FPGA常见笔试题

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1、FPGA设计一个很重要的设计是时序设计，而时序设计的实质就是满足每一个触发器的建立(Setup)/保持(Hold)时间的要求。建立时间(SetupTime)：是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前，数据稳定不变的时间，如果建立时间不够，数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器；保持时间(HoldTime)：是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据稳定不变的时间，如果保持时间不够，数据同样不能被打入触发器。FPGA设计分为同步电路设计和同步电路设计，然而很多异步电路设计都可以转化为同步电路设计，在设计时尽量采用同步电路进行设计。对于同步电路可以转化的逻辑必须转化，不能

2、转化的逻辑，应将异步的部分减到最小，而其前后级仍然应该采用同步设计。为了让同步电路可靠地运行，就要对时钟偏差进行控制，以使时钟偏差减小到可用的范围。影响时钟偏差的主要有以下几个因素：用于连接时钟树的连线钟树的拓扑结构时钟的驱动时钟线的负载时钟的上升及下降时间在通常的FPGA设计中对时钟偏差的控制主要有以下几种方法：控制时钟信号尽量走可编程器件的的全局时钟网络。在可编程器件中一般都有专门的时钟驱动器及全局时钟网络，不同种类、型号的可编程器件，它们中的全局时钟网络数量不同，因此要根据不同的设计需要选择含有合适数量全局时钟网络的可编程器件。一般来说，走全局时

3、钟网络的时钟信号到各使用端的延时小，时钟偏差很小，基本可以忽略不计。若设计中时钟信号数量很多，无法让所有的信号都走全局时钟网络，那么可以通过在设计中加约束的方法，控制不能走全局时钟网络的时钟信号的时钟偏差。异步接口时序裕度要足够大。局部同步电路之间接口都可以看成是异步接口，比较典型的是设计中的高低频电路接口、I/O接口，那么接口电路中后一级触发器的建立-保持时间要满足要求，时序裕度要足够大。在系统时钟大于30MHz时，设计难度有所加大，建议采用流水线等设计方法。采用流水线处理方式可以达到提高时序电路的速度，但使用的器件资源也成倍增加。要保证电路设计的理论最

4、高工作频率大于电路的实际工作频率。FPGA工程师面试试题001、同步电路和异步电路的区别是什么?(仕兰微电子)2、什么是同步逻辑和异步逻辑?(汉王笔试)同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系.异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系.3、什么是"线与"逻辑,要实现它,在硬件特性上有什么具体要求?(汉王笔试)线与逻辑是两个输出信号相连可以实现与的功能.在硬件上,要用oc门来实现,由于不用oc门可能使灌电流过大,而烧坏逻辑门.同时在输出端口应加一个上拉电阻.4、什么是Setup和Holdup时间?(汉王笔试)5、setup和holdup时间,区别.(南山之桥)6、解释set

5、uptime和holdtime的定义和在时钟信号延迟时的变化.(未知)7、解释setup和holdtimeviolation,画图说明,并说明解决办法.(威盛VIA2003.11.06上海笔试试题)Setup/holdtime是测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求.建立时间是指触发器的时钟信号上升沿到来以前,数据稳定不变的时间.输入信号应提前时钟上升沿(如上升沿有效)T时间到达芯片,这个T就是建立时间-Setuptime.如不满足setuptime,这个数据就不能被这一时钟打入触发器,只有在下一个时钟上升沿,数据才能被打入触发器.保持时间是指触发器的时钟信号

6、上升沿到来以后,数据稳定不变的时间.如果holdtime不够,数据同样不能被打入触发器.建立时间(SetupTime)和保持时间(Holdtime).建立时间是指在时钟边沿前,数据信号需要保持不变的时间.保持时间是指时钟跳变边沿后数据信号需要保持不变的时间.如果不满足建立和保持时间的话,那么DFF将不能正确地采样到数据,将会出现metastability的情况.如果数据信号在时钟沿触发前后持续的时间均超过建立和保持时间,那么超过量就分别被称为建立时间裕量和保持时间裕量.8、说说对数字逻辑中的竞争和冒险的理解,并举例说明竞争和冒险怎样消除.(仕兰微电子)9、什么是竞

7、争与冒险现象?怎样判断?如何消除?(汉王笔试)在组合逻辑中,由于门的输入信号通路中经过了不同的延时,导致到达该门的时间不一致叫竞争.产生毛刺叫冒险.如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象.解决方法:一是添加布尔式的消去项,二是在芯片外部加电容.10、你知道那些常用逻辑电平?TTL与COMS电平可以直接互连吗?(汉王笔试)常用逻辑电平:12V,5V,3.3V;TTL和CMOS不可以直接互连,由于TTL是在0.3-3.6V之间,而CMOS则是有在12V的有在5V的.CMOS输出接到TTL是可以直接互连.TTL接到CMOS需要在输出端口加一上拉电阻接到5V或者

8、12V.1