FPGA工程师面试试题集锦：同步电路、逻辑设计及时序分析

FPGA工程师面试试题锦集 以下是对FPGA工程师面试试题锦集的知识点总结： 1. 同步电路和异步电路的区别： 同步电路是指时钟之间有固定的因果关系的电路，而异步电路是指各时钟之间没有固定的因果关系的电路。在FPGA设计中，同步电路通常使用时钟信号来控制逻辑门的开关，而异步电路则使用异步信号来控制逻辑门的开关。 2. 同步逻辑和异步逻辑： 同步逻辑是指时钟之间有固定的因果关系的逻辑电路，而异步逻辑是指各时钟之间没有固定的因果关系的逻辑电路。在FPGA设计中，同步逻辑通常使用时钟信号来控制逻辑门的开关，而异步逻辑则使用异步信号来控制逻辑门的开关。 3. 线与逻辑： 线与逻辑是指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. Setup和Holdup时间： Setup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。Holdup时间是指触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据稳定不变的时间。如果不满足Setup和Holdup时间，那么数据同样不能被打入触发器。 5. Setup和Holdup时间的定义和变化： Setup时间是指在时钟边沿前，数据信号需要保持不变的时间。Holdup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Setup和Holdup时间，那么DFF将不能正确地采样到数据，将会出现metastability的情况。 6. 竞争和冒险： 竞争是指在组合逻辑中，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的现象。冒险是指产生毛刺的现象。如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。解决方法包括添加布尔式的消去项和在关键路径上添加寄存器等。 7. Setup和Holdup时间的重要性： Setup和Holdup时间是FPGA设计中非常重要的概念，因为它们直接影响了数据的采样和存储。如果不满足Setup和Holdup时间，那么数据同样不能被打入触发器，会导致系统的不稳定性。 8. 数字逻辑中的竞争和冒险： 数字逻辑中的竞争和冒险是指在组合逻辑中，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的现象。解决方法包括添加布尔式的消去项和在关键路径上添加寄存器等。 9. FPGA设计中的时钟信号： 时钟信号是FPGA设计中的关键组件，它控制了逻辑门的开关和数据的采样。如果时钟信号不稳定或有噪声，那么会导致系统的不稳定性。