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、S etUP 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、I C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LVTTLLOW Voltage TTL ）、LVCMoSLoW Voltage CMOS ）：3.3V、2.5VRS232 RS4857、T TL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 0CMoS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.CMo电路临界值（电源电压为+ 5V）VoHmin =4.5V VoLmax =0.5VVIHmin =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、BO 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'；小于一200mv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79us O 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115200。

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-VI=2V,逻辑上为“ 0”隐性位电平为Vh-VI=0V,逻辑上为“ 1”CAN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，O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=OV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条）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OSl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：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（SeriaI PeriPheraI Interface ）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* EthernetKJl太网2O1β⅛O9β120 23 弄木鱼IiHli≠⅛S: 12⅛≡.F⅛M∣∣吏实删KlAC:計&加A以旧介质UJIO）IA J-ISPHY：Port Ph疝Cal Liiy e r 岛口物理E'":M□dia IndBpflndBnt ⅜rtorfad⅛U肘II; RedUGed M⅞dιa IndepQndert IntBrfaCQ ∣⅛⅛S⅛<∣∙⅝⅛立接LlGSl协富：OPen Ξysteπι InterOOnneCt 开fi⅛∙⅛3⅝互连善考樓型TCP；-,,⅛-⅛⅛. TranSlniS⅛∣α∩ COntroI PlOIDctILlr∣⅛rn÷÷t PreftOCOl j'⅛⅛i]⅛⅛J⅛⅛⅛ 1⅛∣j⅜⅛kd⅛⅛r协议ΓCP∕IP⅛R⅛⅛iOSIE用U⅛⅛E至机刑王1∏≡ ■ TeP）祁售隔层丽层me <∣p) ⅛Ft∣I瞬冷珂氈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: IoWdroPoUtVoltageregUIator 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）■ v÷Q3 Q3■ V+I I I O- V+ VOUtVOUt —1^>RIOad : H 1R PUB-UPDC/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。

优点：效率高，输入电压范围较宽。

缺点：负载响应比LDO差，输出纹波比LDO大。

15、基尔霍夫定律电压定律（回路定律）：电路中沿任何一个回路的所有电压的代数和为0；电流定律（节点定律）：流入一个节点的所有电流之和等于流出该节点的所有电流之和。