FPGA面試題目

1、FPGA面試題相關(guān)搜索: FPGA, 面試1：什么是同步邏輯和異步邏輯？（漢王）同步邏輯是時鐘之間有固定的因果關(guān)系。異步邏輯是各時鐘之間沒有固定的因果關(guān)系。 答案應(yīng)該與上面問題一致補(bǔ)充：同步時序邏輯電路的特點(diǎn)：各觸發(fā)器的時鐘端全部連接在一起，并接在系統(tǒng)時鐘端，只有當(dāng)時鐘脈沖到來時，電路的狀態(tài)才能改變。改變后的狀態(tài)將一直保持到下一個時鐘脈沖的到來，此時無論外部輸入 x 有無變化，狀態(tài)表中的每個狀態(tài)都是穩(wěn)定的。 異步時序邏輯電路的特點(diǎn)：電路中除可以使用帶時鐘的觸發(fā)器外，還可以使用不帶時鐘的觸發(fā)器和延遲元件作為存儲元件，電路中沒有統(tǒng)一的時鐘，電路狀態(tài)的改變由外部輸入的變化直接引起。2：同步電路和異步

2、電路的區(qū)別： 同步電路：存儲電路中所有觸發(fā)器的時鐘輸入端都接同一個時鐘脈沖源，因而所有觸發(fā)器的狀態(tài)的變化都與所加的時鐘脈沖信號同步。異步電路：電路沒有統(tǒng)一的時鐘，有些觸發(fā)器的時鐘輸入端與時鐘脈沖源相連，這有這些觸發(fā)器的狀態(tài)變化與時鐘脈沖同步，而其他的觸發(fā)器的狀態(tài)變化不與時鐘脈沖同步。3：時序設(shè)計的實質(zhì)： 電路設(shè)計的難點(diǎn)在時序設(shè)計，時序設(shè)計的實質(zhì)就是滿足每一個觸發(fā)器的建立/保持時間的而要求。4：建立時間與保持時間的概念？ 建立時間：觸發(fā)器在時鐘上升沿到來之前，其數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)必須保持不變的時間。 保持時間：觸發(fā)器在時鐘上升沿到來之后，其數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)必須保持不變的時間。不考慮時鐘的skew，

3、D2的建立時間不能大于（時鐘周期T - D1數(shù)據(jù)最遲到達(dá)時間T1max+T2max）；保持時間不能大于（D1數(shù)據(jù)最快到達(dá)時間T1min+T2min）；否則D2的數(shù)據(jù)將進(jìn)入亞穩(wěn)態(tài)并向后級電路傳播5：為什么觸發(fā)器要滿足建立時間和保持時間？因 為觸發(fā)器內(nèi)部數(shù)據(jù)的形成是需要一定的時間的，如果不滿足建立和保持時間，觸發(fā)器將進(jìn)入亞穩(wěn)態(tài)，進(jìn)入亞穩(wěn)態(tài)后觸發(fā)器的輸出將不穩(wěn)定，在0和1之間變化，這時 需要經(jīng)過一個恢復(fù)時間，其輸出才能穩(wěn)定，但穩(wěn)定后的值并不一定是你的輸入值。這就是為什么要用兩級觸發(fā)器來同步異步輸入信號。這樣做可以防止由于異步輸入 信號對于本級時鐘可能不滿足建立保持時間而使本級觸發(fā)器產(chǎn)生的亞穩(wěn)態(tài)傳播到

4、后面邏輯中，導(dǎo)致亞穩(wěn)態(tài)的傳播。（比較容易理解的方式）換個方式理解：需要建立時間是因為觸發(fā)器的D段像一個鎖存器在接受數(shù)據(jù)，為了穩(wěn)定的設(shè)置前級門的狀態(tài)需要一段穩(wěn)定時間；需要保持時間是因為在時鐘沿到來之后，觸發(fā)器要通過反饋來所存狀態(tài)，從后級門傳到前級門需要時間。6：什么是亞穩(wěn)態(tài)？為什么兩級觸發(fā)器可以防止亞穩(wěn)態(tài)傳播？ 這也是一個異步電路同步化的問題，具體的可以參考EDACN技術(shù)月刊20050401。亞 穩(wěn)態(tài)是指觸發(fā)器無法在某個規(guī)定的時間段內(nèi)到達(dá)一個可以確認(rèn)的狀態(tài)。使用兩級觸發(fā)器來使異步電路同步化的電路其實叫做“一步同位器”，他只能用來對一位異步 信號進(jìn)行同步。兩級觸發(fā)器可防止亞穩(wěn)態(tài)傳播的原理：假設(shè)第一

5、級觸發(fā)器的輸入不滿足其建立保持時間，它在第一個脈沖沿到來后輸出的數(shù)據(jù)就為亞穩(wěn)態(tài)，那么在下 一個脈沖沿到來之前，其輸出的亞穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)在一段恢復(fù)時間后必須穩(wěn)定下來，而且穩(wěn)定的數(shù)據(jù)必須滿足第二級觸發(fā)器的建立時間，如果都滿足了，在下一個脈沖沿到 來時，第二級觸發(fā)器將不會出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)，因為其輸入端的數(shù)據(jù)滿足其建立保持時間。同步器有效的條件：第一級觸發(fā)器進(jìn)入亞穩(wěn)態(tài)后的恢復(fù)時間 + 第二級觸發(fā)器的建立時間 < = 時鐘周期。更確切地說，輸入脈沖寬度必須大于同步時鐘周期與第一級觸發(fā)器所需的保持時間之和。最保險的脈沖寬度是兩倍同步時鐘周期。 所以，這樣的同步電路對于從較慢的時鐘域來的異步信號進(jìn)入較快的時鐘域比

6、較有效，對于進(jìn)入一個較慢的時鐘域，則沒有作用 。7：系統(tǒng)最高速度計算（最快時鐘頻率）和流水線設(shè)計思想： 同步電路的速度是指同步系統(tǒng)時鐘的速度，同步時鐘愈快，電路處理數(shù)據(jù)的時間間隔越短，電路在單位時間內(nèi)處理的數(shù)據(jù)量就愈大。假設(shè)Tco是觸發(fā)器的輸入數(shù)據(jù) 被時鐘打入到觸發(fā)器到數(shù)據(jù)到達(dá)觸發(fā)器輸出端的延時時間；Tdelay是組合邏輯的延時；Tsetup是觸發(fā)器的建立時間。假設(shè)數(shù)據(jù)已被時鐘打入D觸發(fā) 器，那么數(shù)據(jù)到達(dá)第一個觸發(fā)器的輸出端需要的延時時間是Tco，經(jīng)過組合邏輯的延時時間為Tdelay，然后到達(dá)第二個觸發(fā)器的端，要希望時鐘能在第 二個觸發(fā)器再次被穩(wěn)定地打入觸發(fā)器，則時鐘的延遲必須大于TcoTde

7、layTsetup，也就是說最小的時鐘周期Tmin =TcoTdelayTsetup，即最快的時鐘頻率Fmax =1/Tmin。FPGA開發(fā)軟件也是通過這種方法來計算系統(tǒng)最高運(yùn)行速度Fmax。因為Tco和Tsetup是由具體的器件工藝決定的，故設(shè)計電路時只 能改變組合邏輯的延遲時間Tdelay，所以說縮短觸發(fā)器間組合邏輯的延時時間是提高同步電路速度的關(guān)鍵所在。由于一般同步電路都大于一級鎖存，而要使電 路穩(wěn)定工作，時鐘周期必須滿足最大延時要求。故只有縮短最長延時路徑，才能提高電路的工作頻率?？梢詫⑤^大的組合邏輯分解為較小的N塊，通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄆ?均分配組合邏輯，然后在中間插入觸發(fā)器，并和原觸發(fā)器

8、使用相同的時鐘，就可以避免在兩個觸發(fā)器之間出現(xiàn)過大的延時，消除速度瓶頸，這樣可以提高電路的工作 頻率。這就是所謂"流水線"技術(shù)的基本設(shè)計思想，即原設(shè)計速度受限部分用一個時鐘周期實現(xiàn)，采用流水線技術(shù)插入觸發(fā)器后，可用N個時鐘周期實現(xiàn)，因此系統(tǒng) 的工作速度可以加快，吞吐量加大。注意，流水線設(shè)計會在原數(shù)據(jù)通路上加入延時，另外硬件面積也會稍有增加。8：時序約束的概念和基本策略？時序約束主要包括周期約束，偏移約束，靜態(tài)時序路徑約束三種。通過附加時序約束可以綜合布線工具調(diào)整映射和布局布線，是設(shè)計達(dá)到時序要求。附 加時序約束的一般策略是先附加全局約束，然后對快速和慢速例外路徑附加專門約束

9、。附加全局約束時，首先定義設(shè)計的所有時鐘，對各時鐘域內(nèi)的同步元件進(jìn)行分 組，對分組附加周期約束，然后對FPGA/CPLD輸入輸出PAD附加偏移約束、對全組合邏輯的PAD TO PAD路徑附加約束。附加專門約束時，首先約束分組之間的路徑，然后約束快、慢速例外路徑和多周期路徑，以及其他特殊路徑。9：附加約束的作用？ 作用：1：提高設(shè)計的工作頻率（減少了邏輯和布線延時）；2：獲得正確的時序分析報告；（靜態(tài)時序分析工具以約束作為判斷時序是否滿足設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)，因 此要求設(shè)計者正確輸入約束，以便靜態(tài)時序分析工具可以正確的輸出時序報告）3：指定FPGA/CPLD的電氣標(biāo)準(zhǔn)和引腳位置。10：FPGA設(shè)計工程

10、師努力的方向：SOPC， 高速串行I/O，低功耗，可靠性，可測試性和設(shè)計驗證流程的優(yōu)化等方面。隨著芯片工藝的提高，芯片容量、集成度都在增加，F(xiàn)PGA設(shè)計也朝著高速、高度集 成、低功耗、高可靠性、高可測、可驗證性發(fā)展。芯片可測、可驗證，正在成為復(fù)雜設(shè)計所必備的條件，盡量在上板之前查出bug，將發(fā)現(xiàn)bug的時間提前，這 也是一些公司花大力氣設(shè)計仿真平臺的原因。另外隨著單板功能的提高、成本的壓力，低功耗也逐漸進(jìn)入FPGA設(shè)計者的考慮范圍，完成相同的功能下，考慮如何 能夠使芯片的功耗最低，據(jù)說altera、xilinx都在根據(jù)自己的芯片特點(diǎn)整理如何降低功耗的文檔。高速串行IO的應(yīng)用，也豐富了FPGA的

11、應(yīng)用范 圍，象xilinx的v2pro中的高速鏈路也逐漸被應(yīng)用。 總之，學(xué)無止境，當(dāng)掌握一定概念、方法之后，就要開始考慮FPGA其它方面的問題了。11：對于多位的異步信號如何進(jìn)行同步？ 對以一位的異步信號可以使用“一位同步器進(jìn)行同步”，而對于多位的異步信號，可以采用如下方法：1：可以采用保持寄存器加握手信號的方法（多數(shù)據(jù)，控制， 地址）；2：特殊的具體應(yīng)用電路結(jié)構(gòu),根據(jù)應(yīng)用的不同而不同 ；3：異步FIFO。（最常用的緩存單元是DPRAM）12：FPGA和CPLD的區(qū)別？FPGA是可編程ASIC。 ASIC:專用集成電路，它是面向?qū)ｉT用途的電路，專門為一個用戶設(shè)計和制造的。根據(jù)一個用戶的特定要求

12、，能以低研制成本，短、交貨周期供貨的全定制，半定制集成電路。與門陣列等其它ASIC(ApplicaTIon Specific IC)相比，它們又具有設(shè)計開發(fā)周期短、設(shè)計制造成本低、開發(fā)工具先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無需測試、質(zhì)量穩(wěn)定以及可實時在線檢驗等優(yōu)點(diǎn)。 CPLD FPGA內(nèi)部結(jié)構(gòu) Productterm Lookup Table程序存儲 內(nèi)部EEPROM SRAM，外掛EEPROM資源類型 組合電路資源豐富 觸發(fā)器資源豐富集成度 低 高使用場合 完成控制邏輯 能完成比較復(fù)雜的算法速度 慢 快其他資源 PLL、RAM和乘法器等保密性 可加密 一般不能保密13：鎖存器（latch）和觸發(fā)器（flip-f

13、lop）區(qū)別？ 電平敏感的存儲期間稱為鎖存器?？煞譃楦唠娖芥i存器和低電平鎖存器，用于不同時鐘之間的信號同步。 有交叉耦合的門構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)的存儲原件稱為觸發(fā)器。分為上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)。可以認(rèn)為是兩個不同電平敏感的鎖存器串連而成。前一個鎖存器決定了觸發(fā)器的建立時間，后一個鎖存器則決定了保持時間。14：FPGA芯片內(nèi)有哪兩種存儲器資源？ FPGA芯片內(nèi)有兩種存儲器資源：一種叫block ram,另一種是由LUT配置成的內(nèi)部存儲器（也就是分布式ram）。Block ram由一定數(shù)量固定大小的存儲塊構(gòu)成的，使用BLOCK RAM資源不占用額外的邏輯資源，并且速度快。但是使用的時候消耗的BLOCK R

14、AM資源是其塊大小的整數(shù)倍。15：什么是時鐘抖動？ 時鐘抖動是指芯片的某一個給定點(diǎn)上時鐘周期發(fā)生暫時性變化，也就是說時鐘周期在不同的周期上可能加長或縮短。它是一個平均值為0的平均變量。16：FPGA設(shè)計中對時鐘的使用？（例如分頻等） FPGA芯片有固定的時鐘路由，這些路由能有減少時鐘抖動和偏差。需要對時鐘進(jìn)行相位移動或變頻的時候，一般不允許對時鐘進(jìn)行邏輯操作，這樣不僅會增加時 鐘的偏差和抖動，還會使時鐘帶上毛刺。一般的處理方法是采用FPGA芯片自帶的時鐘管理器如PLL,DLL或DCM，或者把邏輯轉(zhuǎn)換到觸發(fā)器的D輸入（這 些也是對時鐘邏輯操作的替代方案）。17：FPGA設(shè)計中如何實現(xiàn)同步時序電路

15、的延時？ 首先說說異步電路的延時實現(xiàn)：異步電路一半是通過加buffer、兩級與非門等（我還沒用過所以也不是很清楚），但這是不適合同步電路實現(xiàn)延時的。在同步 電路中，對于比較大的和特殊要求的延時，一半通過高速時鐘產(chǎn)生計數(shù)器，通過計數(shù)器來控制延時；對于比較小的延時，可以通過觸發(fā)器打一拍，不過這樣只能延遲 一個時鐘周期。18：FPGA中可以綜合實現(xiàn)為RAM/ROM/CAM的三種資源及其注意事項？ 三種資源：block ram;觸發(fā)器（FF），查找表（LUT）；注 意事項：1：在生成RAM等存儲單元時，應(yīng)該首選block ram 資源；其原因有二：第一：使用block ram等資源，可以節(jié)約更多的FF

16、和4-LUT等底層可編程單元。使用block ram可以說是“不用白不用”，是最大程度發(fā)揮器件效能，節(jié)約成本的一種體現(xiàn)；第二：block ram是一種可以配置的硬件結(jié)構(gòu)，其可靠性和速度與用LUT和register構(gòu)建的存儲器更有優(yōu)勢。2：弄清FPGA的硬件結(jié)構(gòu)，合理使用block ram資源；3：分析block ram容量，高效使用block ram資源；4：分布式ram資源（distribute ram）19：Xilinx中與全局時鐘資源和DLL相關(guān)的硬件原語： 常用的與全局時鐘資源相關(guān)的Xilinx器件原語包括：IBUFG,IBUFGDS,BUFG,BUFGP,BUFGCE,BUFGMUX

17、,BUFGDLL,DCM等。20：HDL語言的層次概念？ HDL語言是分層次的、類型的，最常用的層次概念有系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)級、功能模塊級，行為級，寄存器傳輸級和門級。21：查找表的原理與結(jié)構(gòu)？ 查找表（look-up-table）簡稱為LUT，LUT本質(zhì)上就是一個RAM。目前FPGA中多使用4輸入的LUT，所以每一個LUT可以看成一個有 4位地址線的16x1的RAM。 當(dāng)用戶通過原理圖或HDL語言描述了一個邏輯電路以后，PLD/FPGA開發(fā)軟件會自動計算邏輯電路的所有可能的結(jié)果，并把結(jié)果事先寫入RAM,這樣，每 輸入一個信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算就等于輸入一個地址進(jìn)行查表，找出地址對應(yīng)的內(nèi)容，然后輸出即可22

18、：ic設(shè)計前端到后端的流程和eda工具？ 設(shè)計前端也稱邏輯設(shè)計，后端設(shè)計也稱物理設(shè)計，兩者并沒有嚴(yán)格的界限，一般涉及到與工藝有關(guān)的設(shè)計就是后端設(shè)計。 1：規(guī)格制定：客戶向芯片設(shè)計公司提出設(shè)計要求。 2：詳細(xì)設(shè)計：芯片設(shè)計公司（Fabless）根據(jù)客戶提出的規(guī)格要求，拿出設(shè)計解決方案和具體實現(xiàn)架構(gòu)，劃分模塊功能。目前架構(gòu)的驗證一般基于 systemC語言，對價后模型的仿真可以使用systemC的仿真工具。例如：CoCentric和Visual Elite等。 3：HDL編碼：設(shè)計輸入工具：ultra ，visual VHDL等 4：仿真驗證：modelsim 5：邏輯綜合：synplify 6：

19、靜態(tài)時序分析：synopsys的Prime Time 7：形式驗證：Synopsys的Formality.23：寄生效應(yīng)在ic設(shè)計中怎樣加以克服和利用（這是我的理解，原題好像是說，ic設(shè)計過程中將寄生效應(yīng)的怎樣反饋影響設(shè)計師的設(shè)計方案）？24：用filp-flop和logic-gate設(shè)計一個1位加法器，輸入carryin和current-stage，輸出carryout和next-stage？process(sig_intel)begin case sig_intel is when "000" => carryout <= '0' next_

20、state <= '0' when "001" => carryout <= '1' next_state <= '0' when "010" => carryout <= '1' next_state <= '0' when "011" => carryout <= '0' next_state <= '1' when "100" =>

21、carryout <= '1' next_state <= '0' when "101" => carryout <= '0' next_state <= '1' when "110" => carryout <= '0' next_state <= '1' when "111" => carryout <= '1' next_state <= '1&

22、#39; when others => carryout <= 'X' next_state <= 'X' end case;end process;25：設(shè)計一個自動飲料售賣機(jī)，飲料10分錢，硬幣有5分和10分兩種，并考慮找零，1.畫出fsm（有限狀態(tài)機(jī)）2.用verilog編程，語法要符合fpga設(shè)計的要求3.設(shè)計工程中可使用的工具及設(shè)計大致過程？library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.

23、ALL;entity drink_auto_sale is port(clk: in std_logic; reset:in std_logic; sw101:in std_logic; sw102:in std_logic; buy : out std_logic; back: out std_logic);end drink_auto_sale;architecture Behavioral of drink_auto_sale istype state_type is(st0,st1);signal cs ,ns : state_type;beginprocess(clk,reset)b

24、egin if(reset = '1') then cs <= st0; elsif(clk'event and clk = '1') then cs <= ns; end if;end process;process(reset ,cs)begin case cs is when st0 => if( sw101 = '1') then ns <= st1; buy<= '0' back<= '0' elsif(sw102 = '1') then ns

25、<= st0; buy<= '1' back <= '0' else ns <= st0 ; buy <= '0' back <= '0' end if; when st1 => if(sw101 = '1') then ns <= st0; buy <= '1' back <= '0' elsif(sw102 = '1') then ns <= st0; buy <= '1' b

26、ack <= '1' end if; when others => ns <= st0; buy<= '0' back <= '0' end case;end process;end Behavioral;設(shè) 計過程：設(shè)定三個狀態(tài)：0分，5分；當(dāng)狀態(tài)為0分時，接收到5分信號脈沖后轉(zhuǎn)為5分；接收到10分信號脈沖時，轉(zhuǎn)到0分狀態(tài)，同時彈出飲料，不找零；狀態(tài) 為5分時，接受到5分信號，彈出飲料，不找零，返回0分狀態(tài)；當(dāng)接受到10分狀態(tài)時，彈出飲料，找零，并返回零分狀態(tài)。所用設(shè)計工具：ISE7.1，modelsim,synp

27、lify（不知道為什么上面的狀態(tài)機(jī)設(shè)計在synplify的RTL view中沒能看到狀態(tài)機(jī)流程圖，所以狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖就沒畫）。26：什么是"線與"邏輯,要實現(xiàn)它,在硬件特性上有什么具體要求? 線與邏輯是兩個輸出信號相連可以實現(xiàn)與的功能。在硬件上,要用oc門來實現(xiàn),由于不用 oc門可能使灌電流過大,而燒壞邏輯門. 同時在輸出端口應(yīng)加一個上拉電阻。Oc門就是集電極開路門。27：什么是競爭與冒險現(xiàn)象?怎樣判斷?如何消除? 在組合電路中，某一輸入變量經(jīng)過不同途徑傳輸后，到達(dá)電路中某一匯合點(diǎn)的時間有先有后，這種現(xiàn)象稱競爭；由于競爭而使電路輸出發(fā)生瞬時錯誤的現(xiàn)象叫做冒 險。（也就是由于競爭

28、產(chǎn)生的毛刺叫做冒險）。判斷方法：代數(shù)法（如果布爾式中有相反的信號則可能產(chǎn)生競爭和冒險現(xiàn)象）；卡諾圖：有兩個相切的卡諾圈并且相 切處沒有被其他卡諾圈包圍，就有可能出現(xiàn)競爭冒險；實驗法：示波器觀測；解決方法：1：加濾波電路，消除毛刺的影響；2：加選通信號，避開毛刺；3：增加冗余項消除邏輯冒險。28：你知道那些常用邏輯電平?TTL與COMS電平可以直接互連嗎？常用邏輯電平：TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL（Emitter Coupled Logic）、PECL（Pseudo/Positive Emitter Coupled Logic）、LVDS（Low Voltage Diffe

29、rential Signaling）、GTL（Gunning Transceiver Logic）、BTL（Backplane Transceiver Logic）、ETL（enhanced transceiver logic）、GTLP（Gunning Transceiver Logic Plus）；RS232、RS422、RS485（12V，5V，3.3V）；也有一種答案是：常用邏輯電平：12V，5V，3.3V。TTL和CMOS 不可以直接互連，由于TTL是在0.3-3.6V之間，而CMOS則是有在12V的有在5V的。CMOS輸出接到TTL是可以直接互連。TTL接到 CMOS需要在輸出端口

30、加一上拉電阻接到5V或者12V。cmos的高低電平分別為:Vih>=0.7VDD,Vil<=0.3VDD;Voh>=0.9VDD,Vol<=0.1VDD.ttl的為:Vih>=2.0v,Vil<=0.8v;Voh>=2.4v,Vol<=0.4v.用cmos可直接驅(qū)動ttl;加上拉電阻后,ttl可驅(qū)動cmos.1、當(dāng)TTL電路驅(qū)動COMS電路時，如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平（一般為3.5V），這時就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。2、OC門電路必須加上拉電阻，以提高輸出的搞電平值。3、為加大輸出引腳的

31、驅(qū)動能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。4、在COMS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗，提供泄荷通路。5、芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。6、提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。7、長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾，加上下拉電阻是電阻匹配，有效的抑制反射波干擾。上拉電阻阻值的選擇原則包括:1、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大；電阻大，電流小。2、從確保足夠的驅(qū)動電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠?。浑娮栊。娏鞔?。3、對于高速電路，過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考

32、慮以上三點(diǎn),通常在1k到10k之間選取。對下拉電阻也有類似道理。OC門電路必須加上拉電阻，以提高輸出的搞電平值。OC門電路要輸出“1”時才需要加上拉電阻不加根本就沒有高電平在有時我們用OC門作驅(qū)動（例如控制一個 LED）灌電流工作時就可以不加上拉電阻OC門可以實現(xiàn)“線與”運(yùn)算OC門就是 集電極 開路 輸出總之加上拉電阻能夠提高驅(qū)動能力。29：IC設(shè)計中同步復(fù)位與異步復(fù)位的區(qū)別？同步復(fù)位在時鐘沿采復(fù)位信號，完成復(fù)位動作。異步復(fù)位不管時鐘，只要復(fù)位信號滿足條件，就完成復(fù)位動作。異步復(fù)位對復(fù)位信號要求比較高，不能有毛刺，如果其與時鐘關(guān)系不確定，也可能出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)。30：MOORE 與 MEELEY狀態(tài)

33、機(jī)的特征？ Moore 狀態(tài)機(jī)的輸出僅與當(dāng)前狀態(tài)值有關(guān), 且只在時鐘邊沿到來時才會有狀態(tài)變化。 Mealy 狀態(tài)機(jī)的輸出不僅與當(dāng)前狀態(tài)值有關(guān), 而且與當(dāng)前輸入值有關(guān)。31：多時域設(shè)計中,如何處理信號跨時域？ 不同的時鐘域之間信號通信時需要進(jìn)行同步處理，這樣可以防止新時鐘域中第一級觸發(fā)器的亞穩(wěn)態(tài)信號對下級邏輯造成影響。信號跨時鐘域同步：當(dāng)單個信號跨時鐘 域時，可以采用兩級觸發(fā)器來同步；數(shù)據(jù)或地址總線跨時鐘域時可以采用異步fifo來實現(xiàn)時鐘同步；第三種方法就是采用握手信號。32：說說靜態(tài)、動態(tài)時序模擬的優(yōu)缺點(diǎn)？靜態(tài)時序分析是采用窮盡分析方法來提取出整個電路存在的所有時序路徑，計算信號在這些路徑上的

34、傳播延時，檢查信號的 建立和保持時間是否滿足時序要求，通過對最大路徑延時和最小路徑延時的分析，找出違背時序約束的錯誤。它不需要輸入向量就能窮盡所有的路徑，且運(yùn)行速度很 快、占用內(nèi)存較少，不僅可以對芯片設(shè)計進(jìn)行全面的時序功能檢查，而且還可利用時序分析的結(jié)果來優(yōu)化設(shè)計，因此靜態(tài)時序分析已經(jīng)越來越多地被用到數(shù)字集成電 路設(shè)計的驗證中。動態(tài)時序模擬就是通常的仿真，因為不可能產(chǎn)生完備的測試向量，覆蓋門級網(wǎng)表中的每一條路徑。因此在動態(tài)時序分析中，無法暴露一些路徑上可能存在的時序問題；33：一個四級的Mux,其中第二級信號為關(guān)鍵信號 如何改善timing.？ 關(guān)鍵：將第二級信號放到最后輸出一級輸出，同時注意

35、修改片選信號，保證其優(yōu)先級未被修改。（為什么？）34：給出一個門級的圖,又給了各個門的傳輸延時,問關(guān)鍵路徑是什么,還問給出輸入, 使得輸出依賴于關(guān)鍵路徑？35：為什么一個標(biāo)準(zhǔn)的倒相器中P管的寬長比要比N管的寬長比大? 和載流子有關(guān)，P管是空穴導(dǎo)電，N管是電子導(dǎo)電，電子的遷移率大于空穴，同樣的電場下，N管的電流大于P管，因此要增大P管的寬長比，使之對稱，這樣才能使得兩者上升時間下降時間相等、高低電平的噪聲容限一樣、充電放電的時間相等。36：用mos管搭出一個二輸入與非門？ <數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)>49頁37：畫出NOT,NAND,NOR的符號,真值表,還有transistor level

36、的電路？省略38：畫出CMOS的圖,畫出tow-to-one mux gate.(威盛VIA 2003.11.06 上海筆試試題) ？39：用一個二選一mux和一個inv實現(xiàn)異或？其中:B連接的是地址輸入端A和A非連接的是數(shù)據(jù)選擇端,F對應(yīng)的的是輸出端,使能端固定接地置零(沒有畫出來).40：畫出CMOS電路的晶體管級電路圖,實現(xiàn)Y=A*B+C(D+E).(仕蘭微電子)？41：用與非門等設(shè)計全加法器？（華為） 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)57頁。 ； .42：A,B,C,D,E進(jìn)行投票,多數(shù)服從少數(shù),輸出是F(也就是如果A,B,C,D,E中1的個數(shù)比0 多,那么F輸出為1,否則F為0),用與非門實現(xiàn),輸入

37、數(shù)目沒有限制？ F= ABC + ABD + ABE +ACD + ACE+ ADE + BCD + BCE + CDE + BDE43：畫出一種CMOS的D鎖存器的電路圖和版圖？44：LATCH和DFF的概念和區(qū)別？45：latch與register的區(qū)別,為什么現(xiàn)在多用register.行為級描述中l(wèi)atch如何產(chǎn)生的？ latch是電平觸發(fā)，register是邊沿觸發(fā)，register在同一時鐘邊沿觸發(fā)下動作，符合同步電路的設(shè)計思想，而latch則屬于異步電路設(shè)計，往往會導(dǎo)致時序分析困難，不適當(dāng)?shù)膽?yīng)用latch則會大量浪費(fèi)芯片資源。46：用D觸發(fā)器做個二分頻的電路？畫出邏輯電路？libr

38、ary IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity two_de_fre is port(clk: in std_logic; reset:in std_logic; clk_out: out std_logic) ;end two_de_fre;architecture Behavioral of two_de_fre issignal sig_clk: std_logic;beginprocess(clk)begin if(reset

39、 = '1') then sig_clk <= '0' elsif(clk'event and clk = '1') then sig_clk <= not sig_clk; end if;end process;clk_out <= sig_clk; end Behavioral;顯示工程設(shè)計中一般不采用這樣的方式來設(shè)計，二分頻一般通過DCM來實現(xiàn)。通過DCM得到的分頻信號沒有相位差。47：什么是狀態(tài)圖？ 狀態(tài)圖是以幾何圖形的方式來描述時序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律以及輸出與輸入的關(guān)系。48：用你熟悉的設(shè)計方式設(shè)計一個可預(yù)

40、置初值的7進(jìn)制循環(huán)計數(shù)器,15進(jìn)制的呢？library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity seven_counter is port(reset:in std_logic; clk: in std_logic; counter_out std_logic_vector(2 downto 0);end seven_counter;architecture Behavioral of seven_counter issignal s

41、ig_counter : std_logic_vector(2 downto 0);beginprocess(reset,clk)begin if(reset = '1') then sig_count <= "101" ; -初值為5 elsif(clk'event and clk = '1') then sig_count <= sig_count + 1; end if;end process;counter_out <= sig_counter; end Behavioral;15進(jìn)制計數(shù)器設(shè)計只需將coun

42、ter_out和sig_counter改為4位就行;49：你所知道的可編程邏輯器件有哪些？ PAL,PLD,CPLD,FPGA50：用VERILOG或VHDL寫一段代碼,實現(xiàn)消除一個glitch？將傳輸過來的信號經(jīng)過兩級觸發(fā)器就可以消除毛刺。（這是我自己采用的方式：這種方式消除毛刺是需要滿足一定條件的，并不能保證一定可以消除）51：sram,falsh memory,及dram的區(qū)別?sram：靜態(tài)隨機(jī)存儲器，存取速度快，但容量小，掉電后數(shù)據(jù)會丟失，不像DRAM 需要不停的REFRESH，制造成本較高，通常用來作為快取(CACHE) 記憶體使用flash：閃存，存取速度慢，容量大，掉電后數(shù)據(jù)不

43、會丟失dram：動態(tài)隨機(jī)存儲器，必須不斷的重新的加強(qiáng)(REFRESHED) 電位差量，否則電位差將降低至無法有足夠的能量表現(xiàn)每一個記憶單位處于何種狀態(tài)。價格比sram便宜，但訪問速度較慢，耗電量較大，常用作計算機(jī)的內(nèi)存使用。52：有四種復(fù)用方式，頻分多路復(fù)用，寫出另外三種？ 四種復(fù)用方式：頻分多路復(fù)用（FDMA），時分多路復(fù)用（TDMA），碼分多路復(fù)用（CDMA），波分多路復(fù)用（WDM）53：ASIC設(shè)計流程中什么時候修正Setup time violation 和Hold time violation?如何修正？見前面的建立時間和保持時間54：給出一個組合邏輯電路，要求分析邏輯功能。 所謂組

44、合邏輯電路的分析，就是找出給定邏輯電路輸出和輸入之間的關(guān)系，并指出電路的邏輯功能。 分析過程一般按下列步驟進(jìn)行：1：根據(jù)給定的邏輯電路，從輸入端開始，逐級推導(dǎo)出輸出端的邏輯函數(shù)表達(dá)式。2：根據(jù)輸出函數(shù)表達(dá)式列出真值表；3：用文字概括處電路的邏輯功能；55：如何防止亞穩(wěn)態(tài)？1 降低系統(tǒng)時鐘頻率2 用反應(yīng)更快的FF3 引入同步機(jī)制，防止亞穩(wěn)態(tài)傳播（可以采用前面說的加兩級觸發(fā)器）。4 改善時鐘質(zhì)量，用邊沿變化快速的時鐘信號56：基爾霍夫定理的內(nèi)容基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律：電流定律：在集總電路中，任何時刻，對任一節(jié)點(diǎn)，所有流出節(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于零。電壓定律：在集總電路中，任何時刻，

45、沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。57：描述反饋電路的概念，列舉他們的應(yīng)用。反饋，就是在電路系統(tǒng)中，把輸出回路中的電量輸入到輸入回路中去。反饋的類型有：電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流并聯(lián)負(fù)反饋。負(fù)反饋的優(yōu)點(diǎn)：降低放大器的增益靈敏度，改變輸入電阻和輸出電阻，改善放大器的線性和非線性失真，有效地擴(kuò)展放大器的通頻帶，自動調(diào)節(jié)作用。電壓負(fù)反饋的特點(diǎn)：電路的輸出電壓趨向于維持恒定。電流負(fù)反饋的特點(diǎn)：電路的輸出電流趨向于維持恒定。58：有源濾波器和無源濾波器的區(qū)別無源濾波器：這種電路主要有無源元件R、L和C組成有源濾波器：集成運(yùn)放和R、C組成，具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)

46、點(diǎn)。集成運(yùn)放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，輸出電阻小，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。但集成運(yùn)放帶寬有限，所以目前的有源濾波電路的工作頻率難以做得很高。59：什么叫做OTP片、掩膜片，兩者的區(qū)別何在？OTP means one time program，一次性編程MTP means multi time program，多次性編程OTP（One Time Program）是MCU的一種存儲器類型MCU按其存儲器類型可分為MASK(掩模)ROM、OTP(一次性可編程)ROM、FLASHROM等類型。MASKROM的MCU價格便宜，但程序在出廠時已經(jīng)固化，適合程序固定不變的應(yīng)用

47、場合；FALSHROM的MCU程序可以反復(fù)擦寫，靈活性很強(qiáng)，但價格較高，適合對價格不敏感的應(yīng)用場合或做開發(fā)用途；OTP ROM的MCU價格介于前兩者之間，同時又擁有一次性可編程能力，適合既要求一定靈活性，又要求低成本的應(yīng)用場合，尤其是功能不斷翻新、需要迅速量產(chǎn)的電子產(chǎn)品。60、單片機(jī)上電后沒有運(yùn)轉(zhuǎn)，首先要檢查什么？首先應(yīng)該確認(rèn)電源電壓是否正常。用電壓表測量接地引腳跟電源引腳之間的電壓，看是否是電源電壓，例如常用的5V。接下來就是檢查復(fù)位引腳電壓是否正常。分別測量按下復(fù)位按鈕和放開復(fù)位按鈕的電壓值，看是否正確。然后再檢查晶振是否起振了，一般用示波器來看晶振引腳的波形，注意應(yīng)該使用示波器探頭的“X10”檔。另一個辦法是 測量復(fù)位狀態(tài)下的IO口電平，按住復(fù)位鍵不放，然后測量IO口（沒接外部上拉的P0口除外）的電壓，看是否是高電平，如果不是高電平，則多半是因為晶振沒 有起振。另外還要注意的地方是，如果使用片內(nèi)ROM的話（大部分情況下如此，現(xiàn)在已經(jīng)很少有用外部擴(kuò)ROM的了），一定要將 EA引腳拉高，否則會出現(xiàn)程序亂跑的情況。有時用仿真器可以，而燒入片子不行，往往是因為EA引腳沒拉高的緣故（當(dāng)然，晶振沒起振也是原因只一）。經(jīng)過上 面幾點(diǎn)的檢查，一般即可排除故障