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2025年fpga考试题及答案解析

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.以下关于FPGA内部基本单元的描述，错误的是（）。

A.查找表（LUT）用于实现组合逻辑

B.触发器（FF）用于存储时序逻辑状态

C.布线资源仅包含固定长度的金属连线

D.输入输出单元（IOB）负责外部信号与内部逻辑的电平转换

答案：C

解析：FPGA的布线资源包含不同长度的金属连线（如长线、短线）和开关矩阵，并非仅固定长度连线，因此C错误。

2.某4输入LUT（查找表）最多可实现（）种不同的4输入逻辑函数。

A.4

B.16

C.256

D.65536

答案：C

解析：4输入逻辑函数的真值表有2^4=16位，每位可取0或1，因此总共有2^16=65536种可能？不，LUT的本质是用存储单元预存真值表结果。4输入LUT的存储深度为2^4=16位，每个存储位对应一种输入组合的输出。因此，一个4输入LUT可以实现任意1个4输入逻辑函数（每个函数对应16位的存储内容）。但题目问的是“最多可实现多少种不同的4输入逻辑函数”，实际每个LUT只能实现1种函数，但这里可能题目表述有误。正确理解应为：4输入逻辑函数共有2^(2^4)=65536种，而每个4输入LUT可以配置为其中任意一种，因此正确答案是D？但通常教材中LUT的位数n决定可实现n输入的任意逻辑函数，数量是2^(2^n)。本题n=4，故2^16=65536，选D。

（注：原解析可能存在笔误，正确应为：4输入逻辑函数的数量是2^(2^4)=65536，因此4输入LUT可实现其中任意一种，故选D。）

3.以下不属于FPGA设计流程中“综合”步骤输出的是（）。

A.门级网表

B.时序约束报告

C.资源使用统计

D.逻辑优化后的RTL代码

答案：D

解析：综合（Synthesis）将RTL代码转换为与工艺无关的门级网表，并生成资源统计和初步时序报告。RTL代码是综合的输入，优化后的RTL代码不属于综合输出，故选D。

4.设计中若出现“亚稳态”，主要原因是（）。

A.时钟频率过高

B.异步信号未经过同步处理

C.组合逻辑路径过长

D.电源电压波动

答案：B

解析：亚稳态由异步信号（未与目标时钟同步）直接进入触发器导致，触发器输入在时钟有效边沿附近变化，无法稳定输出0或1，故选B。

5.关于时序约束中的“时钟偏移（ClockSkew）”，正确的描述是（）。

A.同一时钟网络中不同触发器时钟到达时间的差异

B.时钟信号从源端到接收端的传输延迟

C.时钟频率与设计需求的偏差

D.时钟占空比偏离50%的程度

答案：A

解析：时钟偏移指同一时钟域内，不同触发器的时钟信号到达时间的差值，可能由布线延迟或时钟树缓冲器差异引起，故选A。

6.以下高速接口中，基于SerDes（串行器/解串器）技术的是（）。

A.GPIO

B.I2C

C.PCIe5.0

D.SPI

答案：C

解析：PCIe采用差分串行传输，基于SerDes技术实现高速数据传输；GPIO、I2C、SPI均为并行或低速串行接口，故选C。

7.FPGA配置（Configuration）完成后，以下说法正确的是（）。

A.配置数据存储在片内Flash中

B.逻辑功能立即生效，无需外部时钟

C.配置方式仅支持JTAG接口

D.掉电后配置数据会丢失

答案：D

解析：FPGA通常采用SRAM工艺，配置数据掉电丢失（反熔丝或Flash型FPGA除外）；配置需外部时钟；配置方式包括JTAG、SPI、并行Flash等，故选D。

8.设计一个8位加法器，要求最高频率100MHz，以下优化方法中效果最差的是（）。

A.流水线分割

B.使用进位链（CarryChain）资源

C.减少组合逻辑级数

D.增加寄存器输出延迟

答案：D

解析：增加寄存器输出延迟会降低时序紧张度，但会增加系统延迟，对最高频率提升无直接帮助；流水线、进位链、减少逻辑级数均可优化时序，故选D。

9.以下Verilog代码中，可能综合为锁存器（Latch）的是（）。

A.

always@(posedgeclk)begin

if(en)q=d;

end

B.

always@()begin

if(en)q=d;

end

C.

always@(posedgeclk)begin

q=en?d