【硬件工程师面试宝典】常见面试题其一

1. 什么是 Setup 和 Hold 时间？

Setup 时间是指在时钟沿到达之前，数据需要保持稳固的最小时间。这意味着在时钟沿到达之前，数据线上的信号必须已经稳固下来。
Hold 时间是指在时钟沿到达之后，数据需要继续保持稳固的最小时间。这意味着在时钟沿到达之后，数据线上的信号必须保持一段时间才气被正确读取。
2. 什么是竞争与冒险现象？

竞争现象发生在电路中，当两个或多个信号在不同路径上流传并在某个点会合时，由于路径长度或延迟不同，大概会导致输出信号不稳固。
冒险现象是由于竞争现象导致的瞬时错误，当信号暂时达到一个错误的状态，只管最终的状态是正确的。
3. 请画出用 D 触发器实现 2 倍分频的逻辑电路

1. +-------+     +-------+
2. |       |     |       |
3. |  D Q  |     |  D Q  |
4. |   \   |     |   \   |
5. |    \  |     |    \  |
6. | CLK Q |---->| CLK Q |
7. +-------+     +-------+

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4. 什么是"线与"逻辑，要实现它，在硬件特性上有什么详细要求？

线与逻辑是一种使用电线直接连接多个输出，使得只有所有输出都为高电平时，连接点才为高电平的逻辑。实现“线与”逻辑的硬件要求通常是使用开漏或集电极开路的晶体管。
5. 什么是同步逻辑和异步逻辑？同步电路与异步电路有何区别？

同步逻辑电路的操纵由时钟信号控制，所有状态的变化在时钟信号的控制下举行。
异步逻辑电路的操纵不依靠于全局时钟信号，状态变化依靠于输入信号的变化。
区别在于，同步逻辑电路的稳固性和设计相对简单，而异步逻辑电路可以更快地响应输入信号，但设计复杂，轻易出现竞争和冒险现象。
6. 你知道哪些常用逻辑电平？TTL 与 CMOS 电平可以直接互连吗？

常用逻辑电平包括TTL（晶体管-晶体管逻辑）和CMOS（互补金属氧化物半导体）。
TTL 与 CMOS 电平可以互连，但需要思量电平转换。TTL 的高电平一般为2.0V以上，CMOS 的高电平一般为3.3V或5V。因此直接互连时大概需要电平转换电路。
7. 请画出微机接口电路中，典型的输入设备与微机接口逻辑表示图（数据接口、控制接口、锁存器/缓冲器）

1. +-----------+    +-------------+    +------------+
2. | 输入设备   | -> | 数据接口    | -> | 控制接口    |
3. | (键盘/鼠标) |    +-------------+    +------------+
4. +-----------+         |
5.                        v
6.                   +----------+
7.                   | 锁存器/缓冲器 |
8.                   +----------+

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8. 你所知道的可编程逻辑器件有哪些？

常见的可编程逻辑器件包括：

• PLA（可编程逻辑阵列）
  
• PAL（可编程阵列逻辑）
  
• GAL（通用阵列逻辑）
  
• CPLD（复杂可编程逻辑器件）
  
• FPGA（现场可编程门阵列）
  

9. 请简述用 EDA 软件（如 PROTEL）举行设计（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？

步骤：

• 需求分析和设计方案：确定电路功能和参数。
  
• 原理图设计：使用 EDA 软件绘制原理图，注意元器件的正确选择和连接。
  
• PCB 设计：根据原理图设计 PCB 版图，注意元器件布局、布线和电磁兼容性。
  
• 仿真验证：对原理图和 PCB 举行仿真，验证其正确性。
  
• 生成制造文件：生成用于制造 PCB 的文件（如 Gerber 文件）。
  
• 制造和焊接：将 PCB 文件交给厂家生产，焊接元器件。
  
• 调试和测试：对样机举行调试，测试各项功能和参数。
  

注意问题：

• 原理图设计时要仔细检查，制止连接错误。
  
• PCB 布线要思量信号完备性和电磁兼容性。
  
• 仿真时要注意模型的正确性。
  
• 制造文件生成后要仔细检查，制止文件错误。
  

10. 基尔霍夫定理

基尔霍夫定理包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）：

• KCL：在任何节点，流入节点的电流总和等于流出节点的电流总和。
  
• KVL：在任何闭合回路中，各元件两端电压的代数和等于零。
  

11. 描述反馈电路的概念，列举他们的应用

反馈电路是将输出信号的一部分通过某种方式返回到输入端，从而影响电路的输入。
应用：

• 稳固放大器的增益
  
• 振荡器电路
  
• 自动增益控制
  
• 负反馈用于线性放大器，提高稳固性和带宽
  

12. 负反馈种类及其长处

负反馈种类：

• 电压串联反馈
  
• 电压并联反馈
  
• 电流串联反馈
  
• 电流并联反馈
  

长处：

• 增加电路的稳固性
  
• 减小增益误差
  
• 扩展频带宽度
  
• 低落非线性失真
  

13. 放大电路的频率补偿的目的是什么? 有哪些方法?

目的：稳固放大电路的增益，防止高频振荡，提高电路的工作稳固性。
方法：

• 使用补偿电容
  
• 使用补偿网络
  
• 增加负反馈
  

14. 有源滤波器和无源滤波器的区别

有源滤波器：

• 使用有源元件（如运算放大器）
  
• 增益可调
  
• 不需要电感
  

无源滤波器：

• 只使用无源元件（如电阻、电容和电感）
  
• 无增益
  
• 实用于高频应用
  

15. 名词解释：SRAM、SSRAM、SDRAM、压控振荡器 (VCO)

• SRAM：静态随机存取存储器，使用双稳态触发器存储数据，速度快，功耗低。
  
• SSRAM：同步静态随机存取存储器，具有同步控制接口的 SRAM。
  
• SDRAM：同步动态随机存取存储器，使用时钟同步操纵，适合高速数据传输。
  
• VCO：压控振荡器，输出频率由输入电压控制的振荡器。
  

16. 名词解释：IRQ、BIOS、USB、VHDL、SDR

• IRQ：中断请求，中断信号请求 CPU 处理某变乱。
  
• BIOS：根本输入输出系统，初始化和测试硬件并加载操纵系统。
  
• USB：通用串行总线，用于连接外设的标准接口。
  
• VHDL：超高速集成电路硬件描述语言，用于描述电子系统的设计。
  
• SDR：软件定义无线电，通过软件实现无线电通信系统功能。
  

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