数字IC面经100题.docx
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2021-03-30
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数字 IC 面经 100 题
：什么是同步逻辑和异步逻辑？
同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。
同步时序逻辑电路的特点：各触发器的时钟端全部连接在一起，并接在系统时钟端，只
有当时钟脉冲到来时，电路的状态才能改变。改变后的状态将一直保持到下一个时钟脉冲
的到来，此时无论外部输入 有无变化，状态表中的每个状态都是稳定的。
异步时序逻辑电路的特点：电路中除可以使用带时钟的触发器外，还可以使用不带时钟
的触发器和延迟元件作为存储元件，电路中没有统一的时钟，电路状态的改变由外部输入
的变化直接引起。
：同步电路和异步电路的区别：
同步电路：存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源，因而所有触发
器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。
异步电路：电路没有统一的时钟，有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连，只有这
些触发器的状态变化与时钟脉冲同步，而其他的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。
：时序设计的实质：
时序设计的实质就是满足每一个触发器的建立保持时间的要求。
：建立时间与保持时间的概念？
建立时间：触发器在时钟上升沿到来之前，其数据输入端的数据必须保持不变的最小时间。
保持时间：触发器在时钟上升沿到来之后，其数据输入端的数据必须保持不变的最小时间。
：为什么触发器要满足建立时间和保持时间？
因为触发器内部数据的形成是需要一定的时间的，如果不满足建立和保持时间，触发器将
进入亚稳态，进入亚稳态后触发器的输出将不稳定，在 和 之间变化，这时需要经过一
个恢复时间，其输出才能稳定，但稳定后的值并不一定是你的输入值。这就是为什么要用
两级触发器来同步异步输入信号。这样做可以防止由于异步输入信号对于本级时钟可能不
满足建立保持时间而使本级触发器产生的亚稳态传播到后面逻辑中，导致亚稳态的传播。
（比较容易理解的方式）换个方式理解：需要建立时间是因为触发器的 端像一个锁存器
在接受数据，为了稳定的设置前级门的状态需要一段稳定时间；需要保持时间是因为在时
钟沿到来之后，触发器要通过反馈来锁存状态，从后级门传到前级门需要时间。
：什么是亚稳态？为什么两级触发器可以防止亚稳态传播？
这也是一个异步电路同步化的问题。亚稳态是指触发器无法在某个规定的时间段内到达一
个可以确认的状态。使用两级触发器来使异步电路同步化的电路其实叫做“一位同步器”，
他只能用来对一位异步信号进行同步。两级触发器可防止亚稳态传播的原理：假 设第一级
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