ic设计笔试题|联发科数字IC岗20年提前批解析（上）

联发科20年数字IC笔试真题解析第一部分，涉及【卡诺图】【门延迟】【IC设计前端】【时序图】【带通信号抽样】【带通信号调制】【差分信号优缺点】等。芯学长带大家一起来看看！

1️⃣请使用卡诺图化简：

【简答】请使用卡诺图化简如下函数

Y = A'B'C' + AC'D' + AB' + ABCD' + A'B'C

【解析】

该题目考察卡诺图化简相关问题，解题过程如下：

2️⃣使用D触发器和逻辑门搭建电路

根据时序图，使用触发器和逻辑门搭建电路。

输入：CLK_IN;

输出：CLK_OUT;

【解析】

此题目为波形产生相关题目，跟奇数分频相关题目类似，此类题目的解法都是通过不同的分频波形进行合成，先对波形进行分析，合成过程如下：

【注】此波形通过wavedrom工具绘制，详见哇，这个画图工具简直不要太好用!。

通过图中可以看出，需要先生成两个二分频信号，CLK_1通过上升沿触发，CLK_2通过下降沿触发，最终两个信号通过相与运算可以得到目标信号。电路图如下：

【注】将D触发器输出端Q或Q'接到D端都能产生二分频信号，区别就在于相位相差180°而已;

下图为仿真波形：

3️⃣画出经过门延迟后的波形

【简答】输入C为占空比50%、周期为T的方波，与非门和非门的传输时延均为T1，其中T>=20*T1;画出A、B点的时序图。

该题目考察门延迟相关问题;在大多数的FPGA设计中，用到的都是RTL级建模，很少用到门级建模，借此机会来复习一下：

【注】使用门时，可以不给实例命名，除上述门外，还有带控制端口的三态门等。延迟也分为上升延迟、下降延迟和关断延迟等;具体可参考《Verilog HDL 数字设计综合(第二版)》(夏宇闻等译)。

回归到题目本身：

①初始时刻，C为0;相对应的A为1;B为0;

②当C变化为1时，C'延迟△变化为0，B延迟2△变化为1，A延迟3△变化为0;

③当C又变化为0时，C'延迟△变化为1，A延迟△变化为1，B延迟2△变化为0;

④又回到了最初的状态;循环往复。

波形如下图：

一个重要的思想就是与非门：只要有0输入，经一个延迟后必输出1，当所有输入为1时，经一个延迟后输出0;

通过Quartus II仿真可得波形，如下图所示，与我们分析的一致。

4️⃣IC设计流程

【简答】说明IC前端(RTL to Netlist)所包含的流程，并简要说明LEC的主要任务和输入输出。

以门级网表(Netlist)生成为分界线，之前称为前端，之后称为后端。

布局布线之前可以认为是前端，布局布线到流片是后端。

前端：逻辑设计，RTL --> Netlist 门级网表;

后端：物理设计，Netlist 门级网表 --> 物理版图;

数字IC前端设计流程及工具【RTL设计+功能仿真】【综合】【DFT】【形式验证】【STA静态时序分析】

5️⃣差分传输的优缺点

【选做】简述差分传输的优点和缺点。

【解析】

差分信号是在两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相差180度，即极性相反。

优点

①抑制共模噪声。干扰噪声一般会等值、同时被加载到两根信号线上，而其差值为0，即：噪声对信号的逻辑意义不产生影响。

②能有效抑制电磁干扰(EMI)。由于两根线靠得很近且信号幅值相等，这两根线与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等，同时他们的信号极性相反，其电磁场将相互抵消。因此对外界的电磁干扰也小。

③时序定位准确。差分信号的接受端是根据两根线上的信号幅值之差(即电压差)作为逻辑信号的判断，适合低振幅信号的传输。

缺点

差分信号的布线要求比较高，一定要走两根等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的线。

①等长：等长是指两条线的长度要尽量一样长，是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性;减少共模分量。

②等宽、等距：等宽是指两条信号的走线宽度需要保持一致，等距是指两条线之间的间距要保持不变，保持平行。

③差分线彼此靠近，靠越近，回路面积越小，走线下面感应电流的回路面积也越小，对EMI控制也好。

④差分走线要求在同一板层上，因为不同层之间的阻抗、过孔等差别会降低差模传输的效果而引入共模噪声。

总之一句话：优点就是可以抑制噪声，准确地传输数据;缺点是布线要求严格。

6️⃣数字带通调制

【简答】补充完成ASK、FSK和PSK调制波形。

【解析】

ASK：振幅键控，通过控制载波振幅变化传递数字信息;

FSK：频移键控，通过控制载波频率变化传递数字信息;

PSK：相移键控，通过控制载波相位变化传递数字信息;

答案如下图所示：

7️⃣带通抽样定理

【选做】

【解析】

如图所示，给出的是一个中心频率20MHz，带宽5MHz的带通信号，如果使用低通抽样定理，则根据奈奎斯特定理，至少需要45MHz的抽样频率，如此会造成大量带宽的浪费，所以可以使用带通抽样定理;

带通抽样定理：

22.5 / 5 = 4.5; 所以n = 4;k = 0.5;

fs = 2 * 5(1 + 0.5/4) = 11.25(MHz)

所以，带通抽样的最小频率为11.25MHz，但并不意味着用任何大于该值的频率抽样都能保证频谱不混叠。

解题如下：

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