本文整理了 FPGA 工程中常见的基础硬件问题，包括芯片引脚、电源接口、IO 电平、逻辑与时序概念等内容，帮助读者系统掌握 FPGA 工程基础。
很多同学在实际调试板卡时总会遇到基础概念模糊的情况，本篇整理了经典问题，看看你掌握了多少~
文档节选
1、FPGA 的 IO 与传统接口相比有什么特点？
答：响应速度快、逻辑可配置、功耗低，便于快速集成和多功能扩展，同时在抗干扰和灵活性方面表现突出，但在模拟性能和电源噪声容忍度方面仍需注意。
2、FPGA 中输入输出电平有哪些类型？
答：常见有 LVCMOS、LVTTL、SSTL 等，不同电平对应不同的电压范围和驱动能力。
3、IO 引脚上为什么需要上拉或下拉电阻？
答：保证在未驱动状态下 IO 电平稳定，避免浮空引起逻辑不确定或干扰。
4、FPGA 电源接口为什么有多种电压？
答：不同模块需要不同工作电压，如核心逻辑、IO 和 PLL 分别供电，以满足性能和功耗要求。
5、时钟输入对 FPGA 有什么影响？
答：时钟抖动、稳定性和布线都会直接影响逻辑同步和系统可靠性。
6、为什么板级调试时要关注 VCC 与 GND 的去耦电容？
答：去耦电容可以降低电源噪声，保证逻辑模块稳定工作。
7、FPGA 内部寄存器与 LUT 有什么区别？
答：寄存器用于存储状态，LUT 用于逻辑计算，两者结合实现复杂功能。
8、异步复位和同步复位有什么差异？
答：同步复位随时钟生效，时序可控；异步复位立即生效，但需注意复位释放的毛刺。
9、FPGA 的逻辑延时为什么会随温度和电压变化？
答：逻辑单元和布线电阻随环境变化导致传播延迟变化，影响系统时序。
10、常用的 FPGA 调试方法有哪些？
答：ILA、VIO、仿真波形、逻辑分析仪等，用于实时观测信号状态。
11、板级信号完整性问题常见表现有哪些？
答：毛刺、抖动、串扰、欠压和过冲等现象，可能导致逻辑错误。
12、为什么 FPGA 项目中要分时钟域处理？
答：不同模块工作在不同频率时，需要同步逻辑以避免亚稳态。
13、跨时钟域信号传递一般如何实现？
答：通过双寄存器同步、FIFO 缓冲或握手协议，保证信号安全传输。
14、FPGA 电源上电顺序有要求吗？
答：有，核心电压通常先于 IO 电压上电，确保逻辑模块初始化正确。
15、为什么要关注 PCB 布线对 FPGA 的影响？
答：布线长度、阻抗匹配和走线层次影响信号完整性和时序可靠性。
16、在调试板卡时，示波器主要观察哪些信号？
答：时钟、复位、数据总线和关键控制信号的波形与幅度。
17、FPGA 项目中逻辑优化为什么重要？
答：减少资源占用，提高性能，保证时序余量充足。
18、常用的 FPGA 模块封装方式有哪些？
答：BGA、QFP、TQFP 等，不同封装影响焊接和热设计。
19、为什么有些信号要加缓冲或上拉下拉？
答：保证信号完整，减少干扰，避免 IO 浮空状态。
20、FPGA 项目中，板级调试流程通常包括哪些步骤？
答：供电检查 → 时钟稳定 → 复位确认 → IO 信号验证 → 功能模块逐步验证。
......
写在最后
对于 FPGA 工程师来说，掌握这些基础知识是项目顺利开发和调试的前提 。
即便是数字逻辑为主的 FPGA，板级电源、IO、时序和接口等"硬件基础"也决定了工程成败。
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