硬件工程師面試題及答案解析

1、基爾霍夫定理的內容是什麼？

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，任何時刻，對任一節點，所有流出節點的支路電流的代數和恆等於零。

電壓定律：在集總電路中，任何時刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數和恆等於零。

2、描述反饋電路的概念，列舉他們的應用。

反饋，就是在電子系統中，把輸出迴路中的電量輸入到輸入迴路中去。

反饋的類型有：電壓串聯負反饋、電流串聯負反饋、電壓並聯負反饋、電流並聯負反饋。

負反饋的優點：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，自動調節作用。

電壓負反饋的特點：電路的輸出電壓趨向於維持恆定。

電流負反饋的特點：電路的輸出電流趨向於維持恆定。

3、有源濾波器和無源濾波器的區別

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、重量輕等優點。

集成運放的開環電壓增益和輸入阻抗均很高，輸出電阻小，構成有源濾波電路後還具有一定的電壓放大和緩衝作用。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。

數字電路

1、同步電路和異步電路的區別是什麼？

同步電路：存儲電路中所有觸發器的時鐘輸入端都接同一個時鐘脈衝源，因而所有觸發器的狀態的變化都與所加的時鐘脈衝信號同步。

異步電路：電路沒有統一的時鐘，有些觸發器的時鐘輸入端與時鐘脈衝源相連，這有這些觸發器的狀態變化與時鐘脈衝同步，而其他的觸發器的`狀態變化不與時鐘脈衝同步。

2、什麼是"線與"邏輯，要實現它，在硬件特性上有什麼具體要求？

將兩個門電路的輸出端並聯以實現與邏輯的功能成爲線與。

在硬件上，要用OC門來實現，同時在輸出端口加一個上拉電阻。

由於不用OC門可能使灌電流過大，而燒壞邏輯門。

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

Setup/holdtime 是測試芯片對輸入信號和時鐘信號之間的時間要求。建立時間是指觸發器的時鐘信號上升沿到來以前，數據穩定不變的時間。輸入信號應提前時鐘上升沿（如上升沿有效）T時間到達芯片，這個T就是建立時間-Setuptime.如不滿足setuptime,這個數據就不能被這一時鐘打入觸發器，只有在下一個時鐘上升沿，數據才能被打入觸發器。

保持時間是指觸發器的時鐘信號上升沿到來以後，數據穩定不變的時間。如果holdtime不夠，數據同樣不能被打入觸發器。

建立時間(SetupTime)和保持時間（Holdtime）。建立時間是指在時鐘邊沿前，數據信號需要保持不變的時間。保持時間是指時鐘跳變邊沿後數據信號需要保持不變的時間。如果數據信號在時鐘沿觸發前後持續的時間均超過建立和保持時間，那麼超過量就分別被稱爲建立時間裕量和保持時間裕量。

4、什麼是競爭與冒險現象？怎樣判斷？如何消除？（漢王筆試）

在組合邏輯中，由於門的輸入信號通路中經過了不同的延時，導致到達該門的時間不一致叫競爭。

產生毛刺叫冒險。如果布爾式中有相反的信號則可能產生競爭和冒險現象。

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。

5、名詞：SRAM、SSRAM、SDRAM

SRAM：靜態RAM

DRAM：動態RAM

SSRAM：SynchronousStaticRandomAccessMemory 同步靜態隨機訪問存儲器。它的一種類型的SRAM。SSRAM的所有訪問都在時鐘的上升/下降沿啓動。地址、數據輸入和其它控制信號均於時鍾信號相關。這一點與異步SRAM不同，異步SRAM的訪問獨立於時鐘，數據輸入和輸出都由地址的變化控制。

SDRAM：SynchronousDRAM同步動態隨機存儲器

6、FPGA和ASIC的概念，他們的區別。（未知）

答案：FPGA是可編程ASIC。

ASIC: 專用集成電路，它是面向專門用途的電路，專門爲一個用戶設計和製造的。根據一個用戶的特定要求，能以低研製成本，短、交貨週期供貨的全定製，半定製集成電路。與門陣列等其它ASIC(ApplicationSpecificIC)相比，它們又具有設計開發週期短、設計製造成本低、開發工具先進、標準產品無需測試、質量穩定以及可實時在線檢驗等優點。

7、什麼叫做OTP片、掩膜片，兩者的區別何在？

OTPmeansonetimeprogram，一次性編程

MTPmeansmultitimeprogram，多次性編程

OTP（OneTimeProgram）是MCU的一種存儲器類型

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

MASKROM的MCU價格便宜，但程序在出廠時已經固化，適合程序固定不變的應用場合；

FALSHROM的MCU程序可以反覆擦寫，靈活性很強，但價格較高，適合對價格不敏感的應用場合或做開發用途；

OTPROM的MCU價格介於前兩者之間，同時又擁有一次性可編程能力，適合既要求一定靈活性，又要求低成本的應用場合，尤其是功能不斷翻新、需要迅速量產的電子產品。

8、單片機上電後沒有運轉，首先要檢查什麼？

首先應該確認電源電壓是否正常。用電壓表測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。

接下來就是檢查復位引腳電壓是否正常。分別測量按下復位按鈕和放開復位按鈕的電壓值，看是否正確。

然後再檢查晶振是否起振了，一般用示波器來看晶振引腳的波形，注意應該使用示波器探頭的“X10”檔。另一個辦法是測量復位狀態下的IO口電平，按住復位鍵不放，然後測量IO口（沒接外部上拉的P0口除外）的電壓，看是否是高電平，如果不是高電平，則多半是因爲晶振沒有起振。

另外還要注意的地方是，如果使用片內ROM的話（大部分情況下如此，現在已經很少有用外部擴ROM的了），一定要將EA引腳拉高，否則會出現程序亂跑的情況。有時用仿真器可以，而燒入片子不行，往往是因爲EA引腳沒拉高的緣故（當然，晶振沒起振也是原因只一）。經過上面幾點的檢查，一般即可排除故障了。如果系統不穩定的話，有時是因爲電源濾波不好導致的。在單片機的電源引腳跟地引腳之間接上一個0.1uF的電容會有所改善。如果電源沒有濾波電容的話，則需要再接一個更大濾波電容，例如220uF的。遇到系統不穩定時，就可以並上電容試試（越靠近芯片越好）。