數(shù)字IC設(shè)計(jì)工程師筆試面試題（四）

1、給出某個(gè)一般時(shí)序電路的圖，有Tsetup，Tdelay，Tck->q（Tco），還有 clock的delay,寫出決定最大時(shí)鐘的因素，同時(shí)給出表達(dá)式。

T+Tclkdealy>Tsetup+Tco+Tdelay;

Thold>Tclkdelay+Tco+Tdelay; 保持時(shí)間與時(shí)鐘周期無關(guān)

2、實(shí)現(xiàn)三分頻電路，3/2分頻電路等（偶數(shù)倍分頻奇數(shù)倍分頻）

3、名詞解釋

CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，電壓控制的一種放大器件。是組成CMOS數(shù)字集成電路的基本單元。 

MCU(Micro Controller Unit)中文名稱為微控制單元，又稱單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer)或者單片機(jī)，是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計(jì)算機(jī)的CPU、RAM、ROM、定時(shí)數(shù)計(jì)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。

RISC（reduced instruction set computer，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）是一種執(zhí)行較少類型計(jì)算機(jī)指令的微處理器，起源于80年代的MIPS主機(jī)（即RISC機(jī)），RISC機(jī)中采用的微處理器統(tǒng)稱RISC處理器。這樣一來，它能夠以更快的速度執(zhí)行操作（每秒執(zhí)行更多百萬條指令，即MIPS）。因?yàn)橛?jì)算機(jī)執(zhí)行每個(gè)指令類型都需要額外的晶體管和電路元件，計(jì)算機(jī)指令集越大就會(huì)使微處理器更復(fù)雜，執(zhí)行操作也會(huì)更慢。

CISC是復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)（Complex Instruction Set Computer）的簡(jiǎn)稱，微處理器是臺(tái)式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本處理部件，每個(gè)微處理器的核心是運(yùn)行指令的電路。指令由完成任務(wù)的多個(gè)步驟所組成，把數(shù)值傳送進(jìn)寄存器或進(jìn)行相加運(yùn)算。

DSP（digital signal processor）是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)。再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千 萬條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色。

FPGA（Field－Programmable GateArray），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。 

ASIC:專用集成電路，它是面向?qū)ｉT用途的電路，專門為一個(gè)用戶設(shè)計(jì)和制造的。根據(jù)一個(gè)用戶的特定要求，能以低研制成本，短、交貨周期供貨的全定制，半定制集成電路。與門陣列等其它ASIC(ApplicationSpecific IC)相比，它們又具有設(shè)計(jì)開發(fā)周期短、設(shè)計(jì)制造成本低、開發(fā)工具先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無需測(cè)試、質(zhì)量穩(wěn)定以及可實(shí)時(shí)在線檢驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn) 

PCI(Peripheral Component Interconnect) 外圍組件互連，一種由英特爾（Intel）公司1991年推出的用于定義局部總線的標(biāo)準(zhǔn)。 

ECC是“Error Correcting Code”的簡(jiǎn)寫，中文名稱是“錯(cuò)誤檢查和糾正”。ECC是一種能夠?qū)崿F(xiàn)“錯(cuò)誤檢查和糾正”的技術(shù)，ECC內(nèi)存就是應(yīng)用了這種技術(shù)的內(nèi)存，一般多應(yīng)用在服務(wù)器及圖形工作站上，這將使整個(gè)電腦系統(tǒng)在工作時(shí)更趨于安全穩(wěn)定。

DDR=Double Data Rate雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。嚴(yán)格的說DDR應(yīng)該叫DDR SDRAM，人們習(xí)慣稱為DDR，其中，SDRAM 是Synchronous Dynamic Random Access Memory的縮寫，即同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。 

IRQ全稱為Interrupt Request，即是“中斷請(qǐng)求”的意思（以下使用IRQ稱呼）。IRQ的作用就是在我們所用的電腦中，執(zhí)行硬件中斷請(qǐng)求的動(dòng)作，用來停止其相關(guān)硬件的工作狀態(tài) 

USB ,是英文Universal Serial BUS（通用串行總線）的縮寫，而其中文簡(jiǎn)稱為“通串線，是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。 

BIOS是英文"Basic Input Output System"的縮略語，直譯過來后中文名稱就是"基本輸入輸出系統(tǒng)"。其實(shí)，它是一組固化到計(jì)算機(jī)內(nèi)主板上一個(gè)ROM芯片上的程序，它保存著計(jì)算機(jī)最重要的基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、開機(jī)后自檢程序和系統(tǒng)自啟動(dòng)程序。其主要功能是為計(jì)算機(jī)提供最底層的、最直接的硬件設(shè)置和控制。

4、三極管特性曲線
 

5、Please show the CMOSinverter schematic, layout and its cross section with P-well process. Plot itstransfer curve (Vout-Vin) and also explain the operation region of PMOS andNMOS for each segment of the transfer curve?

6、To design a CMOSinverter with balance rise and fall time, please define the ration ofchannel width of PMOS and NMOS and explain? P管要比N管寬
 

7、Please draw thetransistor level schematic of a CMOS 2 input AND gate and explain which inputhas faster response for output rising edge.(less delay time)。

8、為了實(shí)現(xiàn)邏輯Y=A’B+AB’+CD，請(qǐng)選用以下邏輯中的一種，并說明為什么？

1）INV 2）AND 3）OR 4）NAND 5）NOR 6）XOR 答案：NAND（未知）

9、用波形表示D觸發(fā)器的功能。

10、用傳輸門和倒向器搭一個(gè)邊沿觸發(fā)器（DFF）。

通過級(jí)聯(lián)兩個(gè)D鎖存器組成

11、用邏輯門畫出D觸發(fā)器。

電平觸發(fā)的D觸發(fā)器（D鎖存器）牢記！

邊沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，有兩個(gè)D鎖存器構(gòu)成

12、畫出DFF的結(jié)構(gòu)圖,用verilog實(shí)現(xiàn)之。

13、畫出一種CMOS的D鎖存器的電路圖和版圖。

14、用filp-flop和logic-gate設(shè)計(jì)一個(gè)1位加法器，輸入carryin和current-stage，輸出carryout和next-stage.

15、用D觸發(fā)器做個(gè)4進(jìn)制的計(jì)數(shù)。

按照時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟來：

1、寫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

2、寄存器的個(gè)數(shù)確定

3、狀態(tài)編碼

4、卡諾圖化簡(jiǎn)

5、狀態(tài)方程，驅(qū)動(dòng)方程等

16、實(shí)現(xiàn)N位Johnson Counter, N=5。

17、數(shù)字電路設(shè)計(jì)當(dāng)然必問Verilog/VHDL，如設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器。

18、請(qǐng)用HDL描述四位的全加法器、5分頻電路。

19、用VERILOG或VHDL寫一段代碼，實(shí)現(xiàn)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
 

20、描述一個(gè)交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)。