原创 FPGA工程师面试试题01

2 什么是竞争与冒险现象？怎样判断？如何消除？

3  用D触发器实现2倍分频的逻辑电路？ .......

4  什么是"线与"逻辑，要实现它，在硬件特性上有什么具体要求？

5  什么是同步逻辑和异步逻辑？

6  请画出微机接口电路中，典型的输入设备与微机接口逻辑示意图（数据接口、控制接口、所存器/缓冲器）。

7  你知道那些常用逻辑电平？TTL与COMS电平可以直接互连吗？

8 可编程逻辑器件在现代电子设计中越来越重要，请问：你所知道的可编程逻辑器件有哪些？

9  试用VHDL或VERILOG、ABLE描述8位D触发器逻辑。

10  设想你将设计完成一个电子电路方案。请简述用EDA软件（如PROTEL）进行设计（包
括原理图和PCB图）到调试出样机的整个过程。在各环节应注意哪些问题？

11 用逻辑门和cmos电路实现ab+cd

12 用一个二选一mux和一个inv实现异或

13 给了reg的setup,hold时间，求中间组合逻辑的delay范围。

14 如何解决亚稳态

15 用verilog/vhdl写一个fifo控制器

16 用verilog/vddl检测stream中的特定字符串

17 用mos管搭出一个二输入与非门。

18 集成电路前段设计流程，写出相关的工具。

19 名词IRQ,BIOS,USB,VHDL,SDR

20  unix 命令cp -r, rm,uname

21 用波形表示D触发器的功能

22 写异步D触发器的verilog module

23  What is PC Chipset?

24 用传输门和反向器搭一个边沿触发器

25 画状态机，接受1，2，5分钱的卖报机，每份报纸5分钱

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答案

1 什么是Setup 和Holdup时间？
建立时间(Setup Time)和保持时间（Hold time）。建立时间是指在时钟边沿前，数据信号需要保持不变的时间。保持时间是指时钟跳变边沿后数据信号需要保持不变的时间。见图1。
如果不满足建立和保持时间的话，那么DFF将不能正确地采样到数据，将会出现metastability的情况。
如果数据信号在时钟沿触发前后持续的时间均超过建立和保持时间，那么超过量就分别被称为建立时间裕量和保持时间裕量。

图1 建立时间和保持时间示意图

2什么是竞争与冒险现象？怎样判断？如何消除？
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叫竞争。
产生毛刺叫冒险。
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：一是添加布尔式的消去项，二是在芯片外部加电容。
3  用D触发器实现2倍分频的逻辑电路？
Verilog描述：
 module divide2( clk , clk_o, reset);
   input     clk , reset;
   output   clk_o;
   wire in;
reg out ;
   always @ ( posedge clk or posedge reset)
     if ( reset)
       out <= 0;
         else
           out <= in;
       assign in = ~out;
       assign clk_o = out;
     endmodule
 
图形描述：

4  什么是"线与"逻辑，要实现它，在硬件特性上有什么具体要求？
  线与逻辑是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。
5  什么是同步逻辑和异步逻辑？
  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。
6  请画出微机接口电路中，典型的输入设备与微机接口逻辑示意图（数据接口、控制接口、所存器/缓冲器）。
7  你知道那些常用逻辑电平？TTL与COMS电平可以直接互连吗？
  12，5，3.3
TTL和CMOS不可以直接互连，由于TTL是在0.3-3.6V之间，而CMOS则是有在12V的有在5V的。CMOS输出接到TTL是可以直接互连。TTL接到CMOS需要在输出端口加一上拉电阻接到5V或者12V。
8 可编程逻辑器件在现代电子设计中越来越重要，请问：你所知道的可编程逻辑器件有哪些？
PAL，PLD，CPLD，FPGA。
9  试用VHDL或VERILOG、ABLE描述8位D触发器逻辑。
module dff8(clk , reset, d, q);
 input        clk;
 input        reset;
 input  [7:0] d;
 output [7:0] q;
 reg   [7:0] q;
always @ (posedge clk or posedge reset)
   if(reset)
     q <= 0;
   else
     q <= d;
endmodule
10  设想你将设计完成一个电子电路方案。请简述用EDA软件（如PROTEL）进行设计（包
括原理图和PCB图）到调试出样机的整个过程。在各环节应注意哪些问题？
  电源的稳定上，电容的选取上，以及布局的大小。
11 用逻辑门和cmos电路实现ab+cd

12 用一个二选一mux和一个inv实现异或
13 给了reg的setup,hold时间，求中间组合逻辑的delay范围。
Delay < period - setup - hold
14 如何解决亚稳态
亚稳态是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。当一个触发器进入亚稳态时，既无法预测该单元的输出电平，也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上。在这个稳定期间，触发器输出一些中间级电平，或者可能处于振荡状态，并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去。

15 用verilog/vhdl写一个fifo控制器
包括空，满，半满信号。
16 用verilog/vddl检测stream中的特定字符串
分状态用状态机写。
17 用mos管搭出一个二输入与非门。
18 集成电路前段设计流程，写出相关的工具。
19 名词IRQ,BIOS,USB,VHDL,SDR
IRQ:   Interrupt ReQuest
BIOS:  Basic Input Output System
USB:  Universal Serial Bus
VHDL: VHIC Hardware Description Language
SDR:  Single Data Rate
20  unix 命令cp -r, rm,uname
21 用波形表示D触发器的功能
22 写异步D触发器的verilog module
module dff8(clk , reset, d, q);
 input        clk;
 input        reset;
 input   d;
 output  q;
 reg q;
always @ (posedge clk or posedge reset)
   if(reset)
     q <= 0;
   else
     q <= d;
endmodule
23  What is PC Chipset?
芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，按照在主板上的排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC（键盘控制器）、RTC（实时时钟控制器）、USB（通用串行总线）、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI（高级能源管理）等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥（Host Bridge）。
　　除了最通用的南北桥结构外，目前芯片组正向更高级的加速集线架构发展，Intel的8xx系列芯片组就是这类芯片组的代表，它将一些子系统如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片，能够提供比PCI总线宽一倍的带宽，达到了266MB/s。
24 用传输门和反向器搭一个边沿触发器
25 画状态机，接受1，2，5分钱的卖报机，每份报纸5分钱