原创 硬件系统工程师面试试题11(有答案可参考)

1、Cache的主要作用是什么，它与Buffer有何区别。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

       Cache即是高速缓冲存储器，是一种特殊的存储器子系统，其中复制了频繁使用的数据以利于快速访问。存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的 RAM 位置的内容及这些数据项的存储地址。当处理器引用存储器中的某地址时，高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。如果存有该地址，则将数据返回处理器；如果没有保存该地址，则进行常规的存储器访问。因为高速缓冲存储器总是比主RAM 存储器速度快，所以当 RAM 的访问速度低于微处理器的速度时，常使用高速缓冲存储器。

       Cache是一个高速小容量的临时存储器，可以用高速的静态存储器芯片实现，或者集成到CPU芯片内部，存储CPU最经常访问的指令或者操作数据。

Buffer与Cache操作的对象不一样。Buffer(缓冲)是为了提高内存和硬盘(或其他I/0设备)之间的数据交换的速度而设计的。Cache(缓存)是为了提高cpu和内存之间的数据交换速度而设计，也就是平常见到的一级缓存、二级缓存、三级缓存等。

2、嵌入式微控制器、嵌入式微处理器和嵌入式DSP有什么区别。

嵌入式微控制器又称单片机，顾名思义，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。嵌入式微控制器一般以某一种嵌入式微处理器内核为核心，芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各种必要功能和外设。为适应不同的应用需求，一般一个系列的单片机具有多种衍生产品，每种衍生产品的处理器内核都是一样的，不同的是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配，功能不多不少，从而减少功耗和成本。

和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称微控制器。

嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP算法正在大量进入嵌入式领域，DSP应用正从在通用单片机中以普通指令实现DSP功能，过渡到采用嵌入式DSP处理器。嵌入式DSP处理器有两个发展来源，一是DSP处理器经过单片化、EMC改造、增加片上外设成为嵌入式DSP处理器，TI的TMS<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />320C2000 /C5000等属于此范畴；二是在通用单片机或SOC中增加DSP协处理器，例如Intel的MCS-296和Infineon(Siemens)的TriCore。

3、DSP和通用处理器在结构上有什么不同，请简要画出你熟悉的一种DSP结构图。

       与通用处理器相比，DSP属于专用处理器，它是为了实现实时数字信号处理而专门设计的。在结构上，DSP一般采用哈佛结构，即数据缓存和指令缓存相分开。DSP有专门的乘加指令，一次乘加只需一个指令周期即可完成、而通用处理器中的乘法一般使用加法实现的，一次乘法需要消耗较多的指令周期。

       下图给出了TMS320C6713的结构框图：

3、用你熟悉的设计方式设计一个可预置初值的7进制循环计数器，15进制的呢？

       这里选择用十六进制计数器74LS161实现，原理很简单：用74LS161实现N(N<16)进制计数器，只需当计数器从0000增加到N-1时让74LS161清零即可。

对于7进制，当增加到6(0110)时将计数器清零即可。

下面简单介绍下74LS161，下图为74LS161的原理图：

4、BLOCKING和NONBLOCKING 赋值的区别。

答：非阻塞赋值：块内的赋值语句同时赋值，一般用在时序电路描述中；阻塞赋值：完成该赋值语句后才能做下一句的操作，一般用在组合逻辑描述。

5、What is PC Chipset?

芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分，按照在主板上的排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥(Host Bridge)。除了最通用的南北桥结构外，目前芯片组正向更高级的加速集线架构发展，Intel的8xx系列芯片组就是这类芯片组的代表，它将一些子系统如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片，能够提供比PCI总线宽一倍的带宽，达到了266MB/s。