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數字IC設計工程師筆試面試題(三)

2022/01/20
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1、用與非門等設計全加法器?

《數字電子技術基礎》192頁。通過摩根定律化成用與非門實現。

2、A,B,C,D,E進行投票,多數服從少數,輸出是F(也就是如果A,B,C,D,E中1的個數比0 多,那么F輸出為1,否則F為0),用與非門實現,輸入數目沒有限制?(與非-與非形式) 
 

先畫出卡諾圖來化簡,化成與或形式,再兩次取反便可。

 
3、畫出一種CMOS的D鎖存器電路圖和版圖?

4、LATCH和DFF的概念和區(qū)別?
 

5、latch與register的區(qū)別,為什么現在多用register.行為級描述中l(wèi)atch如何產生的?

latch是電平觸發(fā),register是邊沿觸發(fā),register在同一時鐘邊沿觸發(fā)下動作,符合同步電路的設計思想,而latch則屬于異步電路設計,往往會導致時序分析困難,不適當的應用latch則會大量浪費芯片資源。

 
6、用D觸發(fā)器做個二分頻的電路?畫出邏輯電路?

現實工程設計中一般不采用這樣的方式來設計,二分頻一般通過DCM來實現。通過DCM得到的分頻信號沒有相位差
 

7、什么是狀態(tài)圖?

狀態(tài)圖是以幾何圖形的方式來描述時序邏輯電路的狀態(tài)轉移規(guī)律以及輸出與輸入的關系。

8、用你熟悉的設計方式設計一個可預置初值的7進制循環(huán)計數器,15進制的呢?

9、你所知道的可編程邏輯器件有哪些?

PAL,PLA,GAL,CPLD,FPGA

10、用Verilog或VHDL寫一段代碼,實現消除一個glitch(毛刺)?

將傳輸過來的信號經過兩級觸發(fā)器就可以消除毛刺。(這是我自己采用的方式:這種方式消除毛刺是需要滿足一定條件的,并不能保證一定可以消除)

11、SRAM,FALSHMEMORY,DRAM,SSRAM及SDRAM的區(qū)別?

SRAM:靜態(tài)隨機存儲器,存取速度快,但容量小,掉電后數據會丟失,不像DRAM 需要不停的REFRESH,制造成本較高,通常用來作為快取(CACHE) 記憶體使用。

 
FLASH:閃存,存取速度慢,容量大,掉電后數據不會丟失

 
DRAM:動態(tài)隨機存儲器,必須不斷的重新的加強(REFRESHED) 電位差量,否則電位差將降低至無法有足夠的能量表現每一個記憶單位處于何種狀態(tài)。價格比SRAM便宜,但訪問速度較慢,耗電量較大,常用作計算機的內存使用。

 
SSRAM:即同步靜態(tài)隨機存取存儲器。對于SSRAM的所有訪問都在時鐘的上升/下降沿啟動。地址、數據輸入和其它控制信號均于時鐘信號相關。

 
SDRAM:即同步動態(tài)隨機存取存儲器。

 
12、有四種復用方式,頻分多路復用,寫出另外三種?

四種復用方式:頻分多路復用(FDMA),時分多路復用(TDMA),碼分多路復用(CDMA),波分多路復用(WDMA)。

 
13、ASIC設計流程中什么時候修正Setup time violation 和Hold time violation?如何修正?

解釋setup和hold time violation,畫圖說明,并說明解決辦法。

 
14、給出一個組合邏輯電路,要求分析邏輯功能。

所謂組合邏輯電路的分析,就是找出給定邏輯電路輸出和輸入之間的關系,并指出電路的邏輯功能。

 
分析過程一般按下列步驟進行:

1:根據給定的邏輯電路,從輸入端開始,逐級推導出輸出端的邏輯函數表達式。

2:根據輸出函數表達式列出真值表;

3:用文字概括處電路的邏輯功能;

 
15、如何防止亞穩(wěn)態(tài)?

亞穩(wěn)態(tài)是指觸發(fā)器無法在某個規(guī)定時間段內達到一個可確認的狀態(tài)。當一個觸發(fā)器進入亞穩(wěn)態(tài)時,既無法預測該單元的輸出電平,也無法預測何時輸出才能穩(wěn)定在某個正確的電平上。

在這個穩(wěn)定期間,觸發(fā)器輸出一些中間級電平,或者可能處于振蕩狀態(tài),并且這種無用的輸出電平可以沿信號通道上的各個觸發(fā)器級聯(lián)式傳播下去。

解決方法:

1 降低系統(tǒng)時鐘頻率

2 用反應更快的FF

3 引入同步機制,防止亞穩(wěn)態(tài)傳播(可以采用前面說的加兩級觸發(fā)器)。

4 改善時鐘質量,用邊沿變化快速的時鐘信號

 

16、基爾霍夫定理的內容

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,在任一瞬時,流向某一結點的電流之和恒等于由該結點流出的電流之和。
 
電壓定律:在集總電路中,在任一瞬間,沿電路中的任一回路繞行一周,在該回路上電動勢之和恒等于各電阻上的電壓降之和。

 
17、描述反饋電路的概念,列舉他們的應用。

反饋,就是在電路系統(tǒng)中,把輸出回路中的電量(電壓或電流)輸入到輸入回路中去。

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

 
負反饋的優(yōu)點: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,有效地擴展放大器的通頻帶,自動調節(jié)作用。

電壓負反饋的特點:電路的輸出電壓趨向于維持恒定。

電流負反饋的特點:電路的輸出電流趨向于維持恒定。

18、有源濾波器無源濾波器的區(qū)別

無源濾波器:這種電路主要有無源元件R、L和C組成

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

集成運放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高,輸出電阻小,構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。

 
19、給了reg的setup,hold時間,求中間組合邏輯的delay范圍。

Tdelay < Tperiod - Tsetup – Thold

Tperiod > Tsetup + Thold +Tdelay (用來計算最高時鐘頻率)

Tco= Tsetup + Thold 即觸發(fā)器的傳輸延時

20、時鐘周期為T,觸發(fā)器D1的寄存器到輸出時間(觸發(fā)器延時Tco)最大為T1max,最小為T1min。組合邏輯電路最大延遲為T2max,最小為T2min。問,觸發(fā)器D2的建立時間T3和保持時間應滿足什么條件。

T3setup>T+T2max 時鐘沿到來之前數據穩(wěn)定的時間(越大越好),一個時鐘周期T加上最大的邏輯延時。

T3hold>T1min+T2min 時鐘沿到來之后數據保持的最短時間,一定要大于最小的延時也就是T1min+T2min

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