硬件面试笔试汇总

1. DDR layout数据线如何分组（32位的D0-D31怎么分，时钟跟那组） 各种接口最大速率？

按信号类型分组：data数据信号线、地址信号线、时钟信号线以及命令控制信号线进行分组

其中数据线根据8bit一组，
DR_d0-d7,DR_d8-d15,DR_d16-d23,DR_d24-d31

DQS/DQS#数据同步信号，由clk时钟生成。数据分组如下：

group1: DR_d0-d7,DQS0/DQS0#,DM0

group2: DR_d8-d15,DQS1/DQS1#,DM1

group3: DR_d16-d23,DQS2/DQS2#,DM2

group4: DR_d24-d31,DQS3/DQS3#,DM3

主时钟单独一组：CLK/CLK#

2. 下载过程中失败或者usb不识别，怎么分析（软硬件方面）？

  • 硬件方面：

USB是高速率的数据线，

USB2.0传输速度最高可达到480Mbps,即60MB/s

USB3.0的理论速度能够达到每秒5Gbps,约为600MB/s，是2.0的10倍

可见USB是速率较高的数据线，下载过程中不识别，可能有以下原因:

①、DP DM信号到芯片引脚是否有搞混弄反了，与TX RX混淆

②、layout时候是否有按差分信号线处理，阻抗是否控制在90Ω左右

③、硬件DP DM接线测试下载，是否把参考地线GND也接上，如果没有参考GND，无法识别信号电平。

④、系统供电是否稳定

  • 软件方面

①、是否匹配有对应的USB驱动

②、USB驱动是否正确挂载

3. 4G模块读不到SIM卡分析？

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sim卡信号线有：clk、data、rst、cd检测信号等

4G模块识别不到sim卡主要有以下几种情况：

①、检查sim卡供电是否正常，供电异常会导致sim卡检测不到

②、检测clk时钟信号是否正常，是否有信号波形失真变形的情况

③、检查data数据线有没有加上拉电阻，上拉的电源是否符合要求

④、外置卡的插卡检测引脚，插卡前后是否有电平反转

⑤、双卡单待的情况，提供的SIM卡识别信号是否匹配，贴片卡生效还是插卡生效

4. mipi速率对应数据线对数，多少lane

MIPI是LVDS低压差分串口，只需要要CLKP/N、DATAP/N——最大支持4-lane，一般2-lane可以搞定。

D-PHY 的物理层支持 HS(High Speed)和 LP(Low Power)两种工作模式。

HS 模式下采用低压差分信号，有端接，可以传输很高的数据速率（数据速率为 80M-1.5Gbps/without skew cal、1.5G-2.5Gbps/with deskew cal、2.5G-9G/with equalization）；

LP 模式下采用单端信号，未端接，数据速率很低（<=10Mbps），但是相应的功耗也很低，考虑EMI，产生的信号slew-rate及驱动电流受到限制。

可选支持的交替低功耗模式采用有端接的低压差分信号，数据速率最低前向4Mbps，反向最低1Mbps，最高与HS速率保持一致。

HS和LP两种模式的结合保证了 MIPI总线在需要传输大量数据（如图像）时可以高速传输，而在不需要大数据量传输时又能够减少功耗。

5. 纹波和噪声示波器区分（带宽限制）

纹波（Ripple）：

纹波通常指的是交流信号中的周期性变化或波动。在电子电路中，特别是电源电路中，纹波是指交流电压或电流中的周期性变化，通常是由于电源的不完美性或负载变化引起的。

在数字信号中，纹波可能指的是数字信号中的周期性变化，例如在数字信号的幅度或频率中观察到的变化。在数字信号中，纹波可能是由于时钟抖动、采样噪声或信号处理算法引起的。

噪声（Noise）：

噪声是指信号中的随机干扰或不希望的成分，它与信号本身无关，并且可以在信号传输、采集或处理过程中引入。

噪声可以是各种形式的，如热噪声、量化噪声、环境噪声等。它可以以不同的频谱分布（白噪声、粉噪声等）和强度出现。

6. LDO与DCDC原理差异，优劣势，电感MOS管选型？

LDO属于低压差线性稳压器，是通过调节本身晶体管的导通电阻来实现输出电压的稳定，通过导通电阻消耗多余的电压，所以ldo不适合太大压差类型。

优点：电路设计简单，稳定性好，低纹波、低噪声

缺点：效率低，压差小

DCDC属于开关电源，通过切换器件（如MOSFET）的开关行为，通过电感和电容的储能传递来调节输出电压

优点：效率高，适合宽压输入

缺点：电路相对复杂、成本高、输出有纹波和噪声

7. 基尔霍夫定律？

  • 基尔霍夫电压定律（KVL）

电路中闭合回路中各个电压之和等于零，可以判断电路中电流的方向，以及电流的大小

  • 基尔霍夫电流定律（KCL）

电路中节点处进出电流之和等于零

8. 什么是建立时间和保持时间？

建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）是数字电路中的重要时序参数，通常与时钟信号和数据信号的传输和稳定性相关。

  • 建立时间（Setup Time）

建立时间是保证输入信号在时钟信号上升沿到达之前保持不变的最小时间

  • 保持时间（Hold Time）

保持时间是保证输入信号在时钟信号上升沿到达后保持不变的最小时间

9. 三极管的静态工作点？放大倍数？

  • 设置静态工作点的目的：使得输入波形无损放大输出
  • 通过调整基极偏置电压电流以及集电极电流，设置合适的静态工作点
  • 线性放大状态下：Ic = ß Ib

可以使用以上等式作为临界条件计算

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10. 差分信号如何转为单端信号？

将差分信号转换为单端信号的常见方法是使用差分放大器。

差分放大器是一种电路，可以将两个输入信号的差分转换为一个单端输出信号。
这在许多应用中都非常常见，特别是在模拟和混合信号电路中。

需要注意的是，在选择差分放大器时，需要考虑其带宽、共模抑制比（CMRR）等参数，以满足具体应用的需求。

11. Balun的原理和作用？

Balun，即平衡-不平衡转换器

Balun的作用就是在天线和电缆之间，将流入电缆屏蔽层外部的电流扼制掉，即截断从振子流过电缆屏蔽层外皮的高频电流。

12. D触发器2分频？

D触发器（D Flip-Flop）可以被用作分频器，用来将输入信号的频率减半。当D触发器的时钟输入连接到输入信号的时钟信号，D触发器的输出就会以一半的频率输出。

13. 什么是同步？什么是异步？

  • 同步就是需要有时钟线共同参与通信的方式，常见的有I2C SPI等

  • 异步，就是异步通信，不需要时钟线参与的，比如uart串口通信

总的来说，同步通信需要共享时钟信号以保持数据的同步传输，而异步通信不需要共享时钟信号，数据传输通过特定的起始和停止位进行标识。

14. 天线的关键参数及其作用、定义？

  • 史密斯圆图是一种常用于分析天线阻抗匹配和电磁波传输的工具，它可以直观地表示出天线输入端的阻抗特性和信号传输的状态。
  • 电压驻波比（VSWR）是一个非常重要的参数，它衡量了天线系统的匹配度。VSWR表示了天线输入端反射波与传输波之间的比值，它的值越小，表示天线与传输线的匹配越好，能量传输的损失越小。
  • 回波损耗（Return Loss）是衡量天线系统中信号反射程度的指标，它表示了天线输入端的反射损耗。回波损耗的值越大，表示天线与传输线之间的匹配度越好，反射损耗越小。

15. 无压降防反接电路？

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16. 232和485的逻辑电压范围？

  • RS-232标准中，逻辑高电平（"1"）通常为-3V至-15V之间，逻辑低电平（"0"）通常为+3V至+15V之间。

  • RS-485标准中，逻辑高电平（"1"）通常是在两个信号线之间形成的差分电压为+200mV至+5V，而逻辑低电平（"0"）则是差分电压为-200mV至-5V之间。这种差分信号提供了更好的抗干扰能力和更远的传输距离。

总的来说，RS-232和RS-485标准在逻辑电压范围方面有所不同，RS-232使用负电平逻辑，而RS-485使用差分信号。

17. 开关电源的组成和部分功能描述

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开关电源主要有 输入电流，开关电路，变压器电路，控制电路以及输出电路等组成。

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控制电路可以细分为：反馈电路，基准电压电路，对比电路，V/F转换电路，震荡电路以及基极驱动电路

  1. 输入电路主要有EMI滤波电路和整流滤波电路组成，获得一个稳定的直流输入
  2. 开关电路主要作用是控制电路通断时间调节电压输出占空比周期大小
  3. 变压器电路可根据开关电路的开关波形形成自激，形成电压的转变，同时也可以起到一个电压隔离的作用
  4. 控制电路主要是通过输出电路反馈的电压与基准电压做对比差值，去调节开关电路的开关占空比，形成一个闭环控制

电源框图

18. 绘图说明如何使用较少的io口实现9个按键的信号输入，6个指示灯控制，请简述原理和实现所需的注意问题。

  1. 3个io口控制6个led指示灯
    利用单片机io口三种状态：高电平、低电平和高阻态控制

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根据单颗led参数合理调整电阻阻值，每次只点亮一颗led

  1. 3个io口控制9个按键

方法一：一个引脚实现，通过ADC引脚采样每个按键对应的分压电阻实现。

方法二：如下

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  • 第一步：p1 p2 p3设置为上拉输入状态，检测S1 S2 S3按键

  • 第二步：循环设置

    p1设置为推挽输出高电平1，p2 p3设置为下拉输入状态，可检测s8 s9按键

    p2设置为推挽输出高电平1，p1 p3设置为下拉输入状态，可检测s6 s7按键

    p3设置为推挽输出高电平1，p1 p2设置为下拉输入状态，可检测s4 s5按键

  • 二极管主要起隔离按键作用

19. 在PCB布线中，常用的走线宽度是多少？线宽和电流的关系如何？LVDS差分阻抗是多少？USB差分阻抗是多少？为什么需要阻抗匹配？如果阻抗不匹配会怎样？

6-8mil左右，线宽和电流成正比关系，8mil ≈ 0.2mm ≈ 500mA电流；16mil ≈ 1A 电流；

  • LVDS的差分阻抗通常为100Ω。这意味着每个信号线对地（单端）的阻抗为50Ω，因为差分信号是两个等幅但相位相反的信号。

  • USB差分阻抗为90Ω

  • 阻抗匹配可确保信号在传输过程中的稳定性和可靠性

    1、信号完整性方面：阻抗匹配可以确保信号在传输过程中不会受到反射和衰减的影响，当信号源的输出阻抗和传输线阻抗匹配时，信号能够有效传输到负载端，减少了信号的失真与畸变

    2、可减少信号串扰：当信号源与传输线阻抗匹配良好时，可最大限度减少信号在相邻线路间的耦合，提高信号线的独立性

    3、降低功耗：阻抗匹配提高信号传输的功率效率，当信号源与传输线间的阻抗匹配良好时，信号能量可以有效传输到负载端，减少功率的损耗

    4、提高抗干扰能力：良好的阻抗匹配可以减少外部干扰对信号的影响，提供电路的稳定性和可靠性

20. 锂电池电源有几个阶段，描述一下工作过程？

锂电池充电可分三个阶段：涓流充电、恒流充电、恒压充电

  • 涓流充电，涓流充电用于对完全放电的电池单元进行预充电，在电池低于3V时采用涓流充电，涓流充电电流时恒流充电时的十分之一。
  • 恒流充电，当电池通过涓流充电升压到3V以上后，提高充电电流进行恒流充电，恒流充电电流在0.2C到1C左右。
  • 恒压充电，当电池通过恒流充电到4.2V后，恒流充电结束，开始恒压充电，电流会随着电芯的饱和程度慢慢减小充电电流，当减小到0.1C时，充电截至

21. 请画一个你熟悉的设备框图，简单描述框图怎么工作，各个模块是什么功能？

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  • 1、主控：T31N(常规版)、T31L(低成本版)、T31ZX（电池低功耗版）该项目选用T31ZX低功耗版本

    T31ZX-QFN88内置1G DDR2 1.5V 最高1.5G主频，支持快启，回音消除，2592*2048分辨率

    作为主控处理sensor和其他外设传回来的数据

  • 2、Sensor：使用思特威SC3888，300W像素镜头

  • 3、flash：使用NOR FLASH，XT25F128BSSIGU，输入2.7~3.6V，SOP-8L 芯天下

  • 4、tf卡模块：使用SDIO接口 最大支持128G

  • 5、喇叭：使用8002D AB类功放驱动喇叭8Ω2W

  • 6、咪头：使用驻极体电容式咪头麦克风

  • 7、WiFi模块：使用海思HI3861的WiFi模块

  • 8、433mhz模块：使用锐迪芯433模块，OOK/ASK发射芯片 STX103A SOP-8

  • 9、充放电电路：如韵电子CN3152 1A充电电流

22. mos管按键开关电路

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23. 画差分放大电路，什么条件才能实现虚短虚断？

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虚短虚断的使用条件：

虚断的存在是无条件的，由于本身的内部结构决定的，，理想状态下电流无法进去。

虚短的存在是有条件的，条件是：需要运放处于放大状态，要满足这个条件需要两个状态

  • 在开环电路中，输入两端的电压差足够小，不会让运放饱和
  • 在闭环的深度反馈电路中

24. 开关电源安规内容，EMC如何整改？

  1. 电源输入参数
  2. 绝缘与耐压要求
  3. 效率与功率因素
  4. 过流与过温保护
  5. 安全认证(FCC/CE/UL)
  6. 电子干扰
  7. 产品标识与说明

  • EMC整改

    EMC整改主要从三个方面考虑：干扰源，耦合路径，敏感设备

  1. 分析问题原因：首先需要对出现的EMC问题进行全面的分析和诊断，确定问题出现的具体原因。可能的原因包括电路设计不当、布局问题、地线设计不良、干扰源等。

  2. 电路设计优化：根据问题的具体原因，对电路进行优化设计。可能的优化措施包括改进PCB布局，优化地线设计，增加滤波器，改善接地方案等。

  3. 滤波和屏蔽：在电路中增加滤波器和屏蔽措施，以减少电路对外部干扰的敏感度，同时也减少电路对外部的辐射干扰。

  4. 调整参数：可能需要调整电路的工作参数，例如改变工作频率、增加电源线和信号线的抗干扰能力等，以提高电路的EMC性能。

  5. 测试验证：在进行整改措施后，需要进行全面的测试验证，确保问题得到了解决。可以进行EMI测试、传导干扰测试等，以评估整改效果。

25. 整机设计的时候有哪些困难，怎么解决？

1. 晶振问题

  1. 故障描述：二次小批量试产过程中，摄像头设备上电无法启动，试产300台，不亮5台，不良率1.67%。经过初步分析，晶振不良

  2. 样机确认：收得到不良样机，硬件示波器测试，问题现象复现，故障描述属实

  3. 样机故障现象分析大概存在一下情况：

    • 供电异常
    • 晶振本体异常
    • 主控芯片不良
    • 晶振负载电阻失调

  4. 故障检测：

    • 硬件检测系统各路电源正常
    • 更换确认完好的主控芯片，问题依旧
    • 对调晶振，问题跟着晶振走，不随主板。
    • 测试晶振频偏正常，在较小便宜范围

    安排供应商与晶振原厂协助一起开展测试。经过测试，确认目前晶振匹配的负性阻抗设计余量不足，存在风险。

  5. 故障修复确认：

    经过三方测试验证，晶振的负性阻抗NR必须大于3~5倍的负载阻抗RL值。

    最终增加1M的并联电阻，故障机器的晶振波形恢复正常。

    测试整机功能恢复正常，问题可以修复。

  6. 负性阻抗不满足要求怎么办

    目的：满足负性阻抗NR必须大于3~5倍的负载阻抗RL值。

    1. 更换ESR较小的晶振，以减少晶振负载阻抗RL，
    2. 适当减小 芯片管脚寄生电容 ，以减小RL。

2. 模块认证问题

26. 电池如何选型？

  1. 电气规格参数：

    • 充电电压:4.2V
    • 标称电压：3.7V
    • 标称容量：4000mAh
    • 最大充电电流：1.5A
    • 最大持续放电电流：1.5A
    • 过流保护：3A
    • 过流保护时间：5-20mS
    • 短路保护时间：5-50nS
    • 过充保护电压：4.25V
    • 过放保护电压：2.4V
    • 过放恢复电压：3V
    • 工作温度

  2. 认证要求

  3. 成本以及交期

27. buck boost电路的拓扑图如何设计？

  • Buck

Buck变换器，也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。

单管：续流二极管。作用是续流，在BUCK电路中，二极管D形成了续流回路，因此D也叫作续流二极管。

不隔离：输入输出在同一个闭环电路中，没有变压器元器件将它们隔离开。如图，这是最基本的BUCK电路。

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  • boost

Boost变换器也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。

开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比D必须小于1，不允许在Dy=1的状态下工作。

电感L1在输入侧，称为升压电感。Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式。

这是最简单的BOOST升压电路。

首先，若很长时间没有对开关管进行控制，所有元器件是属于理想状态，所以Uo=Ui；

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28. I2C以及SPI的传输速率是多少？

  • i2c

I2C协议v2.1规定了100K，400K和3.4M三种速率(bps)。

  • SPI

SPI是一种事实标准，由Motorola开发，并没有一个官方标准。已知的有的器件SPI已达到50Mbps。具体到产品中SPI的速率主要看主从器件SPI控制器的性能限制。

SPI硬件设计、协议、速率全解析

posted @ 2024-06-13 17:44  泽果锅  阅读(6)  评论(0)  编辑  收藏  举报