FPGA工程师笔面试-整理背诵版

组合逻辑

• 什么是竞争与冒险，如何消除？（百度即可）
  竞争：组合逻辑电路中，同一信号经过多条路径到达某一汇合点（输出端）时有先有后的现象叫竞争（输入信号有先有后）
  冒险：由于竞争而引起电路输出信号中出现了非预期信号，产生瞬间错误的现象称为冒险（输出信号发生错误）
  识别：如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象
  解决办法：
  1.修改逻辑表达式，加上冗余项或乘上冗余因子
  2.时序逻辑采样，仅在时钟边沿采样
  3.在芯片外部并联电容消除窄脉冲（输出端接几百微法滤波电容）

时序逻辑

• 同步逻辑和异步逻辑的区别
  同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系；异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系
• 同步电路和异步电路的区别
  同步电路有统一的时钟源，异步电路没有；从同一个PLL（PLL的输入即为时钟源）中分频或倍频的时钟驱动的电路是同步电路
• 同步复位和异步复位的区别
  复位信号独立产生作用即异步复位（posedge clk or negedge rst_n）;复位信号受时钟控制，时钟边沿触发有效为同步复位（posedge clk）rst_n信号在代码主体
• D触发器和latch的区别
  D触发器是时钟边沿敏感的，latch是脉冲电平敏感的
• 什么是建立时间和保持时间
  触发器在时钟上升沿到来之前数据输入必须保持不变（稳定）的最小时间（Tsetup/Tsu）；触发器在时钟上升沿到来之后数据输入必须保持不变（稳定）的最小时间(Thold/Th)
• 什么是亚稳态，产生的原因，如何消除
  亚稳态是指触发器无法在规定时间达到一个可确认的状态；
  产生原因：不满足触发器的建立时间和保持时间
  跨时钟域解决办法：针对单比特信号（慢时钟域到快）采用两级触发器级联（同步器），针对多比特信号采用异步FIFO缓存（跨时钟域还可以通过握手协议）
  亚稳态解决办法：降低系统时钟频率；用反应更快的FF；引入同步机制，防止亚稳态传播；改善时钟质量，用边沿变化快速的时钟信号
  有公司如何消除的答案是前者，大家的题库里是第二种，待求证
  推荐阅读1：博客园-FPGA中亚稳态-屋檐下的龙卷风
  推荐阅读2：链接3/5相关文章
• 静态时序分析
  建立余量为正
  Tcycle(+T5（时钟网络延迟）未求证，图来自牛客网)>Tco＋Tdata＋Tsetup
  保持余量为正
  Tco＋Tdata>Thold
  
  1.扩展阅读博客园-FPGA静态时序/IO口时序-屋檐下的龙卷风
  （备注：Tclk为clk2旁边的一个整时钟周期；公式2存疑；board delay即pcb走线延迟，时钟偏移(skew)为Tclk2-Tclk1，这两个时钟取最大还是最小值是由altera官方公式决定的，取决于需要计算最大延迟还是最小延迟）（结论偏Tco）
  2.静态分析基础-李锐博恩（这篇文章是从Tdata的角度分析slack的，和上一个链接用的Tpcb相似，位置比较深所以我贴出来吧）（结论偏Tdata）
  3.资料夹里面有更多的文文，这里主要应对笔面试，所以贴两个图看着清楚的
• 系统最快时钟频率
  Tmin =Tco＋Tdata＋Tsetup-Tskew（取倒即可）
  Tskew=T2-T1
• 时钟偏移和时钟抖动的概念和区别
  时钟偏移（clock skew）:指同一时钟源到两个不同寄存器的时钟端的时间差值（原因是不同路径的布线长度不同）
  时钟抖动（clock jitter）：相对于理想时钟沿存在的不随时间累积，时而超前时而滞后的偏移（和晶振/PLL内部电路有关，即和时钟发生器的自身，噪声等有关，和布线无关）

数字集成

其他文字题

• FPGA设计开发流程（+开发工具，示例vivado流程）

1. RTL设计 （linux用Gvim,还有一个emac，这两个不清楚。我用的notepad++）
2. 功能仿真（也叫行为仿真）（modelsim,vcs,nc-verilog）
3. 综合映射(designcompile也叫dc)
4. 综合后仿真（也叫后仿，还没有玩过）
5. 布局布线
6. 时序收敛(时序分析的工具：primetime（PT）PT，TimeQuest分析器）
7. 下载，板级调试（ISE中的signal tap,vivado中的hardware manager）

• FPGA内部结构（也可叫做芯片架构）
  1.可编程输入输出单元IOB
  2.可配置逻辑块CLB（SLICEL和SLICEM）
  3.时钟管理模块(PLL和MMCM)和时钟资源
  4.嵌入式BlockRAM（BRAM）（包括FIFO和RAMB）
  5.布线资源
  6.内嵌的底层功能单元（DSP）
  7.内嵌的专用硬件模块（ARM Cortex-A9）
  推荐阅读链接3/5
  更多内容：详细版本
• FPGA和CPLD的区别
  新浪微博-常见数字IC设计、FPGA工程师面试题-独自等待
• HDL语言的层次概念
  系统级，算法级，RTL级，门级，开关级
• 你知道那些常用逻辑电平?TTL与COMS电平可以直接互连吗
  常用逻辑电平:12V,5V,3.3V
  不可以直接互连，CMOS可以驱动TTL，TTL不可以驱动CMOS（解决办法是在TTL输出端口加上上拉电阻（拉高电平的作用））
  备注：TTL逻辑输出1的电平范围为：2.7-5V，CMOS输入逻辑1的规定电平范围为3.5-5V，因此当TTL输出2.7V接到CMOS时会违反规定

大题

• 编程题
• D触发器
  八位D触发器
  带有异步清0、异步置1的D触发器，同步复位、置位D触发器（扬智电子）
• 状态机
  序列检测*****的状态图并描述
• 计数器
  十进制计数器的verilog描述
  奇偶分频器的设计
• 四位的全加器（仕兰微电子）
• 格雷码，bcd码，bin码转换
• 给出下列电路的真值表（逻辑门的电路符号和真值表）
• 根据所给电路，补全输出波形（考点：时序）
• FIFO最小深度计算

资料夹

1.专栏-FPGA学习总结-B_AKING
2.博客园专栏-基础知识及设计技巧总结-没落骑士（参考其中笔面试不定时更新篇）
3.专栏-IC/FPGA笔试面试基础知识-李锐博恩 (这个专栏里知识点比较详细)
4.专栏-求职/工作-ascend（主要是面试，很久以前了）
5.专栏-数字IC笔试面试必考-新芯时代
6.博客园专栏-FPGA-肉娃娃
7.博客园个人主页-NingHeChuan这个博主变成微信公众号主阵地了好像，反正我没有怎么看公众号，虽然关注了，捂脸
（备注：对于很小部分的内容有源版权不一致的感觉，心里要有数，代码本来就是copy泛滥的区域，一级一级的传播容易丢失原版权，会的人也会变多，认知范围内做到学习与尊重版权就够了）