片,量产。
集成电路前端设计流程可以分为如下几种环节:
(1)设计阐明书;
(2)行为级描述及仿真;
(3)RTL级描述及仿真;
(4)前端功能仿真。
硬件语言输入工具备SUMMIT,VISUALHDL,MENTOR和RENIOR等;
图形输入工具备:
Composer(cadence),Viewlogic(viewdraw)等;
数字电路仿真工具备:
Verolog:
CADENCE、Verolig-XL、SYNOPSYS、VCS、MENTOR、Modle-sim
VHDL:
CADENCE、NC-vhdl、SYNOPSYS、VSS、MENTOR、Modle-sim
模仿电路仿真工具:
HSpicePspice,
34、与否接触过自动布局布线,请说出一两种工具软件,自动布局布线需要哪些基本元素
Protel99seORcadAllegroPadspowerpcb焊盘阻焊层丝印层互联线注意模仿和数字分区域放置敏感元件应尽量避免噪声干扰信号完整性电源去耦
35、描述你对集成电路工艺结识
集成电路是采用半导体制作工艺,在一块较小单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件,并按照多层布线或遂道布线办法将元器件组合成完整电子电路。
(一)按功能构造分类
模仿集成电路和数字集成电路
(二)按制作工艺分类
厚膜集成电路和薄膜集成电路。
(三)按集成度高低分类
小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路
(四)按导电类型不同分类
双极型集成电路和单极型集成电路。
双极型集成电路制作工艺复杂,功耗较大,代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型
单极型集成电路制作工艺简朴,功耗也较低,易于制成大规模集成电路,代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型
36、列举几种集成电路典型工艺,工艺上常提到0.25,0.18指是什么
制造工艺:
咱们经常说0.18微米、0.13微米制程,就是指制造工艺了。
制造工艺直接关系到cpu电气性能,而0.18微米、0.13微米这个尺度就是指是cpu核心中线路宽度,MOS管是指栅长。
37、请描述一下国内工艺现状
38、半导体工艺中,掺杂有哪几种方式
39、描述CMOS电路中闩锁效应产生过程及最后成果
Latch-up闩锁效应,又称寄生PNPN效应或可控硅整流器(SCR,SiliconControlledRectifier)效应。
在整体硅CMOS管下,不同极性搀杂区域间都会构成P-N结,而两个接近反方向P-N结就构成了一种双极型晶体三极管。
因而CMOS管下面会构成各种三极管,这些三极管自身就也许构成一种电路。
这就是MOS管寄生三极管效应。
如果电路偶尔中浮现了可以使三极管开通条件,这个寄生电路就会极大影响正常电路运作,会使原本MOS电路承受比正常工作大得多电流,也许使电路迅速烧毁。
Latch-up状态下器件在电源与地之间形成短路,导致大电流、EOS(电过载)和器件损坏。
40、解释latch-up现象和Antennaeffect和其防止办法.
41、什么叫窄沟效应
当JFET或MESFET沟道较短,<
1um状况下,这样器件沟道内电场很高,载流子民饱合速度通过沟道,因而器件工作速度得以提高,载流子漂移速度,通惯用分段来描述,以为电场不大于某一临界电场时,漂移速度与近似与电场强成正比,迁移率是常数,当电场高于临界时,速度饱
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