硬件面试题

### 硬件面试题详解 #### 一、基本数字电路知识问题 1. **Setup和Hold时间** - **Setup Time（建立时间）**：指触发器的时钟信号上升沿到来之前，数据必须保持稳定不变的时间。即输入数据信号需提前于时钟信号的上升沿T时间到达芯片，此T即为建立时间（Setup Time）。若不满足建立时间，数据将不会在当前时钟周期被打入触发器，而是延迟到下一个时钟周期。 - **Hold Time（保持时间）**：指触发器的时钟信号上升沿到来之后，数据需保持稳定不变的时间。如果保持时间不足，数据也无法正确地被打入触发器。 2. **竞争与冒险现象** - **定义**：在组合逻辑电路中，门电路的输入信号经过的路径长度不同，导致信号到达同一门的时间不一致的现象称为竞争。因竞争而在电路输出端产生的尖峰脉冲或毛刺称为冒险。 - **判断**：如果布尔表达式中含有相反的信号，则可能发生竞争和冒险现象。 - **消除方法**： - 添加布尔式的消除项。 - 在芯片外部加装电容。 3. **D触发器实现2倍分频的逻辑电路** - **实现方法**：将D触发器的输出通过非门连接到其D输入端。如下图所示： 4. **线与逻辑及其硬件特性** - **定义**：线与逻辑指的是多个输出信号直接相连时，可以实现与逻辑功能。 - **硬件特性要求**：为了实现线与逻辑，需要使用OC门（开放式集电极或开放式漏极），并在OC门的输出端接入上拉电阻，以避免灌电流过大导致OC门损坏。 5. **同步逻辑与异步逻辑的区别** - **同步逻辑**：各部分的操作依赖于统一的时钟信号，时钟信号之间存在固定的因果关系。 - **异步逻辑**：各部分的操作不受统一时钟信号控制，而是通过特定的“开始”和“完成”信号来实现同步。 - **区别**：异步电路不依赖于时钟脉冲进行同步，因此没有时钟偏斜问题，且具有更低的功耗、更高的平均性能效率等优势。 6. **微机接口电路中的典型输入设备与微机接口逻辑示意图** - 包括数据接口、控制接口、锁存器/缓冲器等组成部分，具体细节见原文章。 7. **常用逻辑电平及TTL与CMOS电平的互连问题** - **常用逻辑电平**：RS232、RS485、RS422、TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、LVPECL、LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。 - **TTL与CMOS电平互连**：一般情况下，由于CMOS电平具有更高的噪声容限，TTL与CMOS器件可以互相替换使用。但需要注意的是，某些情况下负载效应可能会导致电路无法正常工作，特别是当TTL电路需要特定的输入阻抗作为负载时。 #### 二、可编程逻辑器件相关问题 1. **常见的可编程逻辑器件** - **ROM、PLA、FPLA、PAL、GAL、EPLD、FPGA、CPLD**等。其中，FPGA和CPLD是目前最流行的两种可编程逻辑器件。FPGA基于查找表结构，而CPLD基于乘积项结构。 2. **8位D触发器逻辑的硬件描述语言描述** - 由于本篇内容未提供具体的硬件描述语言代码示例，这里不给出具体实现。 #### 三、电子电路设计流程及注意事项 1. **设计流程** - **原理图设计**：绘制电路原理图。 - **PCB设计**：完成印刷电路板布局。 - **投板**：制造电路板。 - **元器件焊接**：将元器件焊接至电路板上。 - **模块化调试**：对各个功能模块进行单独测试。 - **整机调试**：对整个系统进行整体调试。 2. **设计注意事项** - **原理图设计阶段** - 适当加入旁路电容与去耦电容，以提高电路稳定性。 - 加入测试点和0欧电阻，便于后续调试。 - 使用0欧电阻、电感和磁珠实现抗干扰和阻抗匹配。 - **PCB设计阶段** - 设计自定义元器件封装时需特别小心，确保与实际元器件匹配，以避免制造完成后的问题。 以上内容涵盖了给定文件中提到的硬件面试题及相关知识点，希望能对准备应聘硬件工程师岗位的朋友有所帮助。