FPGA工程师笔试面试题(二)

本文介绍了FPGA设计中的关键概念,包括同步复位与异步复位的区别,Moore和Mealy状态机的特点,以及在多时域设计中处理信号跨时钟域的乒乓操作和FIFO方法。强调了信号同步的重要性,以避免亚稳态和数据错误。

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1、IC设计中同步复位与异步复位的区别
同步复位在时钟沿才复位信号,完成复位动作。异步复位不管时钟,只要复位信号满足条件,就完成复位动作。异步复位对复位信号要求比较高,不能有毛刺,如果其与时钟关系不确定,也可能出现亚稳态。

2、MOORE 与 MEALY状态机的特征
两种典型的状态机是摩尔(Moore)状态机和米立(Mealy)状态机。摩尔有限状态机输出只与当前状态有关,与输入信号的当前值无关,是严格的现态函数。在时钟脉冲的有效边沿作用后的有限个门延后,输出达到稳定值。即使在时钟周期内输入信号发生变化,输出也会保持稳定不变。从时序上看,Moore状态机属于同步输出状态机。Moore有限状态机最重要的特点就是将输入与输出信号隔离开来。
Mealy状态机的输出是现态和所有输入的函数,随输入变化而随时发生变化。从时序上看,Mealy状态机属于异步输出状态机,它不依赖于时钟。

3、多时域设计中,如何处理信号跨时域
(1)乒乓操作
多时钟域的设计中,对于信号跨时域的处理这里可以采用乒乓操作的方法来进行。乒乓操作的处理流程为:输入数据流通过‘输入数据选择单元”将数据流等时分配到两个数据缓冲区,数据缓冲模块可以为任何存储模块,比较常用的存储单元为双口RAM(DPRAM)、单口RAM(SPRAM)、FIFO等。
  在第1个缓冲周期,将输入的数据流缓存到“数据缓冲模块1”;
  在第2个缓冲周期,通过“输入数据选择单元”的切换,将输入的数据流缓存到“数据缓冲模块2”,同时将“数据缓冲模块1”缓存的第1个周期数据通过“输入数据选择单元”的选择,送到“数

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