秋招知识点总结-FPGA基础知识

1、典型FPGA的开发流程

（1）电路设计

（2）设计输出

（3）功能仿真

（4）综合优化

（5）综合后仿真

（6）布局布线

（7）时序仿真

（8）板级调试

（9）芯片编程与调试

1)、输入输出单元（IOB）

2)、可编程逻辑块（CLB）

3)、底层内嵌功能单元（DLL）

4)、丰富的布线资源（可编程布线矩阵）

5)、嵌入式块 RAM（BRAM）

6)、内嵌专用硬核

3、查找表LUT的原理

查找表（look-up-table）简称为LUT，本质上是一个RAM。目前FPGA 中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的16x1的RAM，多于4输入逻辑可以使用多个LUT实现。

4、FPGA芯片内的存储器资源是哪些？

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，不占用额外的逻辑资源，并且速度快。但是使用的时钟消耗block ram的资源是其大小的整数倍。

FPGA中可以综合实现为RAM/ROM/CAM的三种资源：BLOCK RAM，查找表，FF触发器。

（1）在生成ram等存储单元的时候，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等底层可编写单元。使用block_ram可以说是不用白不用，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的容量，高效使用block ram资源

5、选择FPGA时考虑的因素有哪些？

6、FPGA和CPLD的区别？

FPGA，即现场可编程门阵列，是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。它是当今数字系统设计的主要硬件平台，其主要特点就是完全由用户通过软件进行配置和编程，从而完成某种特定的功能，且可以反复擦写。在修改和升级时，不需额外地改变PCB 电路板，只是在计算机上修改和更新程序，使硬件设计工作成为软件开发工作，缩短了系统设计的周期，提高了实现的灵活性并降低了成本。

ASIC（Application Specific Integrated Circuit），即专用集成电路，是一种为专门目的而设计的集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求， ASIC分为全定制和半定制。亮点在于专用，量身定制所以执行速度较快。一句话总结就是，市场上买不到的芯片。水果的A系列处理器就是典型的ASIC。

10、根据FPGA和CPLD的特点，分别适用于什么情况？（C）

A、CPLD适用于时序逻辑电路，FPGA适用于组合逻辑电路

B、CPLD适用于逻辑较大的设计，FPGA适用于逻辑规模较小的设计

C、CPLD适用于组合逻辑的设计，FPGA适用于时序逻辑的设计

12、FPGA中，可以综合实现为RAM的资源包括（ABD）

13、什么是IP核？有哪些分类？

IP核（Intellectual Property core），即知识产权核。

IP核是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序，该程序通常与集成电路工艺无关，可以移植到不同的半导体工艺中去生产集成电路芯片。由于IP核将一些在数字电路中常用，但比较复杂的功能块设计成可修改参数的模块，因此FPGA的设计人员可以通过调用相关IP核来完成所需逻辑功能，从而节省了大量的开发时间。调用IP核能避免重复劳动，大大减轻设计人员的负担，因此使用IP核必然成为将来FPGA设计的一个发展趋势。

软核(Soft IP Core) : 软核在EDA 设计领域指的是综合之前的寄存器传输级(RTL) 模型；具体在FPGA 设计中指的是对电路的硬件语言描述，包括逻辑描述、网表和帮助文档等。软核只经过功能仿真，需要经过综合以及布局布线才能使用。其优点是灵活性高、可移植性强，允许用户自配置；缺点是对模块的预测性较低，在后续设计中存在发生错误的可能性，有一定的设计风险。软核是IP 核应用最广泛的形式。

固核(Firm IP Core) :固核在EDA 设计领域指的是带有平面规划信息的网表；具体在FPGA 设计中可以看做带有布局规划的软核，通常以RTL 代码和对应具体工艺网表的混合形式提供。将RTL 描述结合具体标准单元库进行综合优化设计，形成门级网表，再通过布局布线工具即可使用。和软核相比，固核的设计灵活性稍差，但在可靠性上有较大提高。 目前，固核也是IP 核的主流形式之一。

14、IP核和硬件原语有什么区别

15、IP核在EDA技术和开发中具有十分重要的地位，IP分软IP、固IP、硬IP、下列所描述的IP核中，对于硬IP的正确的描述为（A）

A、其他选项都不是

B、提供用VHDL语言等硬件语言描述功能块，但不涉及实现该功能块的具体电路

C、提供设计的最终产品——掩膜

16、IP核中用HDL硬件描述语言描述的功能块，不涉及实现该功能块的具体电路的IP核为（A）

17、为什么在FPGA构成的数字系统中要配备PROM或E2PROM？

18、FPGA的下载方式有哪些？

1）主动串行方式（AS）

2）主动并行方式（AP）

3）被动串行方式（PS）

19、FPGA固件烧写方案有哪些？

第一种：是使用专用的AS接口直接烧写该配置芯片，该种方式需要在电路板上设置一个独立的AS接口，占用PCB面积较大，使用起来不方便。

20、JTAG链路加载信号信号线不包含（C）

21、FPGA在烧写FLASH时可以使用三种不同的文件类型，以下哪一种不是？（B）存疑

22、在EDA工具中，能将硬件描述语言转化为硬件电路的重要工具为（B）

23、你所知道的可编程逻辑器件有哪些？

24、FPGA常用的电平标准包括（ABCD）

25、以下是XILINX常用FPGA系列支持的电平标准的有哪些？（ABD）

26、TTL电平的输入高电平即Vh是（A）

27、你知道哪些常用的逻辑电平？

常用逻辑电平：TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL（Emitter Coupled Logic）、

PECL（Pseudo/Positive Emitter Coupled Logic）、LVDS（Low Voltage Differential Signaling）、

GTL（Gunning Transceiver Logic）、BTL（Backplane Transceiver Logic）、ETL（enhanced

transceiver logic）、GTLP（Gunning Transceiver Logic Plus）；RS232、RS422、RS485（12V，

5V，3.3V）；

28、下列属于FPGA编译的步骤有（BCE）

29、以下属于verilog语法规定的I/O端口类型的是（ACD）

30、什么是逻辑综合

31、请解释xilinx的FPGA专用术语DCM

32、xilinx 推荐高电平复位？

33、Xilinx的RAM可例化多种类型，如什么？（ABD）

34、用同样的仿真平台在同样的编译环境下，仿真同样的RTL代码，下面哪一个仿真耗时最长（A）

35、下面是芯片中有关GPIO的叙述，不正确的是：（A）
A． GPIO一般只具有0态和1态，不具有高阻状态
B． GPIO的引脚一般是多功能复用的
C． GPIO作为输出接口时具有锁存功能

36、为什么需要IO电路？

37、ESD电路的概念和作用？

概念：ESD，Elecro Static Discharge，即静电放电。

38、FPGA系列的含义？