-
硬
件
工
程
师
笔
试
题
Prepared on 22 November 2020
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
<
/p>
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
< br>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 <
/p>
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
，；
TTL
和
CMOS
不可以
直接互连，由于
TTL
是在之
间，而<
/p>
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<
/p>
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（
tran
sistor-
transistorlogicgate
），
TTL
大部分都采用
5V
电源。
1.
输出高电平<
/p>
Uoh
和输出低电平
UolUoh
≥
,Uol
≤
2.
输入高电平和输入低电平
Uih
≥，
Uil
≤
CMOS
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。
< br>
1.
输出高电平
Uoh
和输出低电平
UolUoh
≈
VCC
，
Uol
≈
GND
2.
输入高电平
Uoh
和输入低电平
UolUih
≥<
/p>
,Uil
≤
O
C
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。
T
TL
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
CO
MS
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。
<
/p>
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/
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。
< br>
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。
<
/p>
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
、
RS23
2
、
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，
②逻辑电平不同；
RS23
2
“
0
”电平为＋
3V
～＋
15V
，“
1
”电平为－
3V
～－
15V
。
RS485
电平为“
0
”电平为＋
2V
～＋
6V
，“
1
”电平为－
2V
～－
6V
。
③
R
S223
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
10Mbps
④
RS232
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
3~5v
< br>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<
/p>
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
< br>、
MCU
、
RISC
、
CISC
、
DSP
、
ASIC
、
FP
GA
等的概念）。
24
、什么是
NMOS
、
PMO
S
、
CMOS
什么是增强型、耗尽型什
么是
PNP
、
NPN
< br>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<
/p>
键盘加驱动八个数码管（共阳）的原理图。
27
< br>、
PCI
（
IIC
、
SPI
、
UART
）总线的含义是什么
PCI
总线的主要特点是
什么
PCI(PeripheralComponentIn
terconnect)
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
< br>滤波器的异同。
37
、拉氏变换与
Z
变换公式
38
< br>、
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;
<
br>A 4 <
br>，问有多少羊 2
for(inti=0;i
{
for(intj=Count-1;j>i;j--)
{
if(pData[j]
{
iTemp=pData[j-1];
pData[j-1]=pData[j];
pData[j]=iTemp;
}
}
}
}
41
、编一个简单的求
n!
的程序。<
/p>
longfact(longn)
A
{
A
if(n<1)
{
A
fact=-1;
A
}
A
els
eif
（
n==0||n==1
）
fact=1;
A
A
else
returnn*fac
t(n-1);
A
}
A
42
、操作系统的功能。
43
、一个农夫发现围成正方形的围栏比长方形的节省
个木桩但是面积一样
.
羊
的数目和正方形围栏的桩子的个数一样但是小于
36
数字逻辑电路分类（按功能分）：
1
、
组合逻辑电路
简称组合电路，它由最
基本的的逻辑门电路组合而成。特点是：输出值只与当
时的输入值有关，即输出惟一地由
当时的输入值决定。电路没有记忆功能，输
出状态随着输入状态的变化而变化，类似于电
阻性电路，如加法器、译码器、
编码器、数据选择器等都属于此类。
、时序逻辑电路
简称时序电路
，它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路（输出到输入）
或器件组合而成的电路，
与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功
能。时序电路的特点是：输出不仅取决
于当时的输入值，而且还与电路过去的
状态有关。它类似于含储能元件的电感或电容的电
路，如触发器、锁存器、计
数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件。
数字电路的特点：
1
、同时具有算术运算和逻辑运算功能
数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算
术运算又能方便地进行逻辑运算（与、或、非、判断、比较、处理等），因此
极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。
2
、实现简单，系统可靠
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