2019 FPGA面试精华:同步异步逻辑、线与设计与SETUP/HOLD时间解析
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更新于2024-08-11
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2019年的FPGA面试题涵盖了多个核心概念和技术,旨在考察应聘者的FPGA开发理解和实践经验。面试问题涉及以下几个关键知识点:
1. 同步电路与异步电路的区别:同步电路的特点在于所有逻辑元件都由同一个时钟源驱动,信号之间的因果关系是确定的,而异步电路中,各个逻辑单元独立工作,没有统一的时钟约束,可能导致时序问题。
2. 同步逻辑与异步逻辑:同步逻辑强调信号的时钟关联性,数据必须在时钟信号上升沿之前稳定,而在时钟下降沿后保持稳定;异步逻辑则允许数据独立于时钟输入,但需要确保数据的正确捕获。
3. 线与逻辑及其硬件实现:线与逻辑是指多个输入信号通过逻辑门组合实现逻辑与功能。在硬件设计中,通常使用OC门(集电极开路门)来避免因过多灌电流可能损坏逻辑门,同时在输出端添加上拉电阻以提供稳定的逻辑状态。
4. Setup时间和Holdup时间:这两个术语描述了FPGA内部时序特性,用来保证数据可靠地进入触发器。Setup时间是数据稳定到达之前必须等待的时钟边沿时间,Holdup时间是数据保持稳定以便被时钟捕获的时间。违反这些时间可能导致数据丢失或错误。
5. Setuptime和Holdtime的解释及变化:当输入信号和时钟信号之间的时间关系不满足设定的阈值,就会发生Setuptime或Holdtime violation,解决方法包括优化设计、增加缓冲等。
6. 竞争和冒险现象:在数字逻辑设计中,竞争发生在多个路径到同一门电路的信号同时到达,冒险则是输出信号在时钟跳变期间不稳定。判断方法是检查布尔表达式和信号路径,消除竞争和冒险的方法包括添加消去项(逻辑简化)和外部加电容(延迟)。
7. 逻辑电平类型:面试者还可能询问关于TTL(Transistor-Transistor Logic,双极型晶体管逻辑)和CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互补金属氧化物半导体)这两种常见逻辑电平的了解,它们有不同的电压范围和功耗特性。
这些面试题目全面检验了应聘者的FPGA基础理论知识、时序分析能力以及实际应用技巧,对于准备从事FPGA开发工作的求职者来说,理解和掌握这些知识点至关重要。
2015-03-22 上传
2022-04-22 上传
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2022-04-21 上传
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