硬件工程師面試試題及答案

學(xué)而不思則惘，思而不學(xué)則殆硬件工程師面試試題及答案學(xué)而不思則惘，思而不學(xué)則殆硬件工程師面試試題及答案全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。模擬電路

1、基爾霍夫定理的內(nèi)容是什么？

基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律

電流定律：在集總電路中，任何時(shí)刻，對(duì)任一節(jié)點(diǎn)，所有流出節(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于零。

電壓定律：在集總電路中，任何時(shí)刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。

2、描述反饋電路的概念，列舉他們的應(yīng)用。

反饋，就是在電子系統(tǒng)中，把輸出回路中的電量輸入到輸入回路中去。

反饋的類型有：電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流并聯(lián)負(fù)反饋。

負(fù)反饋的優(yōu)點(diǎn)：降低放大器的增益靈敏度，改變輸入電阻和輸出電阻，改善放大器的線性和非線性失真，有效地?cái)U(kuò)展放大器的通頻帶，自動(dòng)調(diào)節(jié)作用。

電壓負(fù)反饋的特點(diǎn)：電路的輸出電壓趨向于維持恒定。

電流負(fù)反饋的特點(diǎn)：電路的輸出電流趨向于維持恒定。

3、有源濾波器和無(wú)源濾波器的區(qū)別

無(wú)源濾波器：這種電路主要有無(wú)源元件R、L和C組成

有源濾波器：集成運(yùn)放和R、C組成，具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。

集成運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，輸出電阻小，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。但集成運(yùn)放帶寬有限，所以目前的有源濾波電路的工作頻率難以做得很高。

數(shù)字電路

1、同步電路和異步電路的區(qū)別是什么？

同步電路：存儲(chǔ)電路中所有觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端都接同一個(gè)時(shí)鐘脈沖源，因而所有觸發(fā)器的狀態(tài)的變化都與所加的時(shí)鐘脈沖信號(hào)同步。

異步電路：電路沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘，有些觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端與時(shí)鐘脈沖源相連，這有這些觸發(fā)器的狀態(tài)變化與時(shí)鐘脈沖同步，而其他的觸發(fā)器的狀態(tài)變化不與時(shí)鐘脈沖同步。

2、什么是"線與"邏輯，要實(shí)現(xiàn)它，在硬件特性上有什么具體要求？

將兩個(gè)門電路的輸出端并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)與邏輯的功能成為線與。

在硬件上，要用OC門來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在輸出端口加一個(gè)上拉電阻。

由于不用OC門可能使灌電流過(guò)大，而燒壞邏輯門。

3、解釋setup和holdtimeviolation，畫圖說(shuō)明，并說(shuō)明解決辦法。（威盛VIA2003.11.06上海筆試試題）

Setup/holdtime是測(cè)試芯片對(duì)輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)之間的時(shí)間要求。建立時(shí)間是指觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來(lái)以前，數(shù)據(jù)穩(wěn)定不變的時(shí)間。輸入信號(hào)應(yīng)提前時(shí)鐘上升沿（如上升沿有效）T時(shí)間到達(dá)芯片，這個(gè)T就是建立時(shí)間-Setuptime.如不滿足setuptime,這個(gè)數(shù)據(jù)就不能被這一時(shí)鐘打入觸發(fā)器，只有在下一個(gè)時(shí)鐘上升沿，數(shù)據(jù)才能被打入觸發(fā)器。

保持時(shí)間是指觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來(lái)以后，數(shù)據(jù)穩(wěn)定不變的時(shí)間。如果holdtime不夠，數(shù)據(jù)同樣不能被打入觸發(fā)器。

建立時(shí)間(SetupTime)和保持時(shí)間（Holdtime）。建立時(shí)間是指在時(shí)鐘邊沿前，數(shù)據(jù)信號(hào)需要保持不變的時(shí)間。保持時(shí)間是指時(shí)鐘跳變邊沿后數(shù)據(jù)信號(hào)需要保持不變的時(shí)間。如果數(shù)據(jù)信號(hào)在時(shí)鐘沿觸發(fā)前后持續(xù)的時(shí)間均超過(guò)建立和保持時(shí)間，那么超過(guò)量就分別被稱為建立時(shí)間裕量和保持時(shí)間裕量。

4、什么是競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)現(xiàn)象？怎樣判斷？如何消除？（漢王筆試）

在組合邏輯中，由于門的輸入信號(hào)通路中經(jīng)過(guò)了不同的延時(shí)，導(dǎo)致到達(dá)該門的時(shí)間不一致叫競(jìng)爭(zhēng)。

產(chǎn)生毛刺叫冒險(xiǎn)。如果布爾式中有相反的信號(hào)則可能產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)現(xiàn)象。

解決方法：一是添加布爾式的消去項(xiàng)，二是在芯片外部加電容。

5、名詞：SRAM、SSRAM、SDRAM

SRAM：靜態(tài)RAM

DRAM：動(dòng)態(tài)RAM

SSRAM：SynchronousStaticRandomAccessMemory同步靜態(tài)隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器。它的一種類型的SRAM。SSRAM的所有訪問(wèn)都在時(shí)鐘的上升/下降沿啟動(dòng)。地址、數(shù)據(jù)輸入和其它控制信號(hào)均于時(shí)鐘信號(hào)相關(guān)。這一點(diǎn)與異步SRAM不同，異步SRAM的訪問(wèn)獨(dú)立于時(shí)鐘，數(shù)據(jù)輸入和輸出都由地址的變化控制。

SDRAM：SynchronousDRAM同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器

6、FPGA和ASIC的概念，他們的區(qū)別。（未知）

答案：FPGA是可編程ASIC。

ASIC:專用集成電路，它是面向?qū)ｉT用途的電路，專門為一個(gè)用戶設(shè)計(jì)和制造的。根據(jù)一個(gè)用戶的特定要求，能以低研制成本，短、交貨周期供貨的全定制，半定制集成電路。與門陣列等其它ASIC(ApplicationSpecificIC)相比，它們又具有設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期短、設(shè)計(jì)制造成本低、開(kāi)發(fā)工具先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無(wú)需測(cè)試、質(zhì)量穩(wěn)定以及可實(shí)時(shí)在線檢驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)。

7、什么叫做OTP片、掩膜片，兩者的區(qū)別何在？

OTPmeansonetimeprogram，一次性編程

MTPmeansmultitimeprogram，多次性編程

OTP（OneTimeProgram）是MCU的一種存儲(chǔ)器類型

MCU按其存儲(chǔ)器類型可分為MASK(掩模)ROM、OTP(一次性可編程)ROM、FLASHROM等類型。

MASKROM的MCU價(jià)格便宜，但程序在出廠時(shí)已經(jīng)固化，適合程序固定不變的應(yīng)用場(chǎng)合；

FALSHROM的MCU程序可以反復(fù)擦寫，靈活性很強(qiáng)，但價(jià)格較高，適合對(duì)價(jià)格不敏感的應(yīng)用場(chǎng)合或做開(kāi)發(fā)用途；

OTPROM的MCU價(jià)格介于前兩者之間，同時(shí)又擁有一次性可編程能力，適合既要求一定靈活性，又要求低成本的應(yīng)用場(chǎng)合，尤其是功能不斷翻新、需要迅速量產(chǎn)的電子產(chǎn)品。

8、單片機(jī)上電后沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)，首先要檢查什么？

首先應(yīng)該確認(rèn)電源電壓是否正常。用電壓表測(cè)量接地引腳跟電源引腳之間的電壓，看是否是電源電壓，例如常用的5V。

接下來(lái)就是檢查復(fù)位引腳電壓是否正常。分別測(cè)量按下復(fù)位按鈕和放開(kāi)復(fù)位按鈕的電壓值，看是否正確。

然后再檢查晶振是否起振了，一般用示波器來(lái)看晶振引腳的波形，注意應(yīng)該使用示波器探頭的“X10”檔。另一個(gè)辦法是測(cè)量復(fù)位狀態(tài)下的IO口電平，按住復(fù)位鍵不放，然后測(cè)量IO口（沒(méi)接外部上拉的P0口除外）的電壓，看是否是高電平，如果不是高電平，則多半是因?yàn)榫д駴](méi)有起振。

另外還要注意的地方是，如果使用片內(nèi)ROM的話（大部分情況下如此，現(xiàn)在已經(jīng)很少有用外部擴(kuò)ROM的了），一定要將EA引腳拉高，否則會(huì)出現(xiàn)程序亂跑的情況。有時(shí)用仿真器可以，而燒入片子不行，往往是因?yàn)镋A引腳沒(méi)拉高的緣故（當(dāng)然，晶振沒(méi)起振也是原因只一）。經(jīng)過(guò)上面幾點(diǎn)的檢查，一般即可排除故障了。如果系統(tǒng)不穩(wěn)定的話，有時(shí)是因?yàn)殡娫礊V波不硬件工程師面試試題及答案全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。好導(dǎo)致的。在單片機(jī)的電源引腳跟地引腳之間接上一個(gè)0.1uF的電容會(huì)有所改善。如果電源沒(méi)有濾波電容的話，則需要再接一個(gè)更大濾波電容，例如220uF的。遇到系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)，就可以并上電容試試（越靠近芯片越好）。硬件工程師面試試題及答案全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。硬件工程師面試試題及答案全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。

問(wèn)]：1、電阻電容的封裝形式如何選擇，有沒(méi)有什么原則？比如，同樣是104的電容有0603、0805的封裝，同樣是10uF電容有3216、0805、3528等封裝形式，選擇哪種封裝形式比較合適呢？2、有時(shí)候兩個(gè)芯片的引腳(如芯片A的引腳1,芯片B的引腳2)可以直接相連，有時(shí)候引腳之間(如A-1和B-2)之間卻要加上一片電阻，如22歐，請(qǐng)問(wèn)這是為什么？這個(gè)電阻有什么作用？電阻阻值如何選擇？3、藕合電容如何布置？有什么原則？是不是每個(gè)電源引腳布置一片0.1μF？有時(shí)候看到0.1μF和10μF聯(lián)合起來(lái)使用，為什么？4、所謂5VTTL器件、5VCMOS器件是指什么含義？是不是說(shuō)該器件電源接上5V，其引腳輸出或輸入電平就是5VTTL或者5vCMOS？

[答]：

1、電阻電容的封裝與元件的規(guī)格有關(guān)，簡(jiǎn)而言之，對(duì)于電阻，封裝與阻值（容值）和功率有關(guān)，功率越大，封裝尺寸越大；對(duì)于電容，封裝與容值和耐壓有關(guān)，容值和耐壓越高，封裝尺寸越大。經(jīng)驗(yàn)之談，0603封裝的電容，容值最大為225（2.2μF），10μF的電容，應(yīng)該沒(méi)有0805的封裝，而3216，3528的封裝與耐壓和材料有關(guān)，建議你根據(jù)具體元件參考相應(yīng)的Datasheet。2、在芯片的引腳連線之間串入電阻，多見(jiàn)于信號(hào)傳輸上，電阻的作用是防止串?dāng)_，提高傳輸成功率，有時(shí)也用來(lái)作為防止浪涌電流。電阻值一般較小，低于100歐姆。3、藕合電容應(yīng)盡可能靠近電源引腳。耦合電容在電源和地之間的有兩個(gè)作用：一方面是蓄能電容，避免由于電流的突變而使電壓下降，相當(dāng)于濾紋波，故又稱為去藕。另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲，故又稱為旁路。數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個(gè)電容的分布電感的典型值是5μH。0.1μF的去耦電容有5μH的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說(shuō)，對(duì)于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對(duì)40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。0.1μF、10μF的電容并聯(lián)使用，共振頻率在20MHz以上，去除高頻噪聲的效果要好一些，較好的兼顧了去藕和旁路。經(jīng)驗(yàn)上，每10片左右IC要加一片1個(gè)耦合電容，可選1μF左右。最好不用鋁電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來(lái)的，這種卷起來(lái)的結(jié)構(gòu)在高頻時(shí)表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用，可按C="1"/F，10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。硬件工程師面試試題及答案全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。4、泛泛地講，5VTTL器件和5VCMOS器件統(tǒng)稱為5V器件，可以講該器件電源接上5V，其引腳輸出或輸入電平就是5VTTL或者5VCMOS。但TTL和CMOS器件由于材料的不同，導(dǎo)致其驅(qū)動(dòng)能力、功耗、上升時(shí)間、開(kāi)關(guān)速度等參數(shù)迥異，分別適用不同的場(chǎng)合。硬件工程師面試試題及答案全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。[問(wèn)]：1、我是剛學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，感覺(jué)有很多地方都是按經(jīng)驗(yàn)值來(lái)選擇電阻電容的。比如，去藕電容一般是0.1μF，上下拉電阻一般是4.7K--10K，晶振起振電路電容好像一般為22pF；還有，電阻的封裝選擇說(shuō)是要按功率來(lái)說(shuō)，可是怎么計(jì)算具體需要多大功率的電阻呢?我看很多設(shè)計(jì)中好像就是經(jīng)驗(yàn)，大多使用0805或者0603，電容好像也差不多，耐壓電壓稍微選大點(diǎn)應(yīng)該就沒(méi)問(wèn)題？2、USB插座電路，有一個(gè)電容：0.01μF/2KV，有這么高的耐壓電壓電容嗎？為什么在這里需要使用這么高的耐壓電容？3、何謂扇入、扇出、扇入系數(shù)及扇出系數(shù)？[答]：

1、關(guān)于電容的選擇，與頻率關(guān)系較為密切。以晶振的匹配電容為例，主要用來(lái)匹配晶體和振蕩電路使電路易于啟振并處于合理的激勵(lì)態(tài)下，對(duì)頻率也有一定的“微調(diào)”作用，若頻率為11.0592MHz，則該電容取30pF；當(dāng)頻率為22.0184MHz，則取22pF。另外，上拉電阻一般取值是4.7--10K，而下拉電阻一般取值是10K--100K。

至于電阻的額定功率的選擇，一般取0.25W或0.125W，此時(shí)封裝多為0805或者0603；但若用于電流檢測(cè)或限流作用時(shí)，需取0.5W--3W，封裝尺寸肯定大了，3216，3528都有可能。2、0.01μF/2KV，多數(shù)為陶瓷電容或聚丙烯電容，應(yīng)是安規(guī)電容，用于電源濾波器，起EMC及濾波作用。所謂的安規(guī)電容，是指用于這樣的場(chǎng)合：即電容器失