硬件工程师笔试题一、电路分析:1竞争与冒险在组合逻辑中,在输入端的不同通道数字信号中经过了不同的延时,导致到达该门的时间不一致叫竞争。
因此在输出端可能产生短时脉冲(尖峰脉冲)的现象叫冒险。
常用的消除竞争冒险的方法有:输入端加滤波电容、选通脉冲、修改逻辑设计等。
2、同步与异步同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。
异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。
同步电路:存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源,因而所有触发器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。
异步电路:电路没有统一的时钟,有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连,只有这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步,而其它的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。
异步电路不使用时钟脉冲做同步,其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步同步就是双方有一个共同的时钟,当发送时,接收方同时准备接收。
异步双方不需要共同的时钟,也就是接收方不知道发送方什么时候发送,所以在发送的信息中就要有提示接收方开始接收的信息,如开始位,结束时有停止位3、仿真软件:Proteus4、Setup 和Hold timeSetup/hold time是测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求。
建立时间是指触发器的时钟信号上升沿到来以前,数据稳定不变的时间。
输入信号应提前时钟上升沿(如上升沿有效)T时间到达芯片,这个T就是建立时间-Setup time.如不满足setup time,这个数据就不能被这一时钟打入触发器,只有在下一个时钟上升沿,数据才能被打入触发器。
保持时间是指触发器的时钟信号上升沿到来以后,数据稳定不变的时间。
如果hold time不够,数据同样不能被打入触发器。
5、IC设计中同步复位与异步复位的区别同步复位在时钟沿采集复位信号,完成复位动作。
异步复位不管时钟,只要复位信号满足条件,就完成复位动作。
异步复位对复位信号要求比较高,不能有毛刺,如果其与时钟关系不确定,也可能出现亚稳态。
6、常用的电平标准TTL : transistor-transistor logic gate晶体管—晶体管逻辑门CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor 互补金属氧化物半导体LVTTL( Low Voltage TTL )、LVCMOS( Low Voltage CMOS): 3.3V、2.5VRS232 RS4857、TTL电平与CMOS电平TTL 电平和CMOS 电平标准TTL 电平:5V 供电输出L:<0.4V ;H :>2.4V 1输入L:<0.8V ;H :>2.0V 0 CMOS 电平:(一般是12V 供电)输出L:<0.1*Vcc ;H :>0.9*Vcc 输入L:<0.3*Vcc ;H :>0.7*Vcc.CMOS 电路临界值(电源电压为+5V)VOHmin =4.5V VOLmax =0.5V VIHmin =3.5V VILmax =1.5V特性区别:CMOS 是场效应管构成,TTL 为双极晶体管构成;CMOS的逻辑电平范围比较大(3〜15V), TTL只能在5V下工作;CMOS 的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强,TTL 则相差小,抗干扰能力差;CMOS功耗很小,TTL功耗较大(1〜5mA/门);CMOS 的工作频率较TTL 略低,但是高速CMOS 速度与TTL 差不多相当。
8、RS232、RS485RS232:采用三线制传输分别为TXD\RXD\GND ,其中TXD 为发送信号,RXD 为接收信号。
全双工,在RS232中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。
即:-15v ~ -3v 代表 1+3v ~ +15v 代表0RS485:采用差分传输(平衡传输)的方式,半双工,一般有两个引脚A、B o AB间的电势差U 为UA-UB:不带终端电阻AB 电势差:+ 2 〜+6v 逻辑‘ 1';-2 〜-6v 逻辑‘ 0';带终端电阻AB 电势差:大于+200mv 逻辑‘ 1';小于—200mv 逻辑’0';注意:AB之间的电压差不小于200mv。
波特率计算:如图,传输9bit (1起始位+8数据位)花费的时间为79U& 1s传输的数据量为1/0.000079*9 = 113924 ,可以推测波特设置的波特率为115200b RS485的波特率计算同理。
(二进制系统中,波特率等于比特率)终端电阻其目的就是消耗通信电缆中的信号反射,其原因有两个:阻抗不连续喝阻抗不匹配。
9、CAN BUS要点(显性与隐性电平):显性位即无论总线上各节点想将总线驱动成什么样的电平,只要有一个节点驱动为显性位,则总线表现为显性位的电平;隐性位正好相反,只有各节点都不将总线驱动成显性位的电平,总线才表现为隐性位对应的电平。
显性位电平为Vh-Vl=2V ,逻辑上为“ 0”;隐性位电平为Vh-Vl=0V ,逻辑上为“ 1”。
Figur* 3 Typtcat 匚AH Conf3tctlon DhanmCAN 总线在没有节点传输报文时是一直处于隐性状态。
当有节点传输报文时显性覆盖 隐性,由于CAN 总线是一种串行总线,也就是说报文是一位一位的传输的,而且是数字信 号(0和1),1代表隐性,0代表显性。
在传送报文的过程中是显隐交替的,就像二进制数 字0101001等,这样就能把信息发送出去,而总线空闲的时候是一直处于隐性的。
“显性”具有“优先”的意味,总线上执行逻辑上的线“与”时,只要有一个单元输出显 性电平,总线上即为显性电平; 只有所有的单元都输出隐性电平,总线上才为隐性电平。
(显 性电平比隐性电平更强)隐性(逻辑'1' :H=2.5V ,L=2.5V ,H-L=0V 显示(逻辑'0': H=3.5V ,L=1.5V ,H-L=2V共同点:CAN_BUS 空闲状态为隐性状态,相当于串口通信(232/485 )的停止位‘1'当准备发送数据时,CAN_BUS 的状态由隐性变成显性,相当于串口通信(232/485)的起始位 '0'。
10、KNX BUS1、 概述:KNX 是Konnex 的缩写。
1999年5月,欧洲三大总线协议 EIB 、BatiBus 和EHSA 合并成立了 Konnex 协会,提出了 KNX 协议。
该协议以EIB 为基础,兼顾了 BatiBus 和EHSA 的物理层规范,并吸收了 BatiBus 和EHSA 中配置模式等优点,提供了家庭、楼宇自动化的完整解决方案。
2、 总线框架:A 、总线一区域总线(15条)一主干道(15剝一总线设备(64个)B 、 15*15*64=14400 个设备C 、 三种结构:线形、树形、和星形D 、 KNX 总线协议遵循OSI 模型协议规范,并进行了合理的简化。
由物理层、数据链接层、 网络层、传输层和应用层组成,会话层和表示层的功能则并入应用层与传输层3、 配置模式:EJCANFTUTCM 12* *沖 CAM ^OTXb-ps*&S ArtUwh OOr Sr 血ii □C Mowee comi ^VMW *申屮 Dfr^ef infoflrvflHMM &X 杷 C'Mr.i cwf h^nMoojieECM EAp 世 艳ETt.t EttdrtrKTlVtMfrhtoouleFCM irxn&ni^MM Hui 林Tt^n&ceiYH.,..严A、S-Mode (system 系统模式)B、E-Mode (Essential 简单模式)4、所有的总线设备连接到KNX介质上(这些介质包括双绞线、射频、电力线或IP/Ethernet),它们可以进行信息交换。
总线设备可以是传感器也可以是执行器,所有这些功能通过一个统一的系统就可以进行控制、监视和发送信号,不需要额外的控制中心。
5、KNX电缆由一对双绞线组成,其中一条双绞线用于数据传输(红色为CE+黑色为CE-),另一条双绞线给电子器件提供电源。
6、所有的信号在总线上都是以串行异步传输(广播)的形式进行传播,也就是说在任何时候,所有的总线设备总是同时接收到总线上的信息,只要总线上不再传输信息时,总线设备即可独立决定将报文发送到总线上。
11、SPI 是串行外设接口(Serial Peripheral Interfac®是一种高速的,全双工,同步的通信总线,至少四根线;SDI (数据输入)、SDO (数据输出)、SCLK (时钟)、CS (使能)。
12、以太网瓯EthernetlU^网20*1骈侧口12日15C4 23 捧冷鱼和谟數:12 RUH屣掛疑归MAC: M«dia Access Central 应介质访冋控制JEPHY:Pwt Physical Layer 口勒理Q和11:汹edi品independent Interface 躱滋独立摆LIr k P I; Reduced M&did irKfep-ncert Interface 笛出奧体柱业捲OS曲灵:Open Syslem InlerconnQDt开放土绕互连呈占桂型I 议:r^nsrTiissian Control PrctocoLInternet Protocol 传输捋剖咧特闹耳莊侨iSt.TC円沪络构对直口割TCPnP CU丰机別丰机层(TCP:<^昨峠辐层1ms <IP)应祢互取虽}13、推挽电路和开漏输出推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;推挽结构一般是指两个三极管的B极和E极接在一起,总是一个三极管导通时另一个三极管截止。
开漏输出:输出端相当于一个NPN三极管,集电极悬空,只能输出低电平或者高阻态,必须加一个上拉电阻输出高电平。
开漏输出可以将多个输出短接,共用一个上拉,此时这些开漏输出的驱动PIN_A、PIN_B、PIN_C “与”的关系。
14、DC-DC电源和LDO电源LDO : low dropout voltage regulator低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。
也就是输出电压必需小于输入电压。
优点:稳定性好,负载响应快。
输出纹波小,外围元器件少。
缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。
负载不能太大,目前最大的LDO为5A (但要保证5A 的输出还有很多的限制条件)DC/DC :直流电压转直流电压。
严格来讲,LDO 也是DC/DC 的一种,但目前DC/DC 多指开关电源。
包括boost (升压)、buck (降压)、Boost/buck (升/降压)和反相结构,具有高效率、高输出电流、低静态电流等特点,随着集成度的提高,许多新型DC-DC 转换器的外围电路仅需电感和滤波电容;但该类电源控制器的输出纹波和开关噪声较大、成本相对较高。