FPGA面试题

1、什么是“线与逻辑”,在硬件特性上有什么具体要求?

线与逻辑是两个输出端(包括两个以上)直接互连可以实现“与”逻辑的功能;

在硬件上,可以使用集电极开路门(OC门)、漏极开路门(OD门)、三态输出门(TSL)来实现,用OC门实现线与,应在输出端口加一个上拉电阻(外接电阻的选择有一定的限制,会影响工作速度);

三态门(TS门)主要应用于多个门输出共享数据总线,为避免多个门输出同时占用数据总线,这些门的使能信号(EN)中只允许有一个为有效电平(如高电平),由于三态门的输出是推拉式的低阻输出,且不需接上拉(负载)电阻,所以开关速度比OC门快,常用三态门作为输出缓冲器。

2、利用MOS管实现二输入与非门?

n个输入端的与非门必须有n个NMOS管串联n个PMOS管并联

FPGA面试题_第1张图片

n个输入端的或非门必须有n个NMOS管并联n个PMOS管串联

FPGA面试题_第2张图片

3、什么是竞争与冒险?怎样判断?如何消除?

(1)、在进行组合逻辑电路的分析与设计的时候,如果不考虑逻辑门的延迟时间对电路产生的影响,就认为电路的输入与输出均处于稳定的逻辑电平。

实际上,信号经过逻辑门电路都需要一定的时间,由于不同路径上门的级数不同,信号经过不同路径传输的时间不同,或者门的级数相同,而各个门延迟时间的差异,也会造成传输时间的不同,因此,电路在信号电平变化瞬间,可能与稳态下的逻辑功能不一致,产生错误输出,这种现象就是电路中的竞争-冒险

竞争:组合电路中,某一输入变量经过不同途径传输后,到达电路中某一汇合点的时间有先有后,这种现象称为竞争。

冒险:由竞争而可能产生输出干扰脉冲的现象称为冒险。

(2)、判断法

  • 代数法

如果逻辑表达式中出现有相反的信号,可能会出现竞争-冒险现象。例如:F=(A+B)(\bar{A}+C),在B=C=0时,F=\bar{A}A

  • 卡诺图法

有两个相切的卡诺圈,并且相切处没有其他卡诺圈包围,可能会出现竞争-冒险现象。

(3)、消除法

  • 加滤波电路,消除毛刺的影响
  • 加选通信号,避开毛刺
  • 增加冗余项,消除逻辑冒险

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