數字IC設計筆試問題系列 1(50題)

2021-09-23 02:20:17 字數 3571 閱讀 7889

1、如何將xor門轉換為 buffer和 inverter(僅使用乙個xor門)?

2、使用2x1 mux實現2輸入and門

3、什麼是多路復用器(mux)?

多路復用器是一種組合電路,它從許多輸入訊號中選擇乙個作為輸出;

4、什麼是環形振盪器?

環形計數器是一種由迴圈移位暫存器組成的計數器。最後乙個移位暫存器的輸出被饋送到第乙個暫存器的輸入。例如,在4暫存器計數器中,初始暫存器值為1100,重複模式為:1100,0110,0011,1001,1100,依此類推;

5、比較同步和非同步復位。

同步復位邏輯將綜合較小的觸發器,但是組合邏輯門數會增加。時鐘可以濾除復位訊號的毛刺,但是如果這些毛刺發生在有效時鐘邊沿附近,則觸發器可能會變成亞穩態。在某些設計中,復位必須由一組內部邏輯生成的。建議對這些型別的設計進行同步復位,因為它會過濾時鐘之間的毛刺。

同步復位的問題在於綜合工具不能容易地將復位訊號與任何其他資料訊號區分開。同步復位需要在資料路徑中增加額外的邏輯和延遲以處理同步復位。

非同步復位:使用非同步復位,不會在資料路徑增加額外的邏輯門。非同步復位的主要問題是復位釋放。如果復位的釋放發生在時鐘邊沿或者接近時鐘邊沿,則觸發器可能進入亞穩態。

6、什麼是johnson 計數器?

johnson 計數器將最後乙個移位暫存器的輸出反相連接到它的輸入。 例如,在包含4個暫存器johnson 計數器中,重複模式是:

0000,1000,1100,1110,1111,0111,0011,0001,依此類推;

7、在4位johnson計數器中有多少未使用的狀態?

4位johnson計數器:0000,1000,1100,1110,1111,0111,0011,0001,0000 存在8個未使用的狀態;

8、使用最少數量的2個輸入與非門設計3輸入與非門

9、如何將jk觸發器轉換為d觸發器?

10、觸發器和鎖存器之間有什麼區別?

觸發器是邊沿敏感,鎖存器是電平敏感。

觸發器不受毛刺的影響,鎖存器對毛刺很敏感。

鎖存器比觸發器需要更少數量的門,功耗更低。

鎖存器比觸發器快;

11、mealy型狀態機和moore 型狀態機有什麼區別?

mealy型狀態機輸出取決於輸入和狀態

moore 型狀態機輸出僅取決於狀態

12、什麼是狀態編碼技術? 解釋一下。

one-hot encoding:每個狀態由1位觸發器表示。 如果有四種狀態,那麼它需要四個觸發器來表示當前狀態。 有效狀態值為1000,0100,0010和0001.如果值為0100,則表示第二個狀態是當前狀態

one-cold encoding::與one-hot encoding:相同,只是'0'是有效值。如果有四種狀態,那麼它需要四個觸發器來表示當前狀態。有效狀態值是0111,1011,1101和1110

binary encoding:每個狀態由二進位制**表示。具有「2^n」狀態的有限狀態機僅需要n個觸發器

gray encoding: 每個狀態由格雷碼表示。具有「2^n」狀態的有限狀態機僅需要n個觸發器

13、什麼是時鐘偏移(clockskew) ,負時鐘偏移,正時鐘偏移?

時鐘偏移是同步電路中的一種現象,時鐘訊號在不同時間到達不同的時序器件。這可能是由許多不同的因素造成的,例如導線互連長度,溫度變化,電容耦合等。

時鐘偏差有兩種型別:負偏斜和正偏斜。當時鐘到達接收暫存器比到達傳送暫存器晚時,會發生正偏移;負偏斜是相反的,即接收暫存器比傳送暫存器更早地獲得時鐘觸發

14、給出cmos nand門的電晶體級電路

15、什麼是亞穩態( metastability)

如果在任何時序電路中存在建立 (setup time)和保持時間(hold time)違例,則輸出會進入不可**的狀態,該狀態稱為亞穩狀態。在亞穩狀態結束時,觸發器穩定至邏輯高或邏輯低

16、什麼是setup時間和hold時間

setup時間是時鐘邊沿到達之前的資料需要穩定的時間

hold時間是在時鐘邊沿到達之後資料需要穩定的時間

當觸發器中存在setup和hold時間違例時,它就進入輸出不可**的狀態,這被稱為亞穩狀態

17、畫出二分頻電路

18、給出兩種將兩輸入nand門轉換為反相器的方法

19、使用2x1多路復用器實現d鎖存器

20、如果a * b = c且c * a = b那麼,布林運算子*是什麼?

* 是異或

27、function 和 task有什麼區別?

function

可以呼叫其他function ,但是不能呼叫其他 task  

消耗0**時間                     

不得包含任何延遲和時序控制語句。         

必須至少有乙個輸入引數。 

函式始終返回單個值。他們不能有output或inout引數

task

可以呼叫其他function 和 task

消耗非0**時間

可以包含任何延遲和時序控制語句。

可以有零個或多個型別為input,output或inout引數。

output或inout引數。 任務不返回值,但可以通過output或inout引數傳遞多個值

41、功耗的**是什麼?

+動態功耗,邏輯轉換導致邏輯門負載電容充電/放電。

+短路電流,在邏輯轉換期間短路(一段時間)時發生。

+洩露功耗,由洩漏電流引起的

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