硬件工程师面试试题：EDA技术与数字电路核心概念解析

"本资源是一份关于EDA技术的硬件工程师面试试题集，主要涉及数字电路方面的知识，包括同步电路与异步电路的区别、同步逻辑与异步逻辑的定义、线与逻辑的实现、Setup和Holdup时间的概念及其重要性、解决建立时间和保持时间违规的方法、竞争与冒险现象的解析及消除策略。这些问题旨在考察硬件工程师对于数字电路设计和时序分析的基础知识掌握程度。" 1. 同步电路和异步电路：同步电路是所有组件都由同一个时钟信号驱动，确保所有操作在同一时钟周期内完成。异步电路则没有统一的时钟，各组件根据各自的信号进行操作，可能存在时序上的不确定性。 2. 同步逻辑与异步逻辑：同步逻辑中，所有逻辑门的操作严格遵循一个公共的时钟信号，各个时钟域之间的关系固定。异步逻辑则不受单一全局时钟控制，信号传递和处理基于信号的上升沿或下降沿，可能导致数据传输的不确定性。 3. 线与逻辑：线与逻辑是逻辑运算的一种，表示两个输出信号并联连接，可以实现逻辑与功能。在实际硬件实现时，通常使用OC（集电极开路）门，并且需要在输出端添加上拉电阻以防止过大的灌电流。 4. Setup和Holdup时间：Setup时间是指在时钟触发器之前，数据信号必须稳定在一个有效状态至少的时间；Holdup时间则是指时钟触发后，数据信号需要保持稳定的时间。这两个参数确保数据在时钟边沿处能被正确采样。 5. Setup和Holdtime违规：当数据信号未能在时钟上升沿前满足Setup时间或者在上升沿后不能满足Holdup时间，就会发生违规，导致数据无法正确采样，可能引发 metastability（亚稳态）问题。 6. 竞争与冒险现象：在组合逻辑电路中，由于不同路径的延迟，导致多个信号同时到达逻辑门，形成竞争。如果竞争导致短暂的输出不稳定，即毛刺，称为冒险。消除方法包括增加布尔表达式的消去项（如德摩根化）以及在外部添加滤波电容或使用同步化技术。 这些面试题目全面覆盖了数字电路设计的关键概念，对于硬件工程师来说，理解和掌握这些知识点是设计和分析数字系统的基础。通过解答这些问题，面试者可以展示其对时序分析、逻辑设计和故障排查的理解深度。