面试硬件开发岗位，有哪些面试官会问的问题？该如何准备？

前言：

今天咱们来谈谈面试中可能涉及的硬件工程师面试中可能遇到的“问题的方面”，以及该如何应对。

之所以说是问题的方面而不是问题本身，举个例子大家就明白了：在准备面试期间，大家一定遇到过这样的事情，打开“度娘”，输入“硬件工程师面试问题”，入眼的都是一个个零散的知识点。

比如：

什么是Setup和Hold时间？

有源滤波器和无源滤波器的区别是什么？

DDR3在PCB中如何设计拓扑结构？

这些知识点真的能解决我们面试的问题吗？

不，这些所谓的面试问题和答案只能带给我们焦虑、困扰乃至是信心的缺失。

那究竟该如何去面试呢？

硬件工程师面试究竟该准备哪些问题呢？

我的秋招秘诀就是 “知己知彼，百战不殆”，其实这是三点，分别是“知己”，“知彼”和“百战不殆”。

下面我将就这三点进行讲解，相信也一定会帮助到求职的你无往不利！

一、“知己”

其实“知己”很简单，就是搞懂你的简历里面的内容。

那就有同学要问了，明明我简历里面的内容我都了若指掌了，结果面试官看了半天简历，却问了一个不相干的问题，这是为什么啊？

原因往往有三点：1、简历内容太简陋。

你的每个项目介绍就写了一句话草草了事，确实不能指望面试官各个都是福尔摩斯在世，能从蛛丝马迹中找到你擅长的东西吧。

2、面试官不懂你的项目，或是不感兴趣。

可千万别觉得这个是不可能的，要知道面试官和你一样，进入公司后往往接触的产品较为单一，而我们童鞋们简历项目从声呐（作者有个项目就是深海声呐，面试中很少被问到，而且听起来很厉害，为面试过程立下汗马功劳）到战斗机，包罗万象，面试官也很难受啊。

3、问的问题就在你的简历里面，只是你没察觉！这个才是最常出现的情况，我先来举个栗子：

首先，简历内容：“使用USB2.0将数据传输至上位机”

然后，面试官理解：“USB2.0=通信接口=千兆以太网=RGMII通信方式=小本本上的问题”

最后，你听到的问题可能就是：“千兆以太网是比较常用的通信方式，能不能解释一下RGMII通信方式，并和MII百兆的做个对比”。

大家是不是有点明白了，你的简历其实并不是一页简单的纸，它代表了你的积累，把简历上的内容搞透，你的面试就已经成功了一半。

二、“知彼”

看完“知己”后童鞋们还是很忧伤，“我盯着简历仔细看了半晌，确实没看出来半点和面试官问的相关的内容啊，他问的全都是XXX方面的。”

额，作者建议亲那就别看了，这家公司可能找的是专业对口性人才。

看下面这个表格你就明白了，这是两家知名企业今年招聘硬件工程师的岗位职责和要求：

显然，A公司需要的是拥有通信类产品经验的硬件工程师，而B公司需要的是通用型硬件工程师。

如果你只做过消费类产品然后去面试A公司，而面试问题仍然会偏向于通信产品，自然结果不容乐观。

所以一定要搞清楚自己面试的公司类型，还有对应的岗位招聘类型和要求。

了解公司的类型是为了行业的选择，不同行业的硬件设计方向可能相差甚远。

了解公司岗位要求可以做到有的放矢的去准备，避免在问到某些“奇怪的偏门知识”的时候手忙脚乱。

最重要的是可以通过公司类型和岗位要求侧面了解面试问题，因为招聘人员往往就是这个公司产品的硬件设计人员，提出相关产品设计问题的可能性非常大。

“女怕嫁错郎，男怕入错行”，大公司工作往往细分化，一个大类下面可以划分多个小类别，而且差别甚大，一有不慎，悔之晚矣。

三、“百战不殆”

“勇往职前，爱面才会赢”。这里作者可不是推荐大家广泛撒网，定个小目标，先投它100家企业。

这里指的是面试问题具有一个通用性，比方说大家在面试中一定遇到过面试官说：“来，把你的这个项目硬件设计框图画一下吧”，这时候大家信心满满（废话，私下不知道画了多少遍了）。

这种就是通用性，通过积累面试中经常遇到的问题去实现面试通关。

这里一定有童鞋又要问了：“为什么不从网上看别人的面试题目呢？”

答案就是面试内容往往和你的个人简历以及个人经历有很大关系，哪怕是面同一个公司同一个岗位的两个人被问到问题都有可能不相同，所以可以参考网上的信息但不要盲从（因为硬件知识太浩瀚了！）

推荐两个网址：看准网和职朋（链接就不贴了，度娘自查，免得以为我打广告），如果你的公司比较知名的话可以查查有没有对应岗位的面经。

总结：

其实面试的本质是考察你所掌握，学会的东西，重点并不在你完全生疏的领域。

我们经常戏称，面试官好难啊，问这个怕你答不上来，问那个也怕你不会，相顾无言只有尴尬二字。

面试官真正想了解的是你在之前的学习和工作中掌握了哪些知识，掌握的程度如何，有没有达到岗位要求，借此来判断你与这个岗位的匹配度。

相信手持“知己知彼，百战不殆”神器的你一定能够做到在面试中所向无敌，取得自己期望公司期望岗位的SP Offer！

硬件工程师面试时最常见的提问（实践总结，绝对硬核）

硬件工程师面试时最常见的提问（实践总结，绝对硬核）

问题1:CMOS和TTL有什么区别?如何相连?

知识点概述：CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补型金属氧化物半导体）和TTL（Transistor-Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑）是两种不同的数字逻辑电路技术，它们在设计、功耗、速度和噪声容限等方面有显著的区别。以下是它们的主要区别和如何相连的方法：

CMOS和TTL的区别：

构成元件：CMOS是由金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）构成的，属于单极性电路；而TTL是由双极型晶体管（BJTs）构成的，属于双极性电路。电源电压：CMOS的电源电压范围较宽，可以从5V到15V，而TTL通常工作在5V。功耗：CMOS的功耗较小，因为它在没有切换时几乎不消耗静态电流，而TTL由于其双极性特性，即使在稳定状态下也有较大的静态电流损耗。速度：TTL通常被认为速度较快，因为它是电流控制器件，而CMOS作为电压控制器件，在速度上通常较慢。但是，高速CMOS的速度可以与TTL相当。

噪声容限：CMOS的噪声容限比TTL的噪声容限大，这意味着CMOS电路更抗干扰。工作频率：CMOS的工作频率通常较TTL略低，但高速CMOS可以与TTL相媲美。

如何相连：

当需要将CMOS和TTL电路相连时，需要考虑电平转换、驱动能力和时延特性等因素。以下是一些常见的连接方法：电平转换：由于CMOS和TTL的逻辑电平不同，可能需要使用电平转换电路或芯片来确保信号在两种电路之间正确传输。驱动能力：在连接时，需要确保驱动源的输出电流能够满足负载的输入电流要求。

时延特性：在高速信号进行逻辑电平转换时，会带来较大的延时，设计时需要充分考虑其容限。

未使用的输入端：CMOS的未使用输入端不应悬空，应接地或接电源，以避免静电损坏；而TTL的未使用输入端悬空时通常被视为高电平。逻辑电平兼容性：在设计时，应检查CMOS和TTL电路的逻辑电平是否兼容，如果不兼容，需要采取适当的转换措施。通过这些方法，可以确保CMOS和TTL电路之间的有效连接和正常工作。

问题2: LDO和DC-DC有什么区别?分别用在什么场景？

LDO（低压差线性稳压器）和DC-DC（直流-直流变换器）是两种不同的电源管理技术，它们各自有不同的特点和应用场景。

LDO的特点：

工作原理：LDO通过内部的可调电阻来分担电压，从而实现降压。效率：由于其工作原理，LDO的转换效率相对较低，因为可调电阻会产生较大的发热。纹波：LDO的输出纹波较小，因为其内部结构和工作原理。

静态功耗：LDO即使在无负载的情况下也会有一定的功耗，但是相比DC-DC，其静态功耗较小。应用场景：LDO适用于对输出电压稳定性要求高、负载变化不大的场景，如手持设备、微处理器电源等。

DC-DC的特点：

工作原理：DC-DC通过内部的开关控制PWM波，通过控制PWM的高低电平比例来输出稳定电压。效率：DC-DC的转换效率较高，尤其是当负载较重时。纹波：由于周期性的开关操作，DC-DC的输出纹波可能比LDO大。

静态功耗：DC-DC在无负载时的功耗较低，但外围元件可能比LDO复杂。应用场景：DC-DC适用于需要高效率、大功率输出的场景，如车载系统、电信设备、工业控制系统等。

总结：

LDO：适合于对电压稳定性和纹波要求较高的低功率应用，但效率较低，发热较大。

DC-DC：适合于需要高效率和大功率输出的场景，可能在轻负载时效率较低，纹波较大。在选择LDO或DC-DC时，需要根据具体的应用需求，考虑效率、输出电压稳定性、纹波、静态功耗以及成本等因素。

问题3: 单片机最小系统没有正常工作，如何排查?

单片机最小系统没有正常工作时，可以按照以下步骤进行排查：

检查电源：首先确认单片机的电源是否正常。使用万用表测量单片机的VCC和GND引脚之间的电压是否符合单片机的工作电压要求，通常为5V或3.3V。如果电压不正常，需要检查电源线和电源模块。

检查复位电路：复位电路是单片机正常启动的关键。检查复位电路是否能够提供正确的复位信号，复位引脚（如51单片机的RST引脚）在上电时应为低电平，并在启动后变为高电平。

检查时钟电路：时钟电路为单片机提供运行节奏。检查晶振是否正常工作，晶振两端的电压是否正常，以及是否有短路或断路的情况发生。检查最小系统电路：最小系统通常包括电源电路、时钟电路、复位电路等。确保这些基本电路部分都已正确连接并工作正常。检查引脚连接：检查单片机的各个引脚，特别是关键的电源引脚（VCC和GND）、复位引脚、晶振引脚等是否有短路或断路现象。检查代码和烧录：确认烧录到单片机中的代码无误，并且烧录过程成功。如果代码或烧录过程中出现问题，单片机可能无法正常工作。

使用调试工具：如果可能，使用调试工具来检查单片机的运行状态，这可以帮助确定问题是否出在硬件或软件上。逐步排查：如果以上步骤都无法确定问题，可以尝试逐步替换或断开单片机系统中的其他组件，如传感器、显示器等，以缩小问题范围。通过这些步骤，通常可以定位到单片机最小系统无法正常工作的大致原因，并进行相应的修复或调整。

问题4: 简述三极管和MOS管的区别?

三极管和MOS管（金属氧化物半导体场效应晶体管）是两种常用的半导体器件，它们在电子电路中扮演着重要的角色。它们之间的一些主要区别：

工作原理：

三极管：三极管是一种双极型晶体管，它由两个PN结组成，具有三个层（发射极、基极和集电极）。它通过控制基极电流来调节集电极和发射极之间的电流。MOS管：MOS管是一种单极型晶体管，它利用电场来控制电流流动。它由一个绝缘层（通常是二氧化硅）和一个门极构成，通过改变门极电压来控制源极和漏极之间的电流。

导电机制：三极管：导电主要通过空穴和电子的复合和扩散。MOS管：导电主要通过电子或空穴的迁移。

功耗：三极管：在导通状态下，三极管需要基极电流来维持其工作，因此会有较大的功耗。

MOS管：MOS管在导通状态下不需要门极电流，因此功耗较低。开关速度：三极管：三极管的开关速度通常较慢，因为它涉及到载流子的扩散过程。MOS管：MOS管的开关速度较快，因为它涉及到电场的建立和撤销。

应用领域：三极管：常用于放大器、开关电路、功率放大器等。MOS管：常用于数字逻辑电路、模拟开关、功率放大器等。

制造工艺：

三极管：制造工艺相对简单，但集成度较低。MOS管：可以采用更先进的制造工艺，实现更高的集成度。噪声性能：三极管：由于其双极型特性，三极管的噪声性能通常不如MOS管。MOS管：由于其单极型特性，MOS管的噪声性能较好。温度稳定性：三极管：温度变化对三极管的性能影响较大。MOS管：MOS管对温度变化的敏感度较低。尺寸：三极管：由于其结构，三极管通常尺寸较大。MOS管：MOS管可以做得更小，适合高密度集成。每种器件都有其优势和局限性，选择使用哪种器件取决于具体的应用需求和设计考虑。

问题5: 简述I2C的通信原理?

I2C（Inter-Integrated Circuit），即集成电路间通信，是一种多主机、串行计算机总线。它由Philips（现在的NXP Semiconductors）在1980年代初期开发，用于微控制器和各种外围设备之间的通信。I2C通信原理主要包括以下几个方面：总线结构：I2C总线由两根线组成，一根是串行数据线（SDA），另一根是串行时钟线（SCL）。所有的设备都通过这两根线连接到总线上。

设备地址：每个连接到I2C总线的设备都有一个唯一的地址。当一个设备想要与另一个设备通信时，它会发送目标设备的地址。通信模式：I2C支持两种通信模式，即写入和读取。写入操作时，数据从主机流向从设备；读取操作时，数据从从设备流向主机。时钟同步：I2C通信由主机设备控制，主机设备通过SCL线提供时钟信号，以同步数据传输。数据在时钟的上升沿或下降沿传输，这取决于I2C的实现。

起始条件和停止条件：I2C通信以起始条件开始，即SDA线上的数据从高电平变为低电平，而SCL保持高电平。通信以停止条件结束，即SDA线上的数据从低电平变为高电平，而SCL保持高电平。应答机制：在每次字节传输后，接收设备通过在SCL的下一个时钟脉冲期间将SDA线拉低来发送一个应答（ACK）信号。如果接收设备不发送ACK（即SDA保持高电平），则表示非应答（NACK），这通常表示数据接收错误或通信问题。多主机支持：I2C总线支持多个主机设备。任何时候只有一个主机可以驱动SCL和SDA线，主机之间通过仲裁机制来解决对总线控制权的冲突。速度：I2C总线有多种速度标准，包括标准模式（最高100kbps）、快速模式（最高400kbps）、快速模式加（最高1Mbps）和高速模式（最高3.4Mbps）。I2C是一种非常灵活和流行的通信协议，由于其简单性和低功耗特性，广泛应用于各种电子系统中，用于连接微控制器和传感器、存储器、显示器等外围设备。

问题6: 如何驱动步进电机?

要驱动步进电机，需要了解步进电机的工作原理、步进电机的控制方式以及如何使用驱动器来控制步进电机。具体的实现方法：

了解步进电机的工作原理：步进电机通过改变电流方向来控制磁场，进而驱动转子转动。步进电机的每个步进通常对应一个固定的角度，例如1.8度。选择合适的驱动器：步进电机需要一个驱动器来控制电流的流动。驱动器可以是简单的功率放大器，也可以是具有细分功能的复杂驱动器，后者可以提供更精细的控制和更高的精度。接线：步进电机通常有多种接线方式，如两相四线、四相五线、四相六线等。您需要根据步进电机和驱动器的具体型号来接线。

编写控制程序：使用微控制器（如Arduino或单片机）来编写控制程序，该程序将生成控制步进电机转动的脉冲信号和方向信号。控制脉冲和方向：通过编程设置脉冲信号的频率和数量来控制步进电机的转速和转动角度。方向信号决定了步进电机的旋转方向。使用PWM信号：通过PWM（脉冲宽度调制）信号控制驱动器，可以调节步进电机的速度和扭矩。

细分设置：如果驱动器支持细分功能，可以通过设置细分来减小步距角，从而提高控制精度。测试和调整：在实际应用中测试步进电机的性能，并根据需要调整控制参数，如电流大小、细分设置等，以优化性能。防止失步：在负载较重或要求高精度的应用中，要注意防止步进电机失步，这可能需要更复杂的控制策略或使用更高级的驱动器。考虑电机的热管理和效率：步进电机在运行时会产生热量，需要考虑散热问题。同时，步进电机的效率和扭矩会随着速度的增加而降低，这需要在设计时予以考虑。通过上述步骤，您可以成功地驱动步进电机，并实现精确的位置和速度控制。

问题7:选用一款运放芯片时，应该重点考虑哪些参数?

选用运放（运算放大器）芯片时，应该重点考虑以下参数：

增益带宽积（GBWP）：增益带宽积是指运放能够提供单位增益（增益为1）时的最大带宽。这是衡量运放速度的一个重要参数。输入偏置电流（Ib）：输入偏置电流是运放两个输入端的静态电流，它会影响运放的输入偏置电压。输入偏置电压（Vos）：输入偏置电压是运放在无输入信号时两个输入端之间的电压差。

输入电压范围：这是指运放能够接受的输入电压范围，包括共模输入电压范围（CMRR）和差模输入电压范围。电源电压范围：运放能够正常工作的电源电压范围。输出电压摆幅：运放输出端能够达到的最大和最小电压值。电源电流：运放消耗的电源电流，影响整体系统的功耗。失调电压（Vos）：运放在无输入信号时输出端的直流电压。失调电流（Ios）：运放在无输入信号时输出端的直流电流。噪声性能：运放内部的噪声水平，包括电压噪声和电流噪声。稳定性：运放是否能够在预期的工作条件下保持稳定。

输入阻抗：运放输入端的阻抗，高输入阻抗可以减少对信号源的负载效应。输出阻抗：运放输出端的阻抗，影响负载能力。温度范围：运放能够正常工作的最低和最高温度。封装类型：运放的物理封装，影响其在电路板上的安装方式。价格：运放的成本，根据应用的需求和预算选择合适的运放。制造商和供应链：选择信誉良好的制造商，并确保供应链的稳定性。数据手册：详细阅读运放的数据手册，了解其电气特性和应用指南。

选择运放时，需要根据具体的应用需求，综合考虑这些参数，以确保运放能够满足电路设计的性能要求。

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