片上系統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)概述考核試卷

片上系統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)概述考核試卷考生姓名：__________答題日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、單項(xiàng)選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.片上系統(tǒng)（SoC）設(shè)計(jì)的概念是什么？（）

A.將一個(gè)完整的系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上

B.將多個(gè)不相關(guān)的功能模塊集成在一個(gè)芯片上

C.在一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)微處理器的制造

D.在一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)數(shù)字和模擬電路的混合

2.以下哪項(xiàng)是SoC設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)？（）

A.成本高

B.功耗大

C.集成度低

D.系統(tǒng)性能高

3.在SoC設(shè)計(jì)中，以下哪項(xiàng)屬于數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的內(nèi)容？（）

A.運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)

B.邏輯門設(shè)計(jì)

C.濾波器設(shè)計(jì)

D.A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

4.SoC設(shè)計(jì)流程中，哪個(gè)階段負(fù)責(zé)定義功能模塊和接口？（）

A.設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

B.設(shè)計(jì)驗(yàn)證

C.設(shè)計(jì)規(guī)劃

D.設(shè)計(jì)仿真

5.以下哪種類型的集成電路通常用于SoC設(shè)計(jì)？（）

A.PLD

B.FPGA

C.ASIC

D.CPU

6.關(guān)于SoC設(shè)計(jì)中的IP核，以下哪項(xiàng)描述正確？（）

A.IP核是一種硬件描述語言

B.IP核是一個(gè)包含設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和測(cè)試代碼的模塊

C.IP核只能用于數(shù)字電路設(shè)計(jì)

D.IP核無法集成到SoC中

7.以下哪種技術(shù)常用于降低SoC的功耗？（）

A.提高工作電壓

B.減少邏輯門數(shù)量

C.降低工作頻率

D.采用多電壓域設(shè)計(jì)

8.在SoC設(shè)計(jì)中，以下哪種類型的仿真主要用于驗(yàn)證功能正確性？（）

A.行為級(jí)仿真

B.RTL級(jí)仿真

C.門級(jí)仿真

D.電路級(jí)仿真

9.SoC設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)因素對(duì)信號(hào)完整性影響較大？（）

A.信號(hào)傳輸速率

B.電源噪聲

C.環(huán)境溫度

D.邏輯門數(shù)量

10.以下哪種技術(shù)主要用于提高SoC的可靠性？（）

A.紅外線照射

B.離子注入

C.電磁兼容性設(shè)計(jì)

D.靜電放電保護(hù)

11.在SoC設(shè)計(jì)中，以下哪種類型的布局布線工具主要用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)布局布線？（）

A.基于規(guī)則的工具

B.基于模板的工具

C.基于遺傳算法的工具

D.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的工具

12.以下哪種類型的SoC測(cè)試方法主要用于檢測(cè)制造缺陷？（）

A.功能測(cè)試

B.策略測(cè)試

C.邊界掃描測(cè)試

D.內(nèi)存測(cè)試

13.以下哪種技術(shù)主要用于提高SoC的散熱性能？（）

A.增加封裝材料

B.減少芯片面積

C.采用熱管散熱

D.提高工作電壓

14.在SoC設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)因素可能導(dǎo)致信號(hào)串?dāng)_？（）

A.信號(hào)傳輸線間距較小

B.信號(hào)傳輸線長(zhǎng)度較長(zhǎng)

C.電源噪聲

D.環(huán)境溫度

15.以下哪種類型的SoC設(shè)計(jì)方法主要關(guān)注硬件和軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)？（）

A.自上而下設(shè)計(jì)

B.自下而上設(shè)計(jì)

C.平行設(shè)計(jì)

D.系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)

16.在SoC設(shè)計(jì)中，以下哪種技術(shù)主要用于降低電源噪聲？（）

A.電壓調(diào)整

B.電流調(diào)整

C.多電壓域設(shè)計(jì)

D.信號(hào)完整性分析

17.以下哪種類型的SoC設(shè)計(jì)方法主要用于提高設(shè)計(jì)復(fù)用性？（）

A.頂層設(shè)計(jì)

B.底層設(shè)計(jì)

C.模塊化設(shè)計(jì)

D.整體設(shè)計(jì)

18.在SoC設(shè)計(jì)中，以下哪種技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)傳輸？（）

A.差分信號(hào)傳輸

B.單端信號(hào)傳輸

C.共模信號(hào)傳輸

D.串行信號(hào)傳輸

19.以下哪種類型的SoC設(shè)計(jì)工具主要用于輔助設(shè)計(jì)人員完成設(shè)計(jì)規(guī)劃？（）

A.硬件描述語言編輯器

B.仿真器

C.布局布線工具

D.設(shè)計(jì)管理工具

20.以下哪種類型的SoC設(shè)計(jì)方法主要用于提高系統(tǒng)性能？（）

A.并行設(shè)計(jì)

B.串行設(shè)計(jì)

C.硬件加速設(shè)計(jì)

D.軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.SoC設(shè)計(jì)可以包含以下哪些類型的組件？（）

A.數(shù)字邏輯

B.模擬電路

C.微處理器核心

D.光學(xué)組件

2.以下哪些是SoC設(shè)計(jì)中的常見設(shè)計(jì)約束？（）

A.功耗約束

B.面積約束

C.信號(hào)完整性約束

D.成本約束

3.SoC設(shè)計(jì)中，哪些因素會(huì)影響時(shí)鐘樹的性能？（）

A.時(shí)鐘頻率

B.電源噪聲

C.線長(zhǎng)

D.線寬

4.以下哪些技術(shù)可以用于SoC的電源管理？（）

A.多電壓域設(shè)計(jì)

B.動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整

C.電源門控技術(shù)

D.線性穩(wěn)壓器

5.在SoC設(shè)計(jì)過程中，哪些步驟屬于前端設(shè)計(jì)？（）

A.邏輯合成

B.布局布線

C.仿真驗(yàn)證

D.設(shè)計(jì)規(guī)劃

6.以下哪些是SoC設(shè)計(jì)中使用的硬件描述語言？（）

A.VHDL

B.Verilog

C.SystemC

D.C++

7.SoC設(shè)計(jì)中的IP核可以提供以下哪些功能？（）

A.微處理器核心

B.內(nèi)存控制器

C.I/O接口

D.電源管理

8.以下哪些方法可以用于提高SoC設(shè)計(jì)的可測(cè)試性？（）

A.邊界掃描

B.內(nèi)建自測(cè)試

C.邏輯鎖定

D.JTAG接口

9.在SoC設(shè)計(jì)過程中，哪些因素會(huì)影響信號(hào)完整性？（）

A.信號(hào)速率

B.傳輸線阻抗

C.電源噪聲

D.環(huán)境溫度

10.以下哪些是SoC設(shè)計(jì)中的后端設(shè)計(jì)任務(wù)？（）

A.布局

B.布線

C.版圖

D.仿真

11.SoC設(shè)計(jì)中的ESD保護(hù)措施包括以下哪些？（）

A.電壓鉗位

B.電流限制

C.電容放電

D.電阻限流

12.以下哪些是SoC設(shè)計(jì)中常用的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)？（）

A.電壓調(diào)節(jié)

B.動(dòng)態(tài)頻率調(diào)整

C.多閾值電壓技術(shù)

D.睡眠模式

13.在SoC設(shè)計(jì)中，哪些因素可能導(dǎo)致電磁干擾？（）

A.信號(hào)速率

B.信號(hào)完整性

C.電源噪聲

D.環(huán)境濕度

14.以下哪些是SoC設(shè)計(jì)中使用的仿真類型？（）

A.功能仿真

B.時(shí)序仿真

C.功耗仿真

D.熱仿真

15.SoC設(shè)計(jì)中的并行設(shè)計(jì)方法可以包括以下哪些方面？（）

A.并行算法

B.并行硬件

C.并行軟件

D.并行加工

16.以下哪些技術(shù)可以用于提高SoC的加工良率？（）

A.設(shè)計(jì)規(guī)則檢查

B.可制造性設(shè)計(jì)

C.多閾值電壓技術(shù)

D.高級(jí)封裝技術(shù)

17.在SoC設(shè)計(jì)中，哪些工具可以用于設(shè)計(jì)分析？（）

A.邏輯分析儀

B.信號(hào)完整性分析工具

C.功耗分析工具

D.熱分析工具

18.以下哪些因素會(huì)影響SoC設(shè)計(jì)的良率？（）

A.設(shè)計(jì)復(fù)雜性

B.加工工藝

C.封裝技術(shù)

D.測(cè)試策略

19.SoC設(shè)計(jì)中的高級(jí)封裝技術(shù)包括以下哪些？（）

A.系統(tǒng)級(jí)封裝

B.三維封裝

C.多芯片模塊

D.塑封技術(shù)

20.以下哪些是SoC設(shè)計(jì)中使用的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)工具？（）

A.ESL工具

B.硬件/軟件協(xié)同設(shè)計(jì)工具

C.系統(tǒng)建模工具

D.虛擬原型設(shè)計(jì)工具

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.SoC的全稱是__________。

2.在SoC設(shè)計(jì)中，__________是描述硬件功能和行為的高級(jí)抽象。

3.SoC設(shè)計(jì)的核心是__________和__________的集成。

4.為了提高SoC的測(cè)試覆蓋率，通常會(huì)采用__________技術(shù)。

5.在SoC的布局布線過程中，__________是指將邏輯門放置到芯片上的過程。

6.SoC設(shè)計(jì)中的功耗主要分為__________和__________兩部分。

7.電壓調(diào)節(jié)技術(shù)中的DVFS指的是__________。

8.SoC設(shè)計(jì)中，__________是指設(shè)計(jì)中的所有信號(hào)都在預(yù)定的時(shí)鐘周期內(nèi)穩(wěn)定下來。

9.SoC的后端設(shè)計(jì)主要包括__________和__________兩個(gè)階段。

10.ESL設(shè)計(jì)是指__________的設(shè)計(jì)。

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫√，錯(cuò)誤的畫×）

1.SoC設(shè)計(jì)中的IP核可以隨意替換。（）

2.SoC設(shè)計(jì)中的前端設(shè)計(jì)主要關(guān)注電路的功能和行為。（√）

3.功耗在SoC設(shè)計(jì)中不是一個(gè)重要的考慮因素。（×）

4.SoC設(shè)計(jì)的所有步驟都可以使用自動(dòng)化工具完成。（×）

5.在SoC設(shè)計(jì)中，多電壓域設(shè)計(jì)可以顯著降低功耗。（√）

6.SoC設(shè)計(jì)中的仿真驗(yàn)證只需要在前端設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行一次即可。（×）

7.系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）是SoC設(shè)計(jì)的一種高級(jí)封裝技術(shù)。（√）

8.SoC設(shè)計(jì)中的邏輯合成和布局布線可以同時(shí)進(jìn)行。（×）

9.在SoC設(shè)計(jì)中，所有的IP核都必須是全新的設(shè)計(jì)。（×）

10.熱分析在SoC設(shè)計(jì)中不是一個(gè)重要的考慮因素。（×）

五、主觀題（本題共4小題，每題5分，共20分）

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述片上系統(tǒng)（SoC）的設(shè)計(jì)流程，并說明每個(gè)階段的主要任務(wù)。

2.描述SoC設(shè)計(jì)中功耗優(yōu)化的重要性，并列舉三種降低SoC功耗的方法。

3.解釋什么是IP核，以及在SoC設(shè)計(jì)中使用IP核的優(yōu)缺點(diǎn)。

4.在SoC設(shè)計(jì)中，為什么信號(hào)完整性分析至關(guān)重要？請(qǐng)列舉兩種常見的信號(hào)完整性問題及其可能的原因。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.A

2.D

3.B

4.C

5.C

6.B

7.D

8.A

9.A

10.B

11.C

12.C

13.C

14.A

15.D

16.C

17.C

18.A

19.D

20.C

二、多選題

1.ABC

2.ABCD

3.ABC

4.ABC

5.CD

6.ABC

7.ABCD

8.AB

9.ABC

10.ABC

11.ABCD

12.ABCD

13.ABC

14.ABC

15.ABC

16.ABC

17.ABCD

18.ABCD

19.ABC

20.ABCD

三、填空題

1.片上系統(tǒng)（SystemonChip）

2.ESL（ElectronicSystemLevel）

3.數(shù)字邏輯；模擬電路

4.邊界掃描（BoundaryScan）

5.布局（Placement）

6.靜態(tài)功耗；動(dòng)態(tài)功耗

7.動(dòng)態(tài)電壓和頻率調(diào)整（DynamicVoltageandFrequencyScaling）

8.時(shí)序收斂（TimingClosure）

9.布局（Layout）；布線（Routing）

10.電子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)（ElectronicSystemLevelDesign）

四、判斷題

1.×

2.√

3.×

4.×

5.√

6.×

7.√

8.×

9.×

10.×

五、主觀題（參考）

1.SoC設(shè)計(jì)流程包括需求分析、設(shè)計(jì)規(guī)劃、前端設(shè)計(jì)、后端