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20道常見電路題(二)

日期:2024-10-19 08:16
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摘要:Q:說說靜態(tài)、動(dòng)態(tài)時(shí)序模擬的優(yōu)缺點(diǎn)? 靜態(tài)時(shí)序分析是采用窮盡分析方法來提取出整個(gè)電路存在的所有時(shí)序路徑,計(jì)算信號(hào)在這些路徑上的傳播延時(shí),檢查信號(hào)的建立和保持時(shí)間是否滿足時(shí)序要求,通過 對(duì)*大路徑延時(shí)和*小路徑延時(shí)的分析,找出違背時(shí)序約束的錯(cuò)誤。 它不需要輸入向量就能窮盡所有的路徑,且運(yùn)行速度很快、占用內(nèi)存較少,不僅可以對(duì)芯片設(shè)計(jì) 進(jìn)行**的時(shí)序功能檢查,而且還可利用時(shí)序分析的結(jié)果來優(yōu)化設(shè)計(jì),因此靜態(tài)時(shí)序分析已經(jīng)越來越多地被用到數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的驗(yàn)證中。 動(dòng)態(tài)時(shí)序模擬就是通常的仿真,因?yàn)椴豢赡墚a(chǎn)生...
Q:說說靜態(tài)、動(dòng)態(tài)時(shí)序模擬的優(yōu)缺點(diǎn)?

靜態(tài)時(shí)序分析是采用窮盡分析方法來提取出整個(gè)電路存在的所有時(shí)序路徑,計(jì)算信號(hào)在這些路徑上的傳播延時(shí),檢查信號(hào)的建立和保持時(shí)間是否滿足時(shí)序要求,通過 對(duì)*大路徑延時(shí)和*小路徑延時(shí)的分析,找出違背時(shí)序約束的錯(cuò)誤。
它不需要輸入向量就能窮盡所有的路徑,且運(yùn)行速度很快、占用內(nèi)存較少,不僅可以對(duì)芯片設(shè)計(jì) 進(jìn)行**的時(shí)序功能檢查,而且還可利用時(shí)序分析的結(jié)果來優(yōu)化設(shè)計(jì),因此靜態(tài)時(shí)序分析已經(jīng)越來越多地被用到數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的驗(yàn)證中。
動(dòng)態(tài)時(shí)序模擬就是通常的仿真,因?yàn)椴豢赡墚a(chǎn)生完備的測(cè)試向量,覆蓋門級(jí)網(wǎng)表中的每一條路徑。因此在動(dòng)態(tài)時(shí)序分析中,無法暴露一些路徑上可能存在的時(shí)序問題。
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Q:LATCH和DFF的概念和區(qū)別?

(1)概念
電平敏感的存儲(chǔ)器件稱為鎖存器;分高電平鎖存器和低電平鎖存器,用于不同時(shí)鐘間的同步。
有交叉耦合的門構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)器件稱為觸發(fā)器,分為上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā),可認(rèn)為是兩個(gè)不同電平敏感的鎖存器串聯(lián)而成,前一個(gè)鎖存器決定了觸發(fā)器的建立時(shí)間,后一個(gè)鎖存器決定了觸發(fā)器的保持時(shí)間。

(2)區(qū)別
latch由電平觸發(fā),非同步控制。在使能信號(hào)有效時(shí)latch相當(dāng)于通路,在使能信號(hào)無效時(shí)latch保持輸出狀態(tài)。DFF由時(shí)鐘沿觸發(fā),同步控制。

latch容易產(chǎn)生毛刺(glitch),DFF則不易產(chǎn)生毛刺。

如果使用門電路來搭建latch和DFF,則latch消耗的門資源比DFF要少,這是latch比DFF優(yōu)越的地方。所以,在ASIC中使用 latch的集成度比DFF高,但在FPGA中正好相反,因?yàn)镕PGA中沒有標(biāo)準(zhǔn)的latch單元,但有DFF單元,一個(gè)LATCH需要多個(gè)LE才能實(shí)現(xiàn)。

latch將靜態(tài)時(shí)序分析變得極為復(fù)雜。

一般的設(shè)計(jì)規(guī)則是:在絕大多數(shù)設(shè)計(jì)中避免產(chǎn)生latch。它會(huì)讓您設(shè)計(jì)的時(shí)序完蛋,并且它的隱蔽性很強(qiáng),非老手不能查出。latch*大的危害在于不能過濾毛刺。這對(duì)于下上等電路是極其危險(xiǎn)的。所以,只要能用D觸發(fā)器的地方,就不用latch。
有些地方?jīng)]有時(shí)鐘,也只能用latch了。比如現(xiàn)在用一個(gè)clk接到latch的使能端(假設(shè)是高電平使能),這樣需要的setup時(shí)間,就是數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的下降沿之前需要的時(shí)間,但是如果是一個(gè)DFF,那么setup時(shí)間就是在時(shí)鐘的上升沿需要的時(shí)間。
這就說明如果數(shù)據(jù)晚于控制信號(hào)的情況下,只能用 latch,這種情況就是,前面所提到的latch timing borrow?;旧舷喈?dāng)于借了一個(gè)高電平時(shí)間。也就是說,latch借的時(shí)間也是有限的。

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Q:latch與register的區(qū)別,為什么現(xiàn)在多用register?行為級(jí)描述中l(wèi)atch如何產(chǎn)生的?

Latch(鎖存器)是電平觸發(fā),Register(寄存器)是邊沿觸發(fā),register在同一時(shí)鐘邊沿觸發(fā)下動(dòng)作,符合同步電路的設(shè)計(jì)思想,而latch則屬于異步電路設(shè)計(jì),往往會(huì)導(dǎo)致時(shí)序分析困難,不適當(dāng)?shù)膽?yīng)用latch則會(huì)大量浪費(fèi)芯片資源。
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Q:什么是鎖相環(huán)(PLL)?鎖相環(huán)的工作原理是什么?

鎖相環(huán)是一種反饋電路,其作用是使得電路上的時(shí)鐘和某一外部時(shí)鐘的相位同步。PLL通過比較外部信號(hào)的相位和由壓控晶振(VCXO)的相位來實(shí)現(xiàn)同步的,在比較的過程中,鎖相環(huán)電路會(huì)不斷根據(jù)外部信號(hào)的相位來調(diào)整本地晶振的時(shí)鐘相位,直到兩個(gè)信號(hào)的相位同步。

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,鎖相環(huán)是一種非常有用的同步技術(shù),因?yàn)橥ㄟ^鎖相環(huán),可以使得不同的數(shù)據(jù)采集板卡共享同一個(gè)采樣時(shí)鐘。

因此,所有板卡上各自的本地80MHz和20MHz時(shí)基的相位都是同步的,從而采樣時(shí)鐘也是同步的。因?yàn)槊繅K板卡的采樣時(shí)鐘都是同步的,所以都能嚴(yán)格地在同一時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
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Q:基本放大電路的種類及優(yōu)缺點(diǎn),廣泛采用差分結(jié)構(gòu)的原因?

基本放大電路按其接法的不同可以分為共發(fā)射極放大電路、共基極放大電路和共集電極放大電路,簡(jiǎn)稱共基、共射、共集放大電路。

共射放大電路既能放大電流又能放大電壓,輸入電阻在三種電路中居中,輸出電阻較大,頻帶較窄。常做為低頻電壓放大電路的單元電路。

共基放大電路只能放大電壓不能放大電流,輸入電阻小,電壓放大倍數(shù)和輸出電阻與共射放大電路相當(dāng),頻率特性是三種接法中*好的電路。常用于寬頻帶放大電路。

共集放大電路只能放大電流不能放大電壓,是三種接法中輸入電阻*大、輸出電阻*小的電路,并具有電壓跟隨的特點(diǎn)。常用于電壓放大電路的輸入級(jí)和輸出級(jí),在功率放大電路中也常采用射極輸出的形式。

共集放大電路只能放大電流不能放大電壓,是三種接法中輸入電阻*大、輸出電阻*小的電路,并具有電壓跟隨的特點(diǎn)。常用于電壓放大電路的輸入級(jí)和輸出級(jí),在功率放大電路中也常采用射極輸出的形式。

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