FPGA面试必备：同步异步逻辑解析及笔试重点

"FPGA面试题集，包含数字IC和FPGA开发的相关问题" 这篇内容主要汇总了一些关于FPGA和数字集成电路面试中常见的技术问题，尤其是关于同步逻辑和异步逻辑、时序设计等方面的知识点。 1. **同步逻辑与异步逻辑**： - 同步逻辑是指电路中的所有时序元件（如触发器）共享同一个时钟信号，它们的状态变化严格遵循时钟的节奏。这样的设计使得电路的行为更加稳定和可预测。 - 异步逻辑则不依赖于单一的全局时钟，各个组件可能有各自独立的时钟或者不使用时钟，状态的改变由输入信号的直接变化驱动。这可能导致复杂性和不确定性增加。 2. **同步电路与异步电路的区别**： - 同步电路的所有触发器都由同一个时钟信号控制，确保所有操作在同一时钟周期内完成，提高了电路的一致性和可预测性。 - 异步电路中，不同触发器可能有不同的时钟源，它们的状态变化可能不同时发生，增加了设计的复杂度和潜在的错误来源。 3. **时序设计的实质**： - 时序设计是FPGA设计中的关键环节，它主要关注如何确保每个触发器在正确的时间接收正确的数据，以满足建立时间和保持时间的要求，避免触发器进入亚稳态。 4. **建立时间与保持时间**： - 建立时间是指在时钟边缘到来前，数据输入必须保持稳定的时间长度，以保证触发器能够正确捕捉输入信号。 - 保持时间则是指在时钟边缘后，数据输入必须保持不变的时间，以防止在触发器处理数据的过程中发生错误。 5. **建立时间和保持时间的重要性**： - 不满足这两个时间要求可能导致触发器进入亚稳态，即输出处于不稳定状态，可能会在0和1之间随机跳变。这种状态需要一定时间才能恢复，而且恢复后的值可能与原始输入不一致，从而影响整个系统的功能。 6. **亚稳态的解决**： - 为了避免亚稳态的传播，通常会使用两级触发器结构，确保异步输入信号经过第一级触发器的转换后，在第二级触发器之前达到稳定，以满足下一级的建立和保持时间要求。 这些知识点在FPGA和数字IC的面试中至关重要，理解并掌握它们是成为一名合格的数字IC或FPGA开发者的基础。通过深入学习和实践，可以进一步提升设计能力和解决实际问题的能力。在准备面试时，求职者应当对这些问题有深入的理解，并能够应用到实际设计场景中。