1、什么是Setup 和Holdup時(shí)間？
答：Setup/hold time 是測試芯片對(duì)輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)之間的時(shí)間要求。

建立時(shí)間是指觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來以前，數(shù)據(jù)穩(wěn)定不變的時(shí)間。輸入信號(hào)應(yīng)提前時(shí)鐘上升沿（如上升沿有效）T時(shí)間到達(dá)芯片，這個(gè)T就是建立時(shí)間-Setup time。如不滿足setup time，這個(gè)數(shù)據(jù)就不能被這一時(shí)鐘打入觸發(fā)器，只有在下一個(gè)時(shí)鐘上升沿，數(shù)據(jù)才能被打入觸發(fā)器。

保持時(shí)間是指觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來以后，數(shù)據(jù)穩(wěn)定不變的時(shí)間。如果holdtime不夠，數(shù)據(jù)同樣不能被打入觸發(fā)器。

2、什么是競爭與冒險(xiǎn)現(xiàn)象？解決辦法？
答：在組合邏輯中，由于門的輸入信號(hào)通路中經(jīng)過了不同的延時(shí)，導(dǎo)致到達(dá)該門的時(shí)間不一致叫競爭。產(chǎn)生毛刺叫冒險(xiǎn)。如果布爾式中有相反的信號(hào)則可能產(chǎn)生競爭和冒險(xiǎn)現(xiàn)象。
解決方法：一是添加布爾式的消去項(xiàng)，二是在芯片外部加電容。三加選通信號(hào)。用D觸發(fā)器，格雷碼計(jì)數(shù)器，同步電路等優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案可以消除。

3、如何解決亞穩(wěn)態(tài)？Metastability
答：亞穩(wěn)態(tài)是指觸發(fā)器無法在某個(gè)規(guī)定時(shí)間段內(nèi)達(dá)到一個(gè)可確認(rèn)的狀態(tài)。當(dāng)一個(gè)觸發(fā)器進(jìn)入亞穩(wěn)態(tài)時(shí)，既無法預(yù)測該單元的輸出電平，也無法預(yù)測何時(shí)輸出才能穩(wěn)定在某個(gè)正確的電平上。在這個(gè)穩(wěn)定期間，觸發(fā)器輸出一些中間級(jí)電平，或者可能處于振蕩狀態(tài)，并且這種無用的輸出電平可以沿信號(hào)通道上的各個(gè)觸發(fā)器級(jí)聯(lián)式傳播下去。
解決方法:
1 、降低系統(tǒng)時(shí)鐘頻率
2 、用反應(yīng)更快的Flip-Flop
3 、引入同步機(jī)制,防止亞穩(wěn)態(tài)傳播
4 、改善時(shí)鐘質(zhì)量,用邊沿變化快速的時(shí)鐘信號(hào)

關(guān)鍵是器件使用比較好的工藝和時(shí)鐘周期的裕量要大。

4、說說靜態(tài)、動(dòng)態(tài)時(shí)序模擬的優(yōu)缺點(diǎn)
靜態(tài)時(shí)序分析是采用窮盡分析方法來提取出整個(gè)電路存在的所有時(shí)序路徑,計(jì)算信號(hào)在這些路徑上的傳播延時(shí),檢查信號(hào)的建立和保持時(shí)間是否滿足時(shí)序要求,通過對(duì)最大路徑延時(shí)和最小路徑延時(shí)的分析,找出違背時(shí)序約束的錯(cuò)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(duì)芯片設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的時(shí)序功能檢查,而且還可利用時(shí)序分析的結(jié)果來優(yōu)化設(shè)計(jì),因此靜態(tài)時(shí)序分析已經(jīng)越來越多地被用到數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的驗(yàn)證中。

動(dòng)態(tài)時(shí)序模擬就是通常的仿真,因?yàn)椴豢赡墚a(chǎn)生完備的測試向量,覆蓋門級(jí)網(wǎng)表中的每一條路徑.因此在動(dòng)態(tài)時(shí)序分析中,無法暴露一些路徑上可能存在的時(shí)序問題;

靜態(tài)時(shí)序分析缺點(diǎn)：
1、無法識(shí)別偽路徑
2、不適合異步電路
3、不能驗(yàn)證功能

5、用VERILOG寫一段代碼，實(shí)現(xiàn)消除一個(gè)glitch。
濾掉小于1個(gè)周期glitch的原理圖如下：


verilog代碼實(shí)現(xiàn)如下：

module digital_filter_(clk_in,rst,host_rst,host_rst_filter);
inputclk_in;
inputrst;
inputhost_rst;
output host_rst_filter;
reg host_rst_d1;
reg host_rst_d2;

always@(posedge clk_in or negedge rst)
begin
if(~rst)
begin
host_rst_d1 <= 1'b1;
host_rst_d2 <= 1'b1;
end
else
begin
host_rst_d1 <= host_rst;
host_rst_d2 <= host_rst_d1;
end
end

assign host_rst_filter = host_rst_d1 | host_rst_d2;
endmodule
濾掉大于1個(gè)周期且小于2個(gè)周期glitch的原理圖如下：
verilog代碼實(shí)現(xiàn)如下：

module digital_filter_(clk_in,rst,host_rst,host_rst_filter);
inputclk_in;
inputrst;
inputhost_rst;
output host_rst_filter;
reg host_rst_d1;
reg host_rst_d2;
reg host_rst_d3;

always@(posedge clk_in or negedge rst)
begin
if(~rst)
begin
host_rst_d1 <= 1'b1;
host_rst_d2 <= 1'b1;
host_rst_d3 <= 1'b1;
end
else
begin
host_rst_d1 <= host_rst;
host_rst_d2 <= host_rst_d1;
host_rst_d3 <= host_rst_d2;
end
end
責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：總結(jié)五個(gè)面試中經(jīng)常會(huì)遇到的FPGA基本概念

文章出處：【微信公眾號(hào)：FPGA設(shè)計(jì)論壇】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。