Verilog HDL 100道面试题及参考答案

目录

Verilog HDL 的四种基本逻辑值是什么？

关键字 reg 和 wire 的主要区别是什么？

解释阻塞赋值（=）与非阻塞赋值（<=）的区别，并举例说明。

如何声明一个双向端口（inout）？

位拼接操作符是什么？举例说明其用法。

拼接信号和常量

拼接常量和信号

重复拼接

以下标识符是否合法：9moon、signal@、State0？

参数（parameter）和宏定义（define）的区别是什么？

initial 块和 always 块的执行顺序有何不同？

如何通过 Verilog 实现整数除法运算？

解释 case 语句中的 parallel case 和 full case 修饰符的作用。

写出带异步复位和置位的 D 触发器代码

设计一个同步复位、同步置位的 JK 触发器

如何实现一个占空比为 50% 的三分频电路

描述跨时钟域（CDC）数据传输的常见方法

双触发器同步器

握手协议

异步 FIFO

设计一个模 10 计数器，带使能信号和异步复位

用 Verilog 实现一个单脉冲生成电路（输入信号边沿检测）

解释 always @(*) 和 always_comb 的区别

设计一个带使能端的移位寄存器（左移 / 右移可配置）

如何避免锁存器（Latch）的意外生成？

用状态机实现 “101” 序列检测器

用基本门电路（AND/OR/NOT）实现 2 选 1 多路复用器

用 2 选 1 多路复用器实现两输入或门

设计一个 4 位全加器（使用 assign 语句）

实现一个 4 位奇偶校验器（输出 1 表示奇数个 1）

用三态门实现漏极开路（Open - Drain）缓冲器

如何用组合逻辑实现优先级编码器（如 4 - 2 编码器）？

设计一个 BCD 码转格雷码的转换电路。

用 Verilog 实现一个 4 位比较器（输出大于、等于、小于）。

FPGA 中 LUT（查找表）的作用是什么？

BRAM 和分布式 RAM 的区别是什么？

解释时序约束（Timing Constraint）的作用和常见类型

如何优化 FPGA 设计的资源利用率（逻辑优化、布局优化等）

FPGA 比特流文件（Bitstream）的作用是什么

IP 核（Intellectual Property Core）的复用优势是什么

什么是时钟分配网络（Clock Distribution）？如何避免时钟偏斜？

FPGA 布局（Placement）和布线（Routing）的区别？

解释 FPGA 中时序分析（Setup Time/Hold Time）的基本概念。

如何通过流水线设计提高电路速度？

编写 Testbench 测试一个 D 触发器的功能。

如何通过和monitor 进行调试？

解释代码覆盖率（Code Coverage）和功能覆盖率（Functional Coverage）的区别

用 Verilog 实现时钟激励信号（频率可调）

如何验证跨时钟域同步电路的正确性？

描述 UVM（Universal Verification Methodology）的基本框架

用 SystemVerilog 实现随机约束测试（如随机生成输入数据）

如何通过断言（Assertion）检查时序逻辑？

设计一个 SPI 主控制器接口电路

用 Verilog 实现 I2C 从设备通信协议

描述 DDR SDRAM 控制器的关键设计要点

如何通过 AXI 总线协议实现模块间数据交互

设计一个带 FIFO 缓冲的 UART 收发器

如何避免组合逻辑中的毛刺（Glitch）

解释逻辑综合（Synthesis）与仿真的区别

代码中 if - else 和 case 语句的资源消耗差异

如何通过时序分析工具（如 Quartus Timing Analyzer）修复建立时间违例

描述 FPGA 设计中的关键功耗优化方法

logic 类型与 reg/wire 的区别是什么

解释虚方法（Virtual Method）和抽象类（Abstract Class）的作用

什么是回调函数（Callback）？举例说明其应用场景

 

描述邮箱（Mailbox）和队列（Queue）的异同

如何通过 clocking block 避免测试平台与设计的竞争条件？

用 Verilog 实现 4:1 多路选择器，给出三种实现方式（assign、if - else、case）

同步复位与异步复位的代码写法及各自的优缺点

wire 和 reg 类型的区别，何时使用 reg？

解释 parameter 与 localparam 的作用域差异

用 casex 和 casez 实现优先级编码器的区别

如何拼接一个 32 位向量，使其低 8 位为 0xAA，高 24 位重复填充 0x55

实现一个补码转换电路，输入 8 位有符号数，输出其补码

设计一个组合逻辑电路，判断输入 4 位向量中 1 的个数是否为偶数（奇偶校验）

用最少的逻辑门实现 3 输入多数表决器（多数为 1 则输出 1）

用 Verilog 实现一个桶形移位器（Barrel Shifter）

实现一个组合逻辑的平方器（输入 4 位，输出 8 位）

设计一个同步 FIFO，深度为 8，数据位宽 16

实现一个时钟 3 分频电路，占空比 50%

用 Verilog 描述单端口同步 RAM，深度 256，数据位宽 32

设计一个脉冲宽度调制（PWM）模块，占空比可调

解释亚稳态的成因及危害

如何同步慢时钟域到快时钟域的单 bit 信号？画电路图并写代码

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Verilog HDL 的四种基本逻辑值是什么？

在 Verilog HDL 里，有四种基本逻辑值，分别为 0、1、x 和 z。这些逻辑值是数字电路建模的基础，在设计与仿真过程中发挥着关键作用。

0 代表逻辑低电平，在实际电路里，通常对应着接近 0V 的电压。它在逻辑运算里代表假，在二进制系统中代表