偉創力硬件工程師筆試試題集(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 片。前端設計主要負責邏輯實現，通常是使用 verilog/VHDL之類語言，進行行為級的描述。而后端設計，主要負責將前端的設計變成真正的 schematicamp。layout，流片，量產。 集成電路前端設計流程可以分為以下幾個步驟： (1) 設計說明書； (2) 行為級描述及仿 真； (3) RTL級描述及仿真； (4) 前端功能仿真。 硬件語言輸入工具有 SUMMIT ， VISUALHDL， MENTOR和 RENIOR等；圖形輸入工具有 : Composer(cadence)， Viewlogic (viewdraw)等； 數字電路仿真工具有： Verolog： CADENCE、 VeroligXL、 SYNOPSYS、 VCS、 MENTOR、 Modlesim VHDL： CADENCE、 NCvhdl、 SYNOPSYS、 VSS、 MENTOR、 Modlesim 模擬電路仿真工 具： ANTI HSpice pspice， spectre micro microwave， eesoft 名詞解釋： IRQ、 BIOS、 USB、 VHDL、 SDR。 (1) IRQ：中斷請求。 (2) BIOS： BIOS是英文 Basic Input Output System的縮略語，直譯過來后中文名稱就是 基本輸入輸出系統 。其實，它是一組固化到計算機內主板上一個 ROM芯片上的程序，它保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序、系統設置信息、開機后自檢程序和系統自啟動程序。其主要功能是為計算機提供 最底層的、最直接的硬件設置和控制。 (3) USB： USB，是英文 Universal Serial BUS（通用串行總線）的縮寫，而其中文簡稱為 “通串線，是一個外部總線標準，用于規范電腦與外部設備的連接和通訊。 (4) VHDL： VHDL的英文全寫是： VHSIC（ Very High Speed Integrated Circuit）Hardware Description 。主要用于描述數字系統的結構、行為、功能和接口。 (5) SDR：軟件無 線電，一種無線電廣播通信技術，它基于軟件定義的無線通信協議而非通過硬連線實現。換言之，頻帶、空中接口協議和功能可通過軟件下載和更新來升級，而不用完全更換硬件。 SDR 針對構建多模式、多頻和多功能無線通信設備的問題提供有效而安全的解決方案。 用波形表示 D觸發器的功能。 以電平觸發為例進行說明， D觸發器的功能描述如下：當時鐘信號為低電平時，觸發器不工作，處于維持狀態。當時鐘信號為高電平時， D觸發器的功能為：若 D=0，則觸發器次態為 0；若 D=1，則觸發器次態為 1。下圖以波形形式來描述 D觸發器的功能： 用傳輸門和倒向器搭一個邊沿觸發器。 用傳輸門和倒向器組成的邊沿 D觸發器如下圖： 畫狀態機，接受 5分錢的賣報機，每份報紙 5分錢。 答：取投幣信號為輸入邏輯變量，投入一枚 5分硬幣是用 A=1表示，未投入時用 A=0表示；投入一枚 2分硬幣是用 B=1表示，未投入時用 B=0表示；投入一枚 1分硬幣是用C=1表示，未投入時用 C=0表示。由于每次最多只能投入一枚硬幣，因此除了 ABC=000、ABC=00 ABC=010 和 ABC=100四種狀態為合法狀態，其它四種狀態為非法狀態。假設投入 3個 2分硬幣或者投入 4個 1分硬幣和 1個 2分硬幣后，賣報機在給出報紙的同時會找會 1個 1分硬幣。這是輸出變量有兩個，分別用 Y和 Z表示。給出報紙時 Y=1，不給時 Y=0；找回 1個 1分硬幣時 Z=1，不找時 Z=0。同時假定未投幣時賣報機的初始狀態為S0，從開始到當前時刻共投入的硬幣面值為 1分記為 S1，為 2分時記為 S2，為 3分記為S3，為 4分時記為 S4。 由上面的分析可以畫出該狀態機的狀態轉換表，如下表所示 (方便起見，這里給出輸入變量為非法狀態時的轉換表 )： S0 ABC 000 001 010 100 S0 S0/00 S1/00 S2/00 S0/10 S1 S1/00 S2/00 S3/00 X/XX S2 S2/00 S3/00 S4/00 X/XX S3 S3/00 S4/00 S0/10 X/XX S4 S4/00 S0/10 S0/11 X/XX 狀態圖如下圖所示： xxx/xx中 xxx表示輸入信號 ABC， xx表示輸出信號 YZ。 硬件面試題之七 用與非門等設計全加法器。 答：設加數為 A和 B，低位進位為 C，和為 Sum，進位位為 Cout，則用與非門設計的全加器如下圖： 如果非門也用與非門實現的話，只需將與非門的兩個輸入端連接，置換到非門即可。 信號與系統：時域與頻域的關系。 時域與頻域的關系通過傅里葉變換給出，下面給出傅里葉變換及其逆變換的幾種可能形式： (1) 連續時間、連續頻率 傅里葉變換 (2) 連續時間、離散頻率 傅里葉級數 設代表 一個為周期為周期性連續時間函數，可展開成傅里葉級數，其傅里葉級數的系數為， 是離散頻率的非周期函數。 其中 為離散頻譜相鄰兩譜線之間的角頻率間隔， k為諧波序號。 (3) 離散時間、連續頻率 序列的傅里葉變換 這里的 是數字頻率，它和模擬角頻率 的關系為 ， T為采樣間隔。 (4) 離散時間、離散頻率 離散傅里葉變換 離散傅里葉變換是針 對有限長序列或周期序列才存在的，它相當于把序列的連續傅里葉變換加以離散化 (抽樣 )。 其中 ， 表示 有限長序列的抽樣點數，或周期序列一個周期的抽樣點數。 RS232c高電平脈沖對應的 TTL邏輯是？ 首先解釋一下什么是正邏輯和負邏輯。正邏輯：用高電平表示邏輯 1，用低電平表示邏輯 0。負邏輯：用低電平表示邏輯 1，用高電平表示邏輯 0。在數字系統的邏輯設計中，若采用 NPN晶體管和 NMOS管，電源電壓是正值，一般采用正邏輯。若采用的是PNP管和 PMOS管，電源電壓為負值，則采用負邏輯比較方便。除非特別說明，一般電路都是采用正邏輯。 對于 RS232C的數據線，邏輯 1(MARK)=3V～ 15V ；邏輯 0(SPACE)=+3～＋ 15V，因此對應的 TTL邏輯為負邏輯。 VCO是什么，什么參數 (壓控振蕩器 ) ? VCO即壓控振蕩器，在通信系統電路中，壓控振蕩器 (VCO)是其關鍵部件，特別是在鎖相環電路、時鐘恢復電路和頻率綜合器等電路中。 VCO的性能指標主要包括：頻率調諧范圍，輸出功率， (長期及短期 )頻率穩定度，相位噪聲，頻譜純度，電調速度，推頻系數，頻率牽引等。 什么耐奎斯特定律，怎么由模擬信號轉為數字信號。 答：奈奎斯特定律包括奈奎斯特低通采樣定律和奈奎斯特帶通采樣定律。 奈奎斯特低通采 樣定律：若一個連續模擬信號的最高頻率小于，則以間隔時間為的周期 性沖 激脈 沖對 其進 行抽 樣時 ，將 被這 些抽 樣值 所完 全確 定。 奈奎斯特帶通采樣定律：假設帶通信號的頻帶限制在與之間，即其頻譜最低頻率大于，最高頻率小于。信號帶寬 ，最高頻率可表示為： 式中，這時，能恢復出原帶通信號的最小抽樣頻率為 將模擬信號轉為數字信號分為三個步驟：抽樣、量化和編碼。 用 D觸發器做個 4進制的計數器。 由于是 4進制計數器，因此只需兩個 D觸發器即可，記進位輸出為 Cout，時鐘信號為CLK，則利用 D觸發器和門電路組成的 4進制計數器如下圖： 那種排序方法最快？ 排序沒有最快與最慢，首先介紹下內部外部排序和外部排序。內部排序是指待排序記錄全部存放在計算機隨機存儲器中進行的排序過程；外部排序是指待排序記錄的數量很大，以致內存一次不能容納全部記錄，在排序過程中尚需對外存進行訪問的排序過程。 這里僅介紹內部排序，內部排序的方法很多，但就全面性能而言，很難說哪種方法是最好的。如果按排序過程中依據的不同原則對內部排序方法進行分類，則大致可以分為插入排序、交換排序、選擇排 序、歸并排序和計數排序五類。如果按排序過程中所需的計算量來區分，則可分為三類： (1) 簡單的排序方法，其時間復雜度為； (2) 先進的排序方法，其時間復雜度為 ； (3) 基數排序，其時間復雜度為。 下表給出了幾種內部排序的時間復雜度： 排序方法 平均時間 最壞情況 輔助存儲 簡單排序 快速排序 堆排序 歸并排序 基數排序 從平均時間性能而言，快速排序最佳，其所需的時間最省，但快速排序在最壞情況下的時間性能不如堆排序和歸并排序。而后兩者的比較結果是，在 n較大時，歸并排序所需的時間較堆排序省，但它所需的輔助存儲量最多。 硬件面試題之八 鎖存器、觸發器、寄存器三者的區別。 觸發器：能夠存儲一位二值信號的基本單元電路統稱為 “觸發器 ”。 鎖存器：一位觸發器只能傳送或存儲一位數據，而在實際工作中往往希望一次傳送或存儲多位數據。為此可把多個觸發器的 時鐘輸入端 CP連接起來，用一個公共的控制信號來控制，而各個數據端口仍然是各處獨立地接收數據。這樣所構成的能一次傳送或存儲多位數據的電路就稱為 “鎖存器 ”。 寄存器：在實際的數字系統中，通常把能夠用來存儲一組二進制代碼的同步時序邏輯電路稱為寄存器。由于觸發器內有記憶功能，因此利用觸發器可以方便地構成寄存器。由于一個觸發器能夠存儲一位二進制碼，所以把 n個觸發器的時鐘端口連接起來就能構成一個存儲 n位二進制碼的寄存器。 區別：從寄存數據的角度來年，寄存器和鎖存器的功能是相同的，它們的區別在于寄存器是同步時鐘控制， 而鎖存器是電位信號控制。可見，寄存器和鎖存器具有不同的應用場合，取決于控制方式以及控制信號和數據信號之間的時間關系：若數據信號有效一定滯后于控制信號有效，則只能使用鎖存器；若數據信號提前于控制信號到達并且要求同步操作，則可用寄存器來存放數據。 D觸發器和 D鎖存器的區別。 D觸發器是指由時鐘邊沿觸發的存儲器單元，鎖存器指一個由信號而不是時鐘控制的電平敏感的設備。鎖存器通過鎖存信號控制，不鎖存數據時，輸出端的信號隨輸入信號變化，就像信號通過緩沖器一樣，一旦鎖存信號起鎖存作用，則數據被鎖住，輸入信號不起作 用。 有源濾波器和無源濾波器的原理及區別。 濾波器是一種對信號的頻率具有選擇性的電路，其功能就是使特定頻率范圍內的信號通過，而組織其它頻率信號通過。其原理就是當不同頻率的信號通過該電路時，具有不同的幅度衰減，通帶內的信號衰減很小，而阻帶內的信號衰減很大。 若濾波電路僅由無源元件 (電阻、電容、電感 )組成，則稱為無源濾波器；若濾波電路不僅由無源元件，還有有源元件 (雙極型管、單極性管、集成運放 )組成，則稱為有源濾波器。其區別主要體現在以下幾個方面： (1) 有源濾波器是電子的，無源濾波器是機械的。 (2) 有源濾波器是檢測到某一設定好的諧波次數后抵消它，無源濾波器是通過電抗器與電容器的配合形成某次諧波通道吸收諧波。 (3) 采用無源濾波器因為有電容器的原因，所以可提高功率因素。采用有源濾波器只是消除諧波與功率因素無關。 (4) 有源濾波器造價是無源濾波器的 3倍以上，技術相對不太成熟，且維護成本高；無源濾波器造價相對較低，技術較成熟，安裝后基本免維護。 (5) 有源濾波器用于小電流，無源濾波器可用于大電流。 SRAM， DRAM以及 Flash的區別。 SRAM和 DRAM屬于 RAM的范疇，而 Flash屬于 ROM的范疇。