2023年,IC行业人才竞争尤为激烈。为了更好的获取到面试的经验,不妨先来了解一下IC面试常见的问题,以及面试该准备的相关事项吧~
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。
同步时序逻辑电路的特点:各触发器的时钟端全部连接在一起,并接在系统时钟端,只有当时钟脉冲到来时,电路的状态才能改变。改变后的状态将一直保持到下一个时钟脉冲的到来,此时无论外部输入 x 有无变化,状态表中的每个状态都是稳定的。
异步时序逻辑电路的特点:电路中除可以使用带时钟的触发器外,还可以使用不带时钟的触发器和延迟元件作为存储元件,电路中没有统一的时钟,电路状态的改变由外部输入的变化直接引起。
同步电路:存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源,因而所有触发器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。
异步电路:电路没有统一的时钟,有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连,只有这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步,而其他的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。
时序设计的实质就是满足每一个触发器的建立/保持时间的要求。
对以一位的异步信号可以使用“一位同步器进行同步”(使用两级触发器),而对于多位的异步信号,可以采用如下方法:
1:可以采用保持寄存器加握手信号的方法(多数据,控制,地址);
2:特殊的具体应用电路结构,根据应用的不同而不同;
3:异步 FIFO。(最常用的缓存单元是 DPRAM)
电平敏感的存储器件称为锁存器。可分为高电平锁存器和低电平锁存器,用于不同时钟之间的信号同步。有交叉耦合的门构成的双稳态的存储原件称为触发器。
分为上升沿触发和下降沿触发。可以认为是两个不同电平敏感的锁存器串连而成。前一个锁存器决定了触发器的建立时间,后一个锁存器则决定了保持时间。
FPGA 芯片内有两种存储器资源:一种叫 BLOCK RAM,另一种是由 LUT 配置成的内部存储器(也就是分布式 RAM)。
BLOCK RAM 由一定数量固定大小的存储块构成的,使用 BLOCK RAM 资源不占用额外的逻辑资源,并且速度快。但是使用的时候消耗的 BLOCK RAM 资源是其块大小的整数倍。
时钟抖动是指芯片的某一个给定点上时钟周期发生暂时性变化,也就是说时钟周期在不同的周期上可能加长或缩短。它是一个平均值为 0 的平均变量。
FPGA 芯片有固定的时钟路由,这些路由能有减少时钟抖动和偏差。需要对时钟进行相位移动或变频的时候,一般不允许对时钟进行逻辑操作,这样不仅会增加时钟的偏差和抖动,还会使时钟带上毛刺。一般的处理方法是采用 FPGA 芯片自带的时钟管理器如 PLL,DLL 或 DCM,或者把逻辑转换到触发器的 D 输入(这些也是对时钟逻辑操作的替代方案)。
首先说说异步电路的延时实现:异步电路一半是通过加 buffer、两级与非门等来实现延时(我还没用过所以也不是很清楚),但这是不适合同步电路实现延时的。在同步电路中,对于比较大的和特殊要求的延时,一半通过高速时钟产生计数器,通过计数器来控制延时;对于比较小的延时,可以通过触发器打一拍,不过这样只能延迟一个时钟周期。
三种资源:BLOCK RAM,触发器(FF),查找表(LUT);注意事项:
1:在生成 RAM 等存储单元时,应该首选 BLOCK RAM 资源;
其原因有二:第一:使用 BLOCK RAM 等资源,可以节约更多的 FF 和 4-LUT 等底层可编程单元。使用BLOCK RAM 可以说是“不用白不用”,是最大程度发挥器件效能,节约成本的一种体现;
第二:BLOCK RAM 是一种可以配置的硬件结构,其可靠性和速度与用LUT 和 REGISTER 构建的存储器更有优势。
2:弄清 FPGA 的硬件结构,合理使用 BLOCK RAM 资源;
3:分析 BLOCK RAM 容量,高效使用 BLOCK RAM 资源;
4:分布式 RAM 资源(DISTRIBUTE RAM)
设计前端也称逻辑设计,后端设计也称物理设计,两者并没有严格的界限,一般涉及到与工艺有关的设计就是后端设计。
1:规格制定:客户向芯片设计公司提出设计要求。
2:详细设计:芯片设计公司(Fabless)根据客户提出的规格要求,拿出设计解决方案和具体实现架构,划分模块功能。目前架构的验证一般基于 systemC 语言,对价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 编码:设计输入工具:ultra ,visual VHDL 等
4:仿真验证:modelsim5:逻辑综合:synplify6:静态时序分析:synopsys 的 Prime Time7:形式验证:Synopsys 的 Formality.
所谓寄生效应就是那些溜进你的 PCB 并在电路中大施破坏、令人头痛、原因不明的小故障。它们就是渗入高速电路中隐藏的寄生电容和寄生电感。其中包括由封装引脚和印制线过长形成的寄生电感;焊盘到地、焊盘到电源平面和焊盘到印制线之间形成的寄生电容;通孔之间的相互影响,以及许多其它可能的寄生效应。
理想状态下,导线是没有电阻,电容和电感的。而在实际中,导线用到了金属铜,它有一定的电阻率,如果导线足够长,积累的电阻也相当可观。两条平行的导线,如 果互相之间有电压差异,就相当于形成了一个平行板电容器(你想象一下)。
通电的导线周围会形成磁场(特别是电流变化时),磁场会产生感生电场,会对电子的移动产生影响,可以说每条实际的导线包括元器件的管脚都会产生感生电动势,这也就是寄生电感。在直流或者低频情况下,这种寄生效应看不太出来。而在交流特别是高频交流条件下,影响就非常巨大了。
根据复阻抗公式,电容、电感会在交流情况下会对电流的移动产生巨大阻碍,也就可以折算成阻抗。这种寄生效应很难克服,也难摸到。只能通过优化线路,尽量使用管脚短的 SMT 元器件来减少其影响,要完全消除是不可能的。
这里就建议简历上的表述尽量客观化、专业化,多使用数字和专业术语,尤其是在介绍负责的技术内容的时候要用数字和术语说明。尽量把重点内容放在简历前面。
把简历准备好之后,可以准备一份自我介绍:内容与简历基本保持一致,口语化表达,重点还是要更侧重项目。
最后专门做一个文档,把项目里面的设计思路和技术细节都写清楚,把系统框图和架构图都做好,有空多读几次,多画几次,因为即便是自己亲自做过的东西,如果不熟悉的话,面试的时候就会出现磕巴,不顺畅。
一般而言,专业面试里遇到的问题有两类,一种是专业基础知识,就是这个领域的人多多少少都应该知道的内容,比如ASIC设计的全流程是怎样的;低功耗方法;跨时钟域信号处理;时序分析等等。
另一种则是专用领域知识,这部分内容来自于公司部门的业务方向,或者学生的项目/实习/竞赛经历,比如有的人对AMBA总线很熟;有的人做数字信号处理很强;有的人对计算机体系结构很了解等等。
参与了一个什么样的项目(是一个SoC设计或者是图像处理算法FPGA实现?有几个人一起做?);承担了哪方面的工作(某个IP的RTL设计/验证?);取得了怎样的成果(完成了某个功能?做出了面积或速度上的优化?)。
如果没有项目怎么办?那就做个设计,包装成实验室项目。
如果项目太多怎么办?着重说最难那个,含金量最高那个。
没错,项目跟项目是不一样的,不是所有项目都能起到面试加分的作用。
目前大多数高校学生都很难接触到流片项目,很大原因还是流片太贵,周期太长,像是西电、成电、南科大这类学校才搞得起。
学校里能做的更多还是FPGA项目,这也就造成了很多科班学生毕业之后先做了FPGA的岗位,做了不久就想着往前端设计转了。
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这里放个口:IC笔面试题目