真题解密丨第二弹!北大软微集成电路工程真题深度解读!

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真题解密丨第二弹!北大软微集成电路工程真题深度解读!

2024-07-12 18:25| 来源: 网络整理| 查看: 265

所有准备考研的同学都知道,真题练习是备考的关键一环。如果不能对真题有所了解和深度解读,就像箭矢没有方向,高楼没有基础一样,只是在做无用功;而多数考生做真题少则囫囵吞枣地草草了事,多则机械重复地做上两到三遍便以为大功告成,其实这样使用真题的方法是不得要领的。

考研尤其是竞争激烈的名校,专业课试卷本身的绝对难度高,命题人的偏好、命题趋势和动向也不好把握,对于考生来说自我总结分析也是比较棘手的。

小苏希望用我们的力量解决大家现今的困境,通过对真题的研究和反复解读,在考前为大家打磨出了北大软微“真题解密”系列,详解软微近年考情,统计历年真题考频考点,深度解析命题特点、考察方向和重难点,通过历年真题情况给予大家真题命题的分析和预测,解锁高分密码!

考前软微电子信息专业相关方向我们都会为大家深度解读真题,请持续关注公众号动态,每篇“真题解读”文章都经过反复雕琢和打磨,历时甚久,短暂半月,长则1月,精心之作,希望可以帮助大家!

今天我们就针对北大软微集成电路历年真题做一次深度分析,并在分析的基础上“预测”一下软微的命题趋势,希望对大家带来必要的帮助。

考情分析

2021年9月,官方将原集成电路、电子通信和集成电路实验班三个方向合称为“集成电路工程”。

考题简介

本篇考情分析基于2007~2021北大软微集成电路工程(集成电路、电子通信)真题。

1.参考教材

2021年9月北大软微官网公布了集成电路工程的参考教材:《电子技术基础(数字部分)》,康华光著,第六版。

配套的官方课后习题参考答案为《电子技术基础(数字部分)学习辅导与习题解答》。

2.试卷结构简介

(1)形式:全部为解答题和计算题,不考选择填空。

(2)题量:7~10,近几年题量一般在10道左右。

(3)难度:

第一基础部分:对课本知识的考察和与课后习题相关类似的基础题目,分值约占130分左右,考查同学们的基础知识。

第二难题部分:每年必有一道比较苦难的题目,分值一般为15~20分。这道题让同学们无从下手,很难从教材的基础知识直接获得解题思路,属于拉开同学差距的题目。

(4)常考题目类型

概念解释题:分值约为10~15分,主要来源是课后思考题和每章小结。

逻辑代数化简题:一般有两小问,分值一般为15分,考查第二章逻辑代数化简法的应用,主要知识点为第二章的逻辑代数恒等式。

CMOS门电路题:有两种形式,给定表达式要求画图,考的较多;给门电路图,要求写出表达式,考的较少。此类题分值一般为15分,考查第三章基本CMOS门电路的一般设计结构。

典型组合电路设计题:一般为两道,一共约有35~40分。考查第四章经典组合逻辑电路的结构以及扩展,例如译码器、数据选择器、数据比较器、加法器等。

触发器题:多次考到,一般为15分。考查第五章三种触发器结构,是课本知识的直接复现,属于必拿满分的送分题。

一般的同步时序电路设计题:此类题一般为1道,一般为20分。给定逻辑要求,让同学们利用一般的同步时序电路设计方法设计出来,例如计数器、序列检测器等。

同步时序电路的分析题:此类题一般有一道,约15分。给定一个逻辑图,让同学们写出其激励方程和输出方程、状态表、逻辑功能。此类题属于比拿满分的送分题。

典型时序逻辑电路题:约15分,考查第六章比较重要的典型时序逻辑电路,例如双向移位寄存器、74161等,都是课本知识的再现,属于必拿满分的送分题。

最后一道难题:约15~20分,不属于常考题型,而且出题来源多种多样。同学们呢看到题目后往往无从下手。

考频统计

近年的分章节考点分布:

精题讲解

1.常考题型:概念解释题

2020考研真题第1题:

解释D触发器的建立时间

格雷码的特性和应用场景

门电路的传输延迟时间

解释噪声容限

同学们通过这个例子可以看出,第一题考到的概念解释全部来自课本的知识点,而且多数来自课后思考题。因此同学们在复习过程中一定要注重对课本概念的记忆,尤其是课后思考题的答案。

2.常考题型:CMOS画图

2020考研真题第2题:

参考答案:

解析:CMOS电路的一般结构画法在参考教材中并未提及,同学们可以从最基础的与非门、或非门寻找其中的规律和技巧。与非门的结构是:源端与地相连的2个NMOS管串联,源端与VDD相连的2个PMOS管并联;或非门的结构是:源端与地相连的2个NMOS管并联,源端与VDD的2个NMOS管串联。而且可以发现,通过这种架构画出来的电路表达式具有反相特性,即输出表达式自带非号。那么就可以总结规律:表达式里两个变量的“与”对应下面NMOS管的串联和上面PMOS的并联;表达式里两个变量的“或”对应下面NMOS管的并联和上面PMOS管的串联。、

上面说的是两个变量,进一步,可以抽象为两个整体的结构以及整体内部的MOS管结构也是这样。那么我们就能画出这道题的CMOS电路图,也可以拿参考答案验证该方法。

3.常考题型:典型组合逻辑电路设计

3线—8线译码器、数据选择器、数据比较器、全加器是考到次数比较多的知识点。

例如2019年第7题,考到数值比较器

可参照教材第四章数值比较器部分,此题属于必拿满分的基础题

参考答案:

根据表达式,即可画出对应的逻辑图。该题是第四章考题的代表性题目,第四章的考察形式主要就是课本知识的简单改编和课本知识的直接搬用,所以同学们在复习第四章的时候一定牢牢地以课本知识为主,不要盲目地去找课外习题。

4.常考题型:序列检测器

2020考研真题最后一道大题:

设计一个序列编码检测器,检测序列“01110”输入两个数字信号 D0、D1,且序列信号不重叠。

(1)阐述电路设计思想。(2)完成电路设计。

我们知道1位的序列检测器的做法是,把要检测的序列和输入的1位信号不断比照,设立不同的状态,得到状态转换真值表,进而得到激励方程组和输出方程组,画出逻辑图。

那么2位的序列检测器的思路和1位的最大的不同,就是一次输入两位会导致已输入的序列和目标序列对比起来变得更复杂。这道题有两种解法,下面我来介绍其中一种常规思路的做法。

不妨假定一个初始状态a,a代表没有一个与目标序列相关的数位;状态b代表接收到目标序列的“0”;状态c代表接收到目标序列的“01”;状态d代表接收到的目标序列的“011”;状态e代表接收到目标序列的“0111”;状态f代表接收到目标序列的“01110”。定义两个输入变量A和B。

我们分析每个状态在不同输入AB的次态,来得到原始状态图。

初始状态a接收到00/10,会得到目标序列的“0”,次态是状态b;a接收到01,会得到目标序列的“01”,次态是c;a接收到11,没有得到目标序列的任何一位,次态仍是a。

状态b代表接收到目标序列的“0”,在b的基础上,接收到00或10,实际上仍是只得到目标序列的“0”,因此次态仍是b;b接收到01,总共接收到001,接收到的有效序列是01,于是次态是c;b接收到11,总共接收到的有效目标序列是011,次态是d

状态c表示接收到目标序列的“01”。在此基础上,c接收到00或者10时,总共得到0100或0110,那么与目标序列相关的有效序列只有“0”,那么次态是b;c接收到01时,总共得到0101,那么有效序列只有“01”,那么次态仍是c;c接收到11,总共得到0111,那么有效序列是0111,那么次态便是e。

状态e和f以此类推,分析在不同输入的情况下的次态,便得到了原始状态图:

根据此状态图,便可以得到原始状态表,将原始状态表进行状态化简,得到状态表。

状态分配:a000,b001,c010,d011,e100

选择D触发器实现,Q2Q1Q0。

下面就是最关键的一步,根据状态转换真值表进行卡诺图化简。最大的问题是如果直接进行卡诺图化简,需要处理五变量的卡诺图,而我们通常最多处理四变量卡诺图,而且又不能使用EDA工具辅助计算。怎么办?

这里我介绍我的一个小Tips,可以先根据AB的四种组合分开化简,例如D2的五变量卡诺图根据AB的00、01、10、11拆成四个三变量卡诺图,然后得到四个Q2Q1Q0的表达式,然后再“与”上各自的AB最小项,最后用代数化简法,就可以得到D2的激励方程组。其他变量与此同理。最后根据激励方程组就能得到逻辑图。

命题趋势和应对策略

2007~2021年真题把握整体框架,近5年真题把握命题趋势:整体的难易题目占比仍然是130分基础题+20分一道难题。也就是说,只要认真复习参考教材上的知识点,认真记忆重点电路,在不压分的情况下,同学们就能拿到130分。而这130分当然也不是那么容易,不仅要求你牢牢掌握高频考点章节,例如第3、4、6章,还要求同学们要熟悉低频考点章节,例如第5、7章。

更多的是,通过近5年的真题,我们可以发现,冷门章节考到的次数越来越多,而且是同学们在复习过程中很难注意并且下功夫的知识点。2021考研真题考到了OD门的上拉电阻范围的计算,该问分值10分,知识点其实只是书上的两个简单公式,但是如果你复习没注意到这个知识点,那么这10分白白丢掉!2021考研真题还首次考到第十一章ASM图和Verilog语言,这两项加起来大概15分,如果没复习到,结果就是白白丢掉15分。

刚才说的这两个考点,通过前几年真题是很难预测到的,因此同学们要全面复习!不要心存侥幸,2021考研的学长学姐的血泪教训!

目前还未正式考过的还有第九章和第十章,因此同学们,无论你是即将上战场的2022考生,还是正在规划考研的2023考生,我希望你们能在空闲时间看一下第九章和第十章的主要内容。

本期北大软微集成电路真题分析的内容到这里就结束啦!有任何疑问大家都可以在评论区留言哦,小苏都会为大家一一解答哒!

下一期大家想看哪个专业的真题分析呀?可以在评论区积极留言,小苏会选取大家留言最多的专业优先推送哒,赶紧留言刷屏走一波!



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