硬件工程師筆試題

1、1、同步電路和異步電路的區(qū)別是什么？同步邏輯是時鐘之間有固定的因果關(guān)系。異步邏輯是各時鐘之間沒有固定的因果關(guān)系。電路設(shè)計可分類為同步電路和異步電路設(shè)計。同步電路利用時鐘脈沖使其子系統(tǒng)同步運作，而異步電路不使用時鐘脈沖做同步，其子系統(tǒng)是使用特殊的“開始”和“完成”信號使之同步。異步電路具有下列優(yōu)點異步電路具有下列優(yōu)點無時鐘歪斜問題、低電源消耗、平均效能而無時鐘歪斜問題、低電源消耗、平均效能而非最差效能、模塊性、可組合和可復(fù)用性非最差效能、

2、模塊性、可組合和可復(fù)用性整個設(shè)計中只有一個全局時鐘成為同步邏輯。只有時鐘脈沖同時到達(dá)各記憶元件的時鐘端，才能發(fā)生預(yù)期改變。?多時鐘系統(tǒng)邏輯設(shè)計成為異步邏輯。電路狀態(tài)改變由輸入信號引起同步邏輯是時鐘之間有固定的因果關(guān)系。異步邏輯是各時鐘之間沒有固定的因果關(guān)系。2、什么是“線與“邏輯，要實現(xiàn)它，在硬件特性上有什么具體要求？線與邏輯是兩個輸出信號相連可以實現(xiàn)與的功能。在硬件上，要用oc門來實現(xiàn)，由于不用oc門可能使灌電流過大，而燒壞邏輯門。同

3、時在輸出端口應(yīng)加一個上拉電阻。3、什么是Setup和Holdup時間？建立時間(SetupTime)和保持時間（Holdtime）。建立時間是指在時鐘邊沿前，數(shù)據(jù)信號需要保持不變的時間。保持時間是指時鐘跳變邊沿后數(shù)據(jù)信號需要保持不變的時間（Setupholdtime是測試芯片對輸入信號和時鐘信號之間的時間要求）5、什么是競爭與冒險現(xiàn)象？怎樣判斷？如何消除？在組合邏輯中，由于門的輸入信號通路中經(jīng)過了不同的延時，導(dǎo)致到達(dá)該門的時間不一致叫競

4、爭。因此產(chǎn)生的干擾脈沖毛刺叫冒險。如果布爾式中有相反的信號則可能產(chǎn)生競爭和冒險現(xiàn)象。解決方法：一是添加布爾式的消去項，二是在芯片外部加電容。6、你知道那些常用邏輯電平？TTL與COMS電平可以直接互連嗎？常用邏輯電平：12V，5V，3.3V；TTL和CMOS不可以直接互連，由于TTL是在0.33.6V之間，而CMOS則是有在12V的有在5V的。CMOS輸出接到TTL是可以直接互連。TTL接到CMOS需要在輸出端口加一上拉電阻接到5V或者

5、12V。TTL集成電路的主要型式為晶體管－晶體管邏輯門（transisttransistlogicgate），TTL大部分都采用5V電源。1.輸出高電平Uoh和輸出低電平UolUoh≥2.4VUol≤0.4V2.輸入高電平和輸入低電平Uih≥2.0V，Uil≤0.8VCMOS電路是電壓控制器件，輸入電阻極大，對于干擾信號十分敏感，因此不用的輸入端不應(yīng)開路，接到地或者電源上。CMOS電路的優(yōu)點是噪聲容限較寬，靜態(tài)功耗很小。1.輸出高電平U

6、oh和輸出低電平UolUoh≈VCC，Uol≈GND2.輸入高電平Uoh和輸入低電平UolUih≥0.7VCCUil≤0.2VCCOC門，即集電極開路門電路，OD門，即漏極開路門電路，必須外界上拉電阻和電源才能將開關(guān)電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關(guān)大電壓和大電流負(fù)載，所以又叫做驅(qū)動門電路。TTL和COMS電路比較：1）TTL電路是電流控制器件，而CMOS電路是電壓控制器件。2）TTL電路的速度快，傳輸延遲時間短(510ns)，但

7、是功耗大。COMS電路的速度慢，傳輸延遲時間長(2550ns)但功耗低。COMS電路本身的功耗與輸入信號的脈沖頻率有關(guān)，頻率越高，芯片集越熱，這是正?，F(xiàn)象。COMS電路的鎖定效應(yīng)：COMS電路由于輸入太大的電流，內(nèi)部的電流急劇增大，除非切斷電源，電流一直在增大。這種效應(yīng)就是鎖定效應(yīng)。當(dāng)產(chǎn)生鎖定效應(yīng)時，COMS的內(nèi)部電流能達(dá)到40mA以上，很容易燒毀芯片。防御措施：1）在輸入端和輸出端加鉗位電路，使輸入和輸出不超過不超過規(guī)定電壓。11、利

8、用4選1實現(xiàn)F(xyz)=xzyz。12、畫出NOTNN的符號，真值表13、為了實現(xiàn)邏輯（AXB）（CD），請選用以下邏輯中的一種，并說明為什么？1）INV2）3）4）N5）N6）X答案：N14、用與非門等設(shè)計全加法器15、ABCDE進(jìn)行投票，多數(shù)服從少數(shù)，輸出是F（也就是如果ABCDE中1的個數(shù)比0多，那么F輸出為1，否則F為0），用與非門實現(xiàn)，輸入數(shù)目沒有限制16、用波形表示D觸發(fā)器的功能17、用邏輯門畫出D觸發(fā)器18、D觸發(fā)器和D

9、鎖存器的區(qū)別觸發(fā)器對時鐘脈沖邊沿（上升或下降）敏感，在邊沿來臨時變化狀態(tài)；鎖存器對時鐘脈沖電平（持續(xù)時間）敏感，在一持續(xù)電平期間都運作。19、請畫出用D觸發(fā)器實現(xiàn)4倍分頻的邏輯電路20、用D觸發(fā)器做個4進(jìn)制的計數(shù)21、用你熟悉的設(shè)計方式設(shè)計一個可預(yù)置初值的7進(jìn)制循環(huán)計數(shù)器，15進(jìn)制的呢？22、RS232、RS485的區(qū)別？RS232是三芯線通信，信號單端方式傳送，通信距離不超12米，理論上為30米RS485是兩芯線通信，信號采用差分方式