数字IC/FPGA面试题目合集解析（一）

题目概述

1，计算题：计算该触发器等效的建立保持时间（西安某Fabless面试笔试题）
2，计算题：计算组合逻辑的延时时间范围
3，选择题：Which of following ways cannot be used to improve timing of a hold violation path

题目

1，计算题

问题：原触发器，即对于D点的建立时间，保持时间均为2ns，先由于存在线延时，对应延时信息如图所示，请问从D1，CLK1看，该触发器的建立时间和保持时间是多少？

2，计算题

问题：CLK1=20M，CLK2=30M，两个时钟的第一个上升沿在同一时刻，请计算X组合逻辑的延时范围（不考虑器件的建立保持时间）。

3，选择题

Which of following ways cannot be used to improve timing of a hold violation path？
A reduce the net noise
B increase cell drive strength on the data path
C use higher voltage threshold cell on the data path
D reduce the clock skew

答案与解析

1，计算题

答案：Tset_up=3ns，Thold=1ns。

解析：建立保持时间是器件本身的工艺参数，简单解释就是采样时钟到来前后数据应该保持稳定的时间。现由于时钟与数据有不同的线网延时，且时钟相较于数据晚1ns，即时钟向后延时了1ns。故此，建立时间需要更长，保持时间可以缩短，如下图所示：

或者提供另一种思路，时钟数据相差1ns，时钟慢，故此数据需要等时钟，故从新的点看，建立时间需要增加，增加的时间就是等时钟到来的时间。反之，保持时间的约束可以放松1ns。

2，计算题

答案： 0≤Tx_delay≤16.66ns
解析：首先根据题目描述，绘制两个时钟的关系，上升沿时刻相同，即相位关系确定。根据两个时钟的上升沿关系，检查建立时间的点两个，分别如下图所示，选择较小的一个，为16.66ns，即X组合逻辑的时间不能大于该时间。保持时间只要大于0即可。

更规范的建立时间余量计算方式为 要求数据到达时间-实际数据达到时间，计算公式及其更详尽的解释见STA部分的总结。

3，选择题

答案：选 A

解析：题目说是hold不满足，哪些动作不能帮助我们解决hold的问题。

分析上述的公式，增加Hold，要么增加Tdp的时间，也就是延时时间，要么减少两个时钟的skew（其中Tlaunch和Tcapture的差值即为这两个寄存器的clock skew）。其余没有其他的方式了。

A 减少网络噪声的作用是提高信号的质量和可靠性，对Hold没啥作用。选A，答题就直接选了。
B 增加驱动能力会增加器件Cell的延时时间。可以帮助我们修hold问题。该说法合理，B正确。
C选择阈值电压更高的cell可以增加cell延时时间，帮助解决hold 的violation。
代工厂会提供多种电压阈值的单元库，大致可以分为三类，分别为HVT，SVT，LVT。这里的H/S/L分别为 high/standard/low阈值电压。
HVT cell: 阈值电压高，但是功耗低，速度慢
LVT cell: 阈值电压低，但是功耗高，速度快
SVT cell: 介于两者之间
D 减少时钟偏斜（clock skew），是有利于修保持违例的。