FPGA面试关键知识点：同步异步逻辑、线与及建立保持时间

"FPGA面试附答案 fpga开发.pdf" 在FPGA面试中，了解和掌握基本的数字逻辑设计原理是至关重要的。以下是针对面试中提到的一些关键知识点的详细解释： 1. 同步电路与异步电路的区别： - **同步电路**：同步电路的所有操作都是在统一的时钟信号控制下进行的。这意味着电路内部的各个部分在同一时钟边沿（上升沿或下降沿）更新状态。这种设计确保了数据在时钟周期内的稳定传输，降低了数据竞争和冒险的风险。典型的同步电路元件包括D触发器和寄存器，它们在时钟脉冲的上升沿或下降沿捕获输入数据。 - **异步电路**：异步电路没有统一的时钟，状态变化的时刻不确定，这可能导致信号间的延迟差异。它们通常用于地址译码器、FIFO或RAM的读写控制等场合，其输出不受时钟直接影响。异步电路的优点包括无时钟偏移问题、低功耗、平均性能而非最差性能以及模块化和可复用性。 2. **同步逻辑与异步逻辑**： - 同步逻辑是指电路中的各个部分都遵循同一个时钟信号，存在固定的因果关系，确保操作的同步进行。 - 异步逻辑则不依赖单一全局时钟，而是通过启动和完成信号来协调不同部分的操作。它允许子系统独立工作，增加了设计的灵活性和适应性。 3. **线与逻辑**： - 线与逻辑是一种逻辑操作，其中两个或多个输出信号并联连接，实现逻辑与（AND）功能。在硬件实现时，通常使用OC门（漏极或集电极开路门），因为这种门允许电流通过多个源头流出，而不会造成过大的灌电流导致损坏。为了确保正常工作，线与门的输出端通常需要附加一个上拉电阻。 4. **Setup和Holdup时间**： - **Setup时间**：这是指在时钟边缘到来之前，数据必须在输入端保持稳定的时间。它确保数据在时钟触发之前已经稳定，从而可以被正确地捕获。 - **Holdup时间**：相对而言，Holdup时间是指在时钟边缘之后，数据必须保持稳定的时间，以防止时钟抖动或其他延迟导致数据丢失或错误。 理解和掌握这些基本概念对于FPGA开发至关重要，因为在实际设计中，需要考虑到信号传输的延迟、时序约束、功耗优化以及系统同步与异步交互等问题。在面试中能够深入理解并解释这些概念，将展示出你扎实的理论基础和实践经验。