华为数字芯片机考2025合集2已校正

单选

1. 题目内容

关于亚稳态的描述错误的是（）。

1. 解题步骤

1.1 理解亚稳态（Metastability）的核心特性

亚稳态是指触发器无法在指定时间内稳定输出有效逻辑电平（0或1）的状态，其关键特点包括：

不可消除性：只能通过设计降低发生概率，无法完全消除（A错误）。
理论无限持续时间：亚稳态可能无限持续，但实际概率随时间指数衰减（B正确）。
随机稳定结果：亚稳态最终稳定到0或1是随机的，与输入无必然关系（C正确）。
触发条件：当不满足触发器的建立时间（Tsu）和保持时间（Th）时发生（D正确）。

1.2 分析选项

选项	描述	正误	依据
A	多用几级寄存器打拍可以消除亚稳态	✗	亚稳态无法消除，多级同步仅降低概率
B	亚稳态是极不稳定的，理论上来讲处在亚稳态的时间可以无限长	✓	符合亚稳态的数学模型（MTBF计算）
C	亚稳态稳定到0或者1是随机的，与输入没有必然的关系	✓	亚稳态的物理特性决定
D	如果数据传输中不满足触发器的Tsu和Th，可能产生亚稳态	✓	亚稳态的直接成因

2. 最终答案

正确答案：A

关键结论：

A选项错误 ：多级寄存器（如双触发器同步）只能 降低亚稳态概率 ，无法彻底消除（MTBF公式：MTBF = e^(t/τ) / (f × a)，其中t为同步时间，τ为触发器时间常数）。
其他选项：B、C、D均正确描述了亚稳态的特性。

3. 工程实践建议

同步器设计：对异步信号至少使用2级触发器同步（降低MTBF）。
时钟域隔离：多比特信号需用异步FIFO或格雷码，避免直接打拍。
MTBF计算：高频设计中需验证同步器的MTBF是否满足系统寿命要求。

格式说明

后续单选题解析将统一按此模板输出，包含：

题目内容（题号+问题描述）
解题步骤（术语定义+选项分析表）
最终答案（答案+关键结论+工程建议）
严格区分 正确（✓） 与 错误（✗） 选项，并标注依据。

2. 题目内容

一段程序如下，请问在45这个时刻上，A B的值各是多少？

1. 解题步骤

1.1 代码分析

verilog 复制代码

fork
    begin
        A = 1;
        #20 A = 0;
        #30 A = 1;
        #50 A = 0;
    end
    begin
        B = 1;
        #20 B = 0;
        #30 B = 1;
        #50 B = 0;
    end
join

1.2 时间线梳理

时间	A 的变化	B 的变化	当前 A	当前 B
0	A = 1	B = 1	1	1
20	#20 → A = 0	#20 → B = 0	0	0
50	#30 → A = 1	#30 → B = 1	1	1
100	#50 → A = 0	#50 → B = 0	0	0

1.3 关键时间点（t=45）

A 的值 ：
- 最后修改在 t=20（A=0），下一次修改在 t=50（A=1）。
- t=45 时 A=0。
B 的值 ：
- 最后修改在 t=20（B=0），下一次修改在 t=50（B=1）。
- t=45 时 B=0。

2. 最终答案

正确答案：B (0, 0)

验证逻辑：

在 t=45 时，A 和 B 均处于 t=20 至 t=50 的区间内，值保持为 0。

3. 仿真验证（伪代码）

python 复制代码

time = 45
A = 1 if (time < 20 or (50 <= time < 100)) else 0
B = 1 if (time < 20 or (50 <= time < 100)) else 0
print(f"t={time}: A={A}, B={B}")  # 输出 t=45: A=0, B=0

4. 关键结论

时间区间划分 是解题核心，需注意 # 延迟是累加的（如 #20 → #30 实际是 t=50）。
fork-join 会并行执行两个块，但时间线是统一的。

注：若题目中 #50 是独立延迟（非累加），则需重新计算，但标准 Verilog 语法中 # 是累加的。

3. 题目内容

下列关于综合的说法哪项是不正确的？

1. 解题步骤

1.1 综合（Synthesis）的核心概念

综合是将HDL代码（如Verilog/VHDL）转换为门级网表的过程，主要步骤包括：

Translation：将HDL代码转换为GTECH库元件组成的中间逻辑电路。
Mapping：将GTECH电路映射到目标工艺库（如TSMC 28nm）。
Optimization：对电路进行逻辑优化（如面积、时序、功耗）。

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	综合是将HDL代码转化为门级网表的过程	✓	综合的核心定义
B	综合由Translation和Mapping两个步骤组成	✗	综合还包括Optimization步骤
C	Mapping把GTECH库元件构成的电路映射到某一特定厂家的工艺库上	✓	Mapping的核心功能
D	Translation是指把HDL语言描述的电路转化为用GTECH库元件组成的逻辑电路的过程	✓	Translation的核心功能

2. 最终答案

正确答案：B

关键结论：

B选项错误 ：综合包括 Translation 、Mapping 和 Optimization 三个步骤，而非仅前两步。
其他选项：A、C、D均正确描述了综合的核心概念。

4. 题目内容

当功能覆盖率（Functional Coverage）达到 100%，可以说明：

1. 解题步骤

1.1 功能覆盖率的核心概念

功能覆盖率用于衡量验证过程中对设计功能点的覆盖程度，其特点包括：

覆盖范围：仅反映测试用例是否覆盖了所有功能点，不保证功能正确性。
验证目标：确保所有关注的情况（如边界条件、异常场景）被测试。
验证结束条件：功能覆盖率100%是必要条件，但非充分条件（还需代码覆盖率和错误率达标）。

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	DUT 的功能点已经100%覆盖	✓	功能覆盖率的定义
B	功能覆盖率对应的 DUT 响应是正确的	✗	功能覆盖率不验证正确性，仅验证覆盖性
C	某些令人关注的情况已经得到测试覆盖	✓	功能覆盖率的目标是覆盖所有关注场景
D	验证工作可以结束	✗	功能覆盖率100%是必要条件，但还需代码覆盖率和错误率达标

2. 最终答案

正确答案：C

关键结论：

C选项正确：功能覆盖率100%说明所有关注的情况已被测试覆盖。
其他选项 ：
- A正确，但非最佳选项（C更具体）。
- B错误，功能覆盖率不验证正确性。
- D错误，验证结束需满足更多条件。

3. 工程实践建议

功能覆盖率目标 ：

python 复制代码

if functional_coverage == 100 and code_coverage > 95 and bug_rate < 1e-6:
    print("验证工作可结束")
else:
    print("需继续验证")

覆盖率类型 ：
- 功能覆盖率：关注设计功能点。
- 代码覆盖率：关注代码执行路径。
- 断言覆盖率：关注设计行为是否符合预期。

注：功能覆盖率100%是验证的重要里程碑，但非唯一标准。

5. 题目内容

使用相同时钟沿的同步数字电路，以下因素和最高工作频率无关的是：

1. 解题步骤

1.1 最高工作频率的决定因素

同步数字电路的最高工作频率由以下公式决定：

python 复制代码

f_max = 1 / T_min
# 其中 T_min 是最小时钟周期，计算公式为：
T_min = T_comb_max + T_setup + T_clock_skew
# 其中：
# T_comb_max: 最长组合逻辑延迟
# T_setup: 触发器的建立时间
# T_clock_skew: 时钟偏斜

1.2 选项分析

选项	描述	是否影响 f_max	依据
A	触发器之间最长的组合逻辑	✓	T_comb_max 直接决定 T_min
B	触发器的建立/保持时间	✓	T_setup 是 T_min 的组成部分
C	时钟低电平持续时间	✗	最高频率由 T_min 决定，与时钟占空比无关
D	逻辑块间互连布线长度	✓	布线长度影响 T_comb_max（延迟与布线长度正相关）

2. 最终答案

正确答案：C

关键结论：

C选项无关：时钟低电平持续时间（占空比）不影响最高频率，仅影响时钟波形。
其他选项：A、B、D均直接影响 T_min，从而决定 f_max。

3. 工程实践建议

优化 f_max 的方法 ：

python 复制代码

# 减少最长组合逻辑延迟
T_comb_max = optimize_logic(comb_logic)
# 优化时钟分布网络（减少偏斜）
T_clock_skew = optimize_clock_network(clock_tree)
# 选择低建立时间的触发器
T_setup = select_flip_flop(low_setup_time)

时钟占空比的影响 ：

python 复制代码

# 时钟占空比（Duty Cycle）公式
duty_cycle = (T_high / T_clock) * 100
# 其中 T_high 是高电平持续时间，T_clock 是时钟周期
# 占空比影响功耗和信号完整性，但不影响 f_max

注：时钟占空比通常设计为50%，但极端占空比（如10%或90%）可能导致触发器采样错误。

6. 题目内容

同步电路设计中出现 setup time 不满足，不可以采用下面哪种措施解决？

1. 解题步骤

1.1 Setup Time 不满足的原因

Setup Time 不满足通常是由于数据到达时间（T_data_arrival）过晚，导致无法在时钟边沿前稳定。

1.2 解决措施分析

选项	措施	有效性	原理
A	增加时钟频率	✗	频率增加会缩短时钟周期，反而加剧 Setup Time 问题
B	减小信号延迟	✓	优化组合逻辑或布线，缩短 `T_data_arrival`
C	Pipeline	✓	插入寄存器切割关键路径，减少单级逻辑延迟
D	降低时钟频率	✓	延长时钟周期，直接缓解 Setup Time 压力

2. 最终答案

正确答案：A

关键结论：

A 选项错误：增加时钟频率会恶化 Setup Time 问题，属于"反向操作"。
其他选项：B、C、D 均为有效解决措施。

7. 题目内容

下列说法正确的是？

1. 解题步骤

1.1 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	异步 FIFO 采用格雷码是为了省功耗	✗	格雷码的核心作用是消除多比特信号跨时钟域的亚稳态风险
B	单比特信号打两拍可以完全避免亚稳态	✗	只能降低亚稳态概率（MTBF 公式决定），无法完全避免
C	异步处理需考虑发送和接收时钟的频率关系	✓	例如异步 FIFO 需评估写/读时钟速率差，防止溢出或空读
D	尽量将异步和同步逻辑剥离开，分别在不同模块实现	✓	同步与异步逻辑分离是设计规范，降低跨时钟域风险

2. 最终答案

正确答案：C

关键结论：

A 错误：格雷码用于消除多比特信号跨时钟域的位跳变风险，与功耗无关。
B 错误：双触发器同步仅降低亚稳态概率，无法完全消除（MTBF→∞ 不可达）。
C 正确：异步设计必须分析时钟频率关系（如异步 FIFO 深度设计）。
**D **：同步/异步逻辑分离是代码规范的核心原则，但难以实现。

3. 工程实践建议

异步 FIFO 设计 ：

python 复制代码

# 格雷码生成函数示例
def gray_code(n):
    return n ^ (n >> 1)
# 异步 FIFO 深度计算
fifo_depth = (write_rate - read_rate) * max_latency

跨时钟域处理 ：
- 单比特信号：双触发器同步（MTBF 需达标）。
- 多比特信号：异步 FIFO 或握手协议。

注：选项 B 是常见误解，需明确亚稳态只能降低概率，无法彻底消除。

8. 题目内容

Moore 状态机和 Mealy 状态机的差异在（）是否相关。

1. 解题步骤

1.1 Moore 和 Mealy 状态机的核心区别

类型	输出依赖关系	特点
Moore	输出仅与当前状态有关	输出在时钟边沿同步更新
Mealy	输出与当前状态和输入有关	输出可能异步变化（输入变化时立即响应）

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	状态和输入信号	✗	两者状态转移均依赖输入，非核心差异
B	输出信号和状态	✗	Moore/Mealy 输出均与状态相关
C	输出信号和输入信号	✓	Mealy 输出依赖输入，Moore 不依赖
D	状态和输出信号	✗	两者输出均与状态相关

2. 最终答案

正确答案：C

关键结论：

C 选项正确：Mealy 的输出与输入直接相关，Moore 的输出仅与状态相关。

9. 题目内容

计算机执行程序时，在（）的控制下，逐条从内存中取出指令、分析指令、执行指令。

1. 解题步骤

1.1 计算机指令执行流程

取指（Fetch）：从内存读取指令。
译码（Decode）：分析指令操作码。
执行（Execute）：运算器执行操作。
核心控制单元 ：控制器（Control Unit）协调全过程。

1.2 选项分析

选项	部件	作用
A	控制器	协调取指、译码、执行流程（正确答案）
B	运算器	仅负责算术/逻辑运算（如 ALU）
C	存储器	存储指令和数据，不参与控制
D	I/O 设备	负责外部交互，与指令执行无关

2. 最终答案

正确答案：A

关键结论：

控制器是指令执行流程的核心调度者。

10. 题目内容

相互间相位固定且频率相同的时钟就是同步时钟（）。

1. 解题步骤

1.1 同步时钟的定义

必要条件 ：
- 频率相同或成整数倍关系。
- 相位关系固定（即使有偏移，也是固定的）。
反例：
- 同频但相位随机抖动的时钟 → 异步时钟。

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	正确	✓	相位固定且同频是同步时钟的核心特征
B	错误	✗	忽略相位固定的前提

2. 最终答案

正确答案：A

关键结论：

相位固定 + 同频 = 同步时钟。

11. 题目内容

下面的 Verilog 代码产生的时钟频率是（）。

verilog 复制代码

timescale 1ns/100ps  
initial  
    clk = 1'b0;  
always #100 clk <= ~clk;

1. 解题步骤

1.1 时钟周期计算

#100 表示延迟 100 个时间单位。
timescale 1ns/100ps 定义：
- 1 时间单位 = 1ns（因延迟值优先匹配第一个参数）。

因此：

python 复制代码

T_period = 100 * 1ns * 2 = 200ns  # 一个周期包含高电平和低电平
f = 1 / T_period = 1 / 200e-9 = 5e6 = 5MHz

1.2 选项验证

选项	频率	正误	计算过程
A	5MHz	✓	200ns → 5MHz
B	10MHz	✗	误算为 100ns 周期（未×2）
C	100MHz	✗	误用 10ns 周期
D	50MHz	✗	误用 20ns 周期

2. 最终答案

正确答案：A

关键结论：

时钟周期 = 延迟时间 × 2（高低电平各占一半）。
5MHz 是正确计算结果。

总结

题号	正确答案	核心考点
8	C	Moore/Mealy 输出依赖差异
9	A	计算机控制器功能
10	A	同步时钟的定义条件
11	A	Verilog 时钟周期与频率计算

8. 题目内容

Moore 状态机和 Mealy 状态机的差异在（）是否相关。

1. 解题步骤

1.1 Moore 和 Mealy 状态机的核心区别

类型	输出依赖关系	特点
Moore	输出仅与当前状态有关	输出在时钟边沿同步更新
Mealy	输出与当前状态和输入有关	输出可能异步变化（输入变化时立即响应）

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	状态和输入信号	✗	两者状态转移均依赖输入，非核心差异
B	输出信号和状态	✗	Moore/Mealy 输出均与状态相关
C	输出信号和输入信号	✓	Mealy 输出依赖输入，Moore 不依赖
D	状态和输出信号	✗	两者输出均与状态相关

2. 最终答案

正确答案：C

关键结论：

C 选项正确：Mealy 的输出与输入直接相关，Moore 的输出仅与状态相关。

9. 题目内容

计算机执行程序时，在（）的控制下，逐条从内存中取出指令、分析指令、执行指令。

1. 解题步骤

1.1 计算机指令执行流程

取指（Fetch）：从内存读取指令。
译码（Decode）：分析指令操作码。
执行（Execute）：运算器执行操作。
核心控制单元 ：控制器（Control Unit）协调全过程。

1.2 选项分析

选项	部件	作用
A	控制器	协调取指、译码、执行流程（正确答案）
B	运算器	仅负责算术/逻辑运算（如 ALU）
C	存储器	存储指令和数据，不参与控制
D	I/O 设备	负责外部交互，与指令执行无关

2. 最终答案

正确答案：A

关键结论：

控制器是指令执行流程的核心调度者。

10. 题目内容

相互间相位固定且频率相同的时钟就是同步时钟（）。

1. 解题步骤

1.1 同步时钟的定义

必要条件 ：
- 频率相同或成整数倍关系。
- 相位关系固定（即使有偏移，也是固定的）。
反例：
- 同频但相位随机抖动的时钟 → 异步时钟。

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	正确	✓	相位固定且同频是同步时钟的核心特征
B	错误	✗	忽略相位固定的前提

2. 最终答案

正确答案：A

关键结论：

相位固定 + 同频 = 同步时钟。

11. 题目内容

下面的 Verilog 代码产生的时钟频率是（）。

verilog 复制代码

timescale 1ns/100ps  
initial  
    clk = 1'b0;  
always #100 clk <= ~clk;

1. 解题步骤

1.1 时钟周期计算

#100 表示延迟 100 个时间单位。
timescale 1ns/100ps 定义：
- 1 时间单位 = 1ns（因延迟值优先匹配第一个参数）。

因此：

python 复制代码

T_period = 100 * 1ns * 2 = 200ns  # 一个周期包含高电平和低电平
f = 1 / T_period = 1 / 200e-9 = 5e6 = 5MHz

1.2 选项验证

选项	频率	正误	计算过程
A	5MHz	✓	200ns → 5MHz
B	10MHz	✗	误算为 100ns 周期（未×2）
C	100MHz	✗	误用 10ns 周期
D	50MHz	✗	误用 20ns 周期

2. 最终答案

正确答案：A

关键结论：

时钟周期 = 延迟时间 × 2（高低电平各占一半）。
5MHz 是正确计算结果。

12. 题目内容

如果该 class 会被继承，则该 class 所有定义的 function/task 都需要加 virtual（）。

1. 解题步骤

1.1 virtual 关键字的作用

virtual function/task ：
- 允许子类重写（override）父类的方法。
- 未加 virtual 的方法在子类中无法重写。

1.2 是否需要全部加 virtual

必要性 ：
- 只有需要被重写的方法才需加 virtual。
- 不需要重写的方法无需加 virtual。
反例：
- 工具类（Utility Class）中的方法通常无需重写，不应加 virtual。

1.3 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	正确	✗	只有需要重写的方法才需加 `virtual`，非全部
B	错误	✓	仅需为可能被重写的方法加 `virtual`

2. 最终答案

正确答案：B

关键结论：

B 选项正确 ：只有需要被重写的方法才需加 virtual，非全部。

总结

题号	正确答案	核心考点
8	C	Moore/Mealy 输出依赖差异
9	A	计算机控制器功能
10	A	同步时钟的定义条件
11	A	Verilog 时钟周期与频率计算
12	B	`virtual` 关键字的使用场景

13. 题目内容

bit、logic、reg 都是 4 态数据类型（）。

1. 解题步骤

1.1 SystemVerilog 数据类型分类

类型	状态数	值范围	说明
bit	2 态	0, 1	用于硬件建模（无 X/Z 状态）
logic	4 态	0, 1, X, Z	用于 RTL 设计和验证
reg	4 态	0, 1, X, Z	传统 Verilog 类型，与 logic 等效

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	正确	✗	`bit` 是 2 态，`logic` 和 `reg` 是 4 态
B	错误	✓	题目中 `bit` 是 2 态，因此三者不全是 4 态

2. 最终答案

正确答案：B

关键结论：

bit 是 2 态，logic 和 reg 是 4 态，因此三者不全是 4 态。

14. 题目内容

关于亚稳态，以下说法错误的是（）。

1. 解题步骤

1.1 亚稳态的核心特性

不可消除性：只能降低概率，无法完全消除（B 错误）。
触发条件：不满足建立时间（Tsu）和保持时间（Th）时发生（C 正确）。
随机性：亚稳态的最终输出和稳定时间均不可预测（D 正确）。
概率因素：与器件工艺、时钟频率、信号翻转率相关（A 正确）。

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	亚稳态出现的概率与器件工艺、时钟频率等有关系	✓	符合 MTBF 公式（MTBF = e^(t/τ) / (f × a)）
B	亚稳态打两拍就可以消除	✗	双触发器同步仅降低概率，无法消除（MTBF→∞ 不可达）
C	数字系统中，信号无法满足 Tsu 和 Th 时容易出现亚稳态	✓	亚稳态的直接成因
D	触发器进入亚稳态后，无法预测输出电平及稳定时间	✓	亚稳态的物理特性决定

2. 最终答案

正确答案：B

关键结论：

B 选项错误：亚稳态无法通过打两拍消除，只能降低概率。

总结

题号	正确答案	核心考点
8	C	Moore/Mealy 输出依赖差异
13	B	SystemVerilog 数据类型分类
14	B	亚稳态的不可消除性

15. 题目内容（重新分析）

对于相同位数输入的变量比较器，大于和小于的面积是一样的（）。

1. 解题步骤

1.1 逻辑对称性分析

大于（>）和小于（<）的逻辑结构 ：
- 两者逻辑功能对称，输入位数相同的情况下，逻辑门数量和连接方式互为镜像。
- 例如：4-bit 比较器中，A > B 和 A < B 的电路结构对称，仅输入顺序或逻辑门类型（如AND/OR）反向。

1.2 用户条件限制（不考虑工艺差异）

若仅从 纯逻辑设计 分析，且假设工艺库中基本门（AND/OR/NOT）面积相同，则两者面积相同。

2. 最终答案

正确答案 ：A（正确）
关键结论：

在不考虑工艺差异 的前提下，逻辑对称性使得面积相同。

16. 题目内容

以下说法关于低功耗的说法不正确的是：（）

1. 解题步骤

1.1 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	合理电源门控可降低功耗	✓	电源门控（Power Gating）有效降低静态功耗
B	时钟门控可降低芯片功耗	✓	时钟门控（Clock Gating）减少动态功耗
C	降低数据翻转率可降低功耗	✓	翻转率是动态功耗的核心因素
D	无论设计大小，一律采用先进工艺	✗	先进工艺成本高，小设计可能无需使用

2. 最终答案

正确答案：D

17. 题目内容

在 SystemVerilog 中，调用 $write 可以自动地在输出后进行换行。（）

A.正确

B.错误

1. 解题步骤

1.1 `$write` 与 `$display` 的区别

$write：输出后不换行。
$display：输出后自动换行。

2. 最终答案

正确答案：B

18. 题目内容（重新分析）

有如下代码：

systemverilog 复制代码

class C1;  
    rand int m;  
    constraint c1_cons { m <= 10; }  
endclass  
class C2 extends C1;  
    constraint c1_cons { m >= 10; }  
endclass

最终实现的约束效果是（）。

1. 解题步骤

1.1 约束覆盖规则

SystemVerilog 约束继承规则 ：
- 子类中 同名约束会完全覆盖父类约束，而非合并。
- 父类约束 m <= 10 被子类 m >= 10 覆盖，最终约束为 m >= 10。

1.2 验证代码行为

python 复制代码

# 示例验证
obj = C2()
obj.randomize()
# 结果：m 的取值范围为 m >= 10（无上限）

2. 最终答案

正确答案 ：A（m >= 10）
关键结论：

子类同名约束覆盖父类约束，最终约束仅保留子类定义。

19. 题目内容

CPU 流水线级数越多，CPU 每周期处理的指令数就越多（）。

A.正确

B.错误

1. 解题步骤

1.1 流水线级数与吞吐量

吞吐量：流水线级数增加可提高吞吐率（单位时间完成的指令数）。
每周期指令数（IPC）：流水线级数不影响单周期 IPC，反而可能因流水线停顿降低效率。

2. 最终答案

正确答案：B

20. 题目内容

下列哪项不属于动态功耗? （）

A.电路短路功耗

B.电路翻转功耗

C.二极管反向电流引起的功耗。

1. 解题步骤

1.1 动态功耗组成

动态功耗：翻转功耗（Switching）和短路功耗（Short-Circuit）。
静态功耗：漏电流（如二极管反向电流）。

2. 最终答案

正确答案：C

21. 题目内容

数字电路中用"1"和"0"分别表示两种状态，二者无大小之分（）。

A.正确

B.错误

1. 解题步骤

1.1 逻辑电平定义

逻辑电平仅表示状态（如高/低电平），无数学大小含义。

2. 最终答案

正确答案：A

22. 题目内容

芯片的某条时序路径的保持时间不满足，可通过降低工作频率来满足保持时间（）。

A.正确

B.错误

1. 解题步骤

1.1 保持时间与频率无关

保持时间检查：仅依赖信号延迟，与时钟周期无关。

2. 最终答案

正确答案：B

23. 题目内容

异步处理电路中，两级触发器同步方法可以确保第二级寄存器的输出不出现亚稳态。（）

A.正确

B.错误

1. 解题步骤

1.1 亚稳态的不可消除性

双触发器同步仅降低概率，无法完全避免亚稳态。

2. 最终答案

正确答案：B（错误）

24. 题目内容

一个十进制数 -3，定点位宽为 4bit，在 Verilog 语言中分别用 2 进制补码表示为（）。

A.4'b1100

B.4'b1101

C.4'b1011

D.4'b0011

1. 解题步骤

1.1 补码计算

-3 的 4-bit 补码 ：1101（0011 取反加 1 → 1101）。

2. 最终答案

正确答案 ：B（4'b1101）

25. 题目内容

SystemVerilog 中类默认的成员属性是（）。

A.private

B.public

C.automatic

D.local

1. 解题步骤

1.1 类成员默认属性

SystemVerilog 类成员默认是 public。

2. 最终答案

正确答案：B（public）

26. 题目内容

格雷码的异步处理可以采用直接打拍的方式，在 STA 时不需要特殊检查。（）

A.正确

B.错误

1. 解题步骤

1.1 格雷码同步的 STA 要求

STA只适用于同步电路。

2. 最终答案

正确答案：A.正确

28. 题目内容

某包处理器的工作时钟为 125MHz，在正常工作时，它可以每 32 个时钟周期处理一个 64 字节的以太包。则该包处理器的处理性能是（）。

1. 解题步骤

1.1 性能计算

每秒处理包数：125MHz / 32 = 3.90625M 包/秒。
吞吐量：3.90625M × 64B × 8 = 2000Mbps = 2Gbps。

2. 最终答案

正确答案：A（2Gbps）

29. 题目内容

在同步电路设计中，逻辑电路的时序模型如下：...（题目描述过长，直接给出关键公式）

A.T1+T2+T3+T4＜Tcycle‐Tsetup +T5，T1+T2+T3+T4＞Thold

B.T1+T2+T3+T4+T5＜Tcycle‐Tsetup，T1+T2+T3+T4＞Thold

C.T1+T2+T3+T4＜Tcycle‐Tsetup，T1+T2+T3+T4+T5＞Thold

D.T1+T2+T3+T4＜Tcycle‐Tsetup+T5，T1+T2+T3+T4＞Thold+T5

为了确保数据在同步电路中正确采样，必须满足建立时间和保持时间的要求。让我们详细分析每个选项，并找出正确的等式。

关键时序参数

T1：触发器的时钟端到数据输出端的延时。
T2 和 T4：连线延时。
T3：组合逻辑延时。
T5：时钟网络延时。
Tcycle：时钟周期。
Tsetup：触发器的建立时间（Setup Time），即数据在时钟边沿到来之前需要保持稳定的最小时间。
Thold：触发器的保持时间（Hold Time），即数据在时钟边沿到来之后需要保持稳定的最小时间。

建立时间约束

为了确保数据能够正确地被下一个触发器采样，必须满足以下条件：

\\text{数据到达时间} \< \\text{时钟周期} - \\text{建立时间} + \\text{时钟网络延时}

具体来说：

T1 + T2 + T3 + T4 \< Tcycle - Tsetup + T5

保持时间约束

为了确保数据不会过早改变而违反保持时间要求，必须满足以下条件：

\\text{数据到达时间} \> \\text{保持时间} + \\text{时钟网络延时}

具体来说：

T1 + T2 + T3 + T4 \> Thold + T5

选项分析

A. ( T1+T2+T3+T4 < Tcycle - Tsetup + T5 )，( T1+T2+T3+T4 > Thold )

建立时间约束：正确。
保持时间约束：错误。缺少了时钟网络延时 ( T5 )。

B. ( T1+T2+T3+T4 + T5 < Tcycle - Tsetup )，( T1+T2+T3+T4 > Thold )

建立时间约束：错误。时钟网络延时 ( T5 ) 应该加在右边，而不是左边。
保持时间约束：错误。缺少了时钟网络延时 ( T5 )。

C. ( T1+T2+T3+T4 < Tcycle - Tsetup )，( T1+T2+T3+T4 + T5 > Thold )

建立时间约束：错误。缺少了时钟网络延时 ( T5 )。
保持时间约束：错误。时钟网络延时 ( T5 ) 应该加在左边，而不是右边。

D. ( T1+T2+T3+T4 < Tcycle - Tsetup + T5 )，( T1+T2+T3+T4 > Thold + T5 )

建立时间约束：正确。
保持时间约束：正确。

总结

选项 D 正确地描述了建立时间和保持时间的约束条件：

T1 + T2 + T3 + T4 \< Tcycle - Tsetup + T5

T1 + T2 + T3 + T4 \> Thold + T5

因此，正确答案是：D. ( T1+T2+T3+T4 < Tcycle - Tsetup + T5 )，( T1+T2+T3+T4 > Thold + T5 )

30. 题目内容

为什么数字电路系统中只使用二进制?（）

1. 解题步骤

1.1 晶体管特性决定

晶体管开关特性（高/低电平）天然适配二进制。

2. 最终答案

正确答案：C

总结：以上答案基于理论分析和典型设计实践，实际应用中需结合具体场景验证。

多选

1. 题目内容

电路设计中需要关注 PPA，分别指（）。

1. 解题步骤

1.1 PPA 的定义

PPA 是电路设计的三大核心指标，分别指：

Power（功耗）：电路运行时的动态功耗和静态功耗。
Performance（性能）：电路的工作频率、吞吐量、延迟等。
Area（面积）：电路占用的芯片面积，与成本直接相关。

1.2 选项分析

选项	描述	是否属于 PPA	依据
A	功耗	✓	PPA 中的 Power（功耗）
B	性能	✓	PPA 中的 Performance（性能）
C	面积	✓	PPA 中的 Area（面积）
D	成本	✗	成本是面积的结果，但非 PPA 的直接组成部分

2. 最终答案

正确答案：A、B、C

关键结论：

PPA 包括功耗（A）、性能（B）和面积（C），成本是面积的结果，但非 PPA 的直接组成部分。

总结

选项	是否属于 PPA	理由
A	✓	PPA 中的 Power（功耗）
B	✓	PPA 中的 Performance（性能）
C	✓	PPA 中的 Area（面积）
D	✗	成本是面积的结果，非 PPA 直接组成部分

2. 题目内容

下述关于覆盖率收集结果的描述正确的是（）。

1. 解题步骤

1.1 覆盖率分析

覆盖率类型	作用	达标标准
代码覆盖率	检查代码执行情况	一般要求 ≥95%
功能覆盖率	检查功能点覆盖	必须 100%

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	代码覆盖率高、功能覆盖率低，需加强功能点覆盖	✓	功能覆盖率低说明测试用例未覆盖全部功能场景
B	代码覆盖率低、功能覆盖率高，是危险信号	✓	功能覆盖率高但代码未执行，可能遗漏 RTL 代码
C	功能覆盖率达 100% 时，代码覆盖率一定全部覆盖	✗	功能覆盖率高 ≠ 代码覆盖率 100%（如冗余代码）
D	代码和功能覆盖率高，需加强边界/异常测试	✓	高覆盖率仍需检查 corner case

2. 最终答案

正确答案：A、B、D

3. 题目内容

在设计中，可以被用于进行不同时钟域隔离的 memory 类型为（）。

1. 解题步骤

1.1 跨时钟域隔离的 memory 要求

必须支持双端口：允许读写端口分别连接不同时钟域。
常见类型 ：
- Dual-port RAM（双端口 RAM）
- Two-port Register File（双端口寄存器文件）

1.2 选项分析

选项	类型	是否适用	依据
A	Two-port Register File	✓	双端口支持跨时钟域
B	Single-port Register File	✗	单端口无法隔离时钟域
C	Single-port RAM	✗	单端口无法隔离时钟域
D	Dual-port RAM	✓	工业标准解决方案

2. 最终答案

正确答案：A、D

4. 题目内容

芯片的工作条件主要是指（）。

1. 解题步骤

1.1 芯片工作条件三要素（PVT）

Process（工艺）：制造工艺偏差（FF/SS/TT）。
Voltage（电压）：工作电压范围（如 0.8V±10%）。
Temperature（温度）：工作温度范围（如 -40℃~125℃）。

1.2 选项分析

选项	参数	是否属于工作条件	依据
A	工艺	✓	PVT 中的 Process
B	电压	✓	PVT 中的 Voltage
C	温度	✓	PVT 中的 Temperature
D	湿度	✗	属于环境条件，非芯片设计工作条件

2. 最终答案

正确答案：A、B、C

5. 题目内容

以下哪几种因素会影响芯片的静态功耗（）。

1. 解题步骤

1.1 静态功耗的组成

静态功耗主要由 漏电流 引起，影响因素包括：

工作电压（A）：电压越高，漏电流越大。
工作温度（C）：温度越高，漏电流越大。
工艺（E）：先进工艺漏电流更大（如 FinFET vs. Planar）。

1.2 选项分析

选项	参数	是否影响静态功耗	依据
A	工作电压	✓	电压越高，漏电流越大
B	负载电容	✗	影响动态功耗，非静态功耗
C	工作温度	✓	温度越高，漏电流越大
D	翻转活动因子	✗	影响动态功耗，非静态功耗
E	工艺	✓	先进工艺漏电流更大

2. 最终答案

正确答案：A、C、E

6. 题目内容

下面哪些语句是不可综合的（）。

1. 解题步骤

1.1 可综合与不可综合语句

语句	可综合性	说明
generate	✓	用于生成逻辑结构
always	✓	用于描述组合/时序逻辑
time	✗	仿真时间相关，不可综合
initial	✗	用于仿真初始化，不可综合
delays	✗	仿真延迟，不可综合

1.2 选项分析

选项	语句	是否可综合	依据
A	generate	✓	可综合
B	always	✓	可综合
C	time	✗	不可综合
D	initial	✗	不可综合
E	delays	✗	不可综合

2. 最终答案

正确答案：C、D、E

7. 题目内容

在 IC 设计中，复位设计面临的主要问题包括（）。

1. 解题步骤

1.1 复位设计的关键问题

时钟域的同步（A）：复位信号需同步到目标时钟域，避免亚稳态。
去毛刺（B）：复位信号需滤波，避免毛刺导致误触发。
STA 检查（C） ：复位路径需满足建立/保持时间要求，有同步复位。
对时钟的依赖程度（D）：同步复位依赖时钟，异步复位不依赖。

1.2 选项分析

选项	问题	是否相关	依据
A	时钟域的同步	✓	复位信号需同步到目标时钟域
B	去毛刺	✓	复位信号需滤波，避免毛刺
C	STA 检查	✓	复位路径需满足时序要求
D	对时钟的依赖程度	✓	同步/异步复位的时钟依赖不同

2. 最终答案

正确答案：A、B、C、D

8. 题目内容

下面关于 always 语句的使用描述正确的是（）。

1. 解题步骤

1.1 always 语句使用规范

组合逻辑 always 模块 ：
- 使用 阻塞赋值（=）（A 正确）。
- 敏感信号列表需完整，避免锁存器（C 正确）。
时序逻辑 always 模块 ：
- 使用 非阻塞赋值（<=）（B 正确）。
- 敏感信号列表避免冗余（D 正确）。

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	组合 always 模块使用阻塞赋值	✓	规范要求
B	时序 always 模块使用非阻塞赋值	✓	规范要求
C	避免组合 always 模块敏感信号列表缺少信号	✓	防止锁存器
D	避免敏感信号列表中出现冗余信号	✓	提高代码可读性

2. 最终答案

正确答案：A、B、C、D

9. 题目内容

125MHz 时钟域的多 bit 信号 A[127:0] 需要同步到 25MHz 时钟域，可能使用的同步方式有（）。

1. 解题步骤

1.1 跨时钟域同步的核心挑战

多 bit 信号同步 ：
- 直接打拍会导致数据错位（位偏移）。
- 必须保证所有 bit 在目标时钟域同时生效。

1.2 同步方式分析

选项	同步方式	适用性	依据
A	双向握手	✓	通过握手协议确保数据完整传输，适用于任意频率比
B	DMUX	✗	DMUX 是数据选择器，无法解决跨时钟域同步问题
C	打三拍	✗	仅适用于单 bit 信号，多 bit 信号会位偏移
D	异步 FIFO	✓	工业标准方案，支持任意频率比的多 bit 数据传输

2. 最终答案

正确答案：A、D

关键结论：

握手协议（A） 和 异步 FIFO（D） 是可靠的多 bit 跨时钟域同步方案。
DMUX（B） 和 打拍（C） 不适用多 bit 同步。

10. 题目内容

关于异步 FIFO 的设计，以下说法正确的是（）。

1. 解题步骤

1.1 异步 FIFO 设计要点

格雷码指针：读写指针用格雷码编码，避免多 bit 跳变。
深度计算 ：FIFO_depth >= (写速率 - 读速率) × 最大延迟。
空满判断：比较格雷码指针的 MSB 和剩余位。

1.2 选项分析

选项	描述	正误	依据
A	读写指针需用二进制编码	✗	必须用格雷码
B	深度需覆盖最坏情况速率差	✓	避免溢出或空读
C	空满判断可直接比较指针值	✗	需特殊处理格雷码指针
D	时钟域隔离仅需打两拍	✗	指针同步需额外处理

2. 最终答案

正确答案：B

总结

题号	正确答案	核心考点
9	A、D	多 bit 跨时钟域同步方案
10	B	异步 FIFO 设计规范

10. 题目内容

某个时钟域的建立时间要求是 3ns，保持时间要求是 3ns，那么如下几个寄存器，存在时序收敛问题的是：

1. 解题步骤

1.1 时序收敛条件

建立时间（Setup Time） ：
- 数据在时钟有效沿前需稳定至少 3ns。
保持时间（Hold Time） ：
- 数据在时钟有效沿后需稳定至少 3ns。

1.2 选项分析

选项	稳定时间（Setup）	稳定时间（Hold）	是否满足时序	依据
A	4ns（≥3ns）	6ns - 4ns = 2ns（<3ns）	✗	保持时间不满足
B	4ns（≥3ns）	8ns - 4ns = 4ns（≥3ns）	✓	建立/保持时间均满足
C	2ns（<3ns）	8ns - 2ns = 6ns（≥3ns）	✗	建立时间不满足
D	2ns（<3ns）	6ns - 2ns = 4ns（≥3ns）	✗	建立时间不满足

2. 最终答案

存在时序收敛问题的选项：A、C、D

关键结论：

A：保持时间不满足（2ns < 3ns）。
C：建立时间不满足（2ns < 3ns）。
D：建立时间不满足（2ns < 3ns）。