EDA技術試題答案

1、電子科技大學二零零四至二零零五學年第一學期（A）一、 填空題：（20分，每小題2分）1) 用VHDL語言進行設計過程中一般要進行仿真以判斷設計是否正確，在綜合前進行的仿真稱為 功能仿真 ，綜合后進行的仿真稱為 時序仿真 。2) CPLD和FPGA內部結構差別很大，一般CPLD是一種以 乘積項 方式構成邏輯行為的器件，而一般FPGA則是以 查找表 方式構成邏輯行為的器件。3) Altera公司的FLEX 10K系列器件的內部結構主要包括： 邏輯陣列塊(LAB) 、 嵌入式陣列塊（） 、 I/O單元 和 快速通道互連 。4) VHDL語言中端口buffer和inout的主要區(qū)別是 buffer不能

2、接收外部的輸入信號，inout可實現雙向數據傳送 。5) 數字頻率計功能是測量被測信號的頻率，測量頻率的基本原理是： 1秒時間內 代測信號的脈沖個數 。6) 在VHDL語法規(guī)則中變量只能在 進程 和 子程序 中使用。7) EDA軟件中的綜合器的基本功能是： 將描述針對給定的硬件結構進行編譯、優(yōu)化、轉換和綜合最終獲得門級電路或更底層的電路描述文件 。8) 一般常用的VHDL描述風格有三種，它們分別是： 行為描述 、 寄存器級描述(或數據流描述) 和 結構描述 。9) 元件例化語句中的端口映射方式有_位置關聯(lián)_、_名字關聯(lián)_。10) CPLD的全稱是 Complex Programmable Lo

3、gic Devices(或復雜可編程邏輯器件) 、FPGA的全稱是 Field Programmable Gate Array（或現場可編程門陣列） 。二、 單項選擇題（14分，每小題2分）1) Altera公司的FLEX 10K系列器件采用的編程元件是 D 。A、 熔絲型開關 B、 EPROM的編程元件 C、 EEPROM的編程元件 D、基于SRAM的編程元件2) 若a=1，b=2，下面程序執(zhí)行后，a和b的值分別為 B 。architecture rtl of entityName issignal a, b: integer;beginprocess (a, b) variable c:

4、integer;begina <=b ;c := a ;b <= c ;end process;end rtl ;A、1，2 B、 2，1 C、 1，1 D、 2， 2 3) 若S1為”1010”, S2為”0101”，下面程序執(zhí)行后，outValue輸出結果為： A 。library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity ex2_3 is port(S1: in std_logic_vector(3 downto 0); S2: in std_logic_vector(0 to 3); outValue: out std_logic_ve

5、ctor(3 downto 0);End ex2_3;architecture rtl of ex2_3 isbegin outValue(3 downto 0) <= (S1(2 downto 0) and not S2(1 to 3) & (S1(3) xor S2(0) ;end rtl;A、 “0101” B、 “0100” C、“0001” D、“0000” 4) 下面哪個說法是錯誤的: B 。A、 進程語句與進程語句之間是并行執(zhí)行的，進程語句內部是順序執(zhí)行的B、進程語句是可以嵌套使用的C、塊語句與塊語句之間是并行執(zhí)行的，塊語句內部也是并行執(zhí)行的D、塊語句是可以嵌套使用

6、的5) 在使用MAX+PLUSII開發(fā)環(huán)境對電路進行系統(tǒng)設計時，若將程序下載到器件EP10K10LC84-4，則需要下載的文件后綴名為 C 。A、*.gdf B、*.pof C、*.sof D、*.scf6) 若A為“1010”，則下面的程序執(zhí)行后Y和Z的輸出值分別為 B 。 Library ieee; Use ieee.std_logic.1164.all; Entity p_check is Port(a: in std_logic_vector(3 downto 0); Y, Z: out std_logic); End p_check; Architecture arch of p_c

7、heck is Signal tmp1: std_logic ; begin P1: Process(a) Variable tmp2: std_logic ; begin tmp2 := 0; For N in 0 to 3 loop tmp2 := tmp2 xor a(N) ; End loop; Y<=tmp2 ; End P1; P2: process(a) begin tmp1 <= 0; For N in 0 to 3 loop tmp1 <= tmp1 xor a(N) ; End loop; Z<=tmp1 ; End P2; End arch ; A

8、、 0、0 B、 0、1 C、 1 、0 D、 1、1 7) 根據VHDL語法規(guī)則，下面哪個標識符是非法的標識符： B 。 A、 not_Ack B、 constant C、 FFT_1024_1 D、state0三、 改正下列程序中的錯誤，并簡要說明每個錯誤的原因(20分，每小題4分) library ieee; （修改正確2分，錯誤原因2分） use ieee.std_logic_1164.all ; entity ex1 isport (inp: in std_logic_vector (2 downto 0); outp: out std_logic_vector (3 downto

9、0); end ex1 ; architecture rtl of ex1 is begin process(inp) begin case (inp) is when “00” =>outp<=“0001” ;when “01” =>outp<= “0010” ; case語句是順序語句，需要放在進程或子程序中when “10” =>outp<=“0100” ;when others =>outp<=“1000” ; end case; end process;end rtl ;1) library ieee; use ieee.std_log

10、ic_1164.all ; entity ex2 isport (clk: in std_logic;Cnt: buffer std_logic_vector(3 downto 0); End ex2; Architecture arch of ex2 is Begin Process(clk) BeginWait until clkevent and clk = 1 ; 去掉process后的clk，wait語句中進程后不 Cnt <= Cnt + 1 ; 能有敏感信號 End process; End arch ;2) library ieee; use ieee.std_logic

11、_1164.all; entity ex3 isport ( A,B,C: in std_logic; sel: in std_logic_vector(1 downto 0); Z: out std_logic); End ex3; Architecture arch of ex3 is Begin Process(A,B,C) BeginZ <= A when sel = “00” else 并行條件賦值語句不能放在進程中，去掉 B when sel = “01” else 進程 C; End process; End arch;3) library ieee; use ieee.s

12、td_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity test is port(clk: in std_logic;count: out std_logic_vector(3 downto 0);end test;architecture rtl of test is count端口類型應為buffer 或inoutbegin process(clk) begin if clkevent and clk=1 then count<=count+1; end if;end process;end rtl; 4) library

13、 ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity ex5 isport(Din: in std_logic_vector(7 downto 0); en: in std_logic; Dout: out std_logic_vector(7 downto 0); End ex5; Architecture arch of ex5 is Begin Process Begin If (En = 1) then 需加敏感信號列表 Dout <= Din ; process(en, Din) Else Dout <= “ZZZZZZZZ” ; End

14、if ; End process; End arch ; 四、補充語句，完成下面所要求的描述。（20分，每小題5分）1) 四選一選擇器：輸入輸出信號如右圖所示，A和B為選擇信號，inp3.0為4個信號輸入端，輸出信號為Y。library ieee;use ieee.std_logic_1164.all ;entity MUX41 isport( A, B : in std_logic ; inp: in std_logic_vector(3 downto 0); 1分Y: out std_logic);End MUX41 ;Architecture art of MUX41 isSignal

15、sel : std_logic_vector(1 downto 0);Begin Sel <= A & B ; 1分 process (inp , sel ) begin if (sel = “00” ) then Y<= inp(0) ; 1分 elsif (sel =”01”) then Y <= inp(1); 1分 elsif (sel = “10”) then Y<= inp(2); 1分 Else Y <= inp(3) ; End if ;End process ;End art ;2) 帶異步清零的8位計數器，輸入輸出如右圖所示，aclr為

16、異步清零信號, Clk為時鐘，Counter7.0為計數器輸出信號。 Library ieee; Use ieee.std_logic_1164.all; Use ieee.std_logic_unsigned.all; 1分 entity Count8 isport(aclr, reset: in std_logic; Clk: in std_logic; Counter: out std_logic_vector(7 downto 0); End Count8 ; Architecture arch of Count8 is Signal cntTmp: std_logic_vector(

17、7 downto 0); 1分 begin process(aclr, Clk) begin if (aclr = 0) cmtTmp <= “00000000”; 1分 elsif (clkevent and clk = 1) then CntTmp <= cntTmp + 1 ; 1分 End if ;End if ; End process ; Counter <= cntTmp; 1分 End arch; 3) 移位寄存器，如右圖所示，Clk為移位寄存器時鐘，Data為輸入數據，Dir為移位方向,為0左移一位，為1右移一位，Qout7.0為8位移位寄存器的數據輸出。L

18、ibrary ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Entity shift is Port (Clk: in std_logic; Data: in std_logic ; Dir: in std_logic ; Qout: buffer std_logic_vector(7 downto 0);End shift ;Architecture arch of shift isBeginProcessBegin Wait until Clkevent and Clk = 1 ; 1分 Case (Dir) is 1分 When 0 => Qout <=

19、Qout(6 downto 0) & Data ; 1分 When 1=> Qout <= Data & Qout(6 downto 0); 1分 When others => Qout <= “00000000” ；-只要有others即對 1分 End case ;End process;End arch ;4) 七段LED譯碼顯示電路，只須顯示09，Din3.0為輸入,Dout6.0為輸出。數碼管為共陰極，數碼管對應關系如下圖所示，a對應譯碼顯示輸出的低位，g對應高位，其它按順序對應。Library ieee;Use ieee.std_logic_

20、1164.all;Entity decoder is Port(Din: in std_logic_vector(3 downto 0); Dout: out std_logic_vector(6 downto 0);End decoder ;Architecture arch of decoder isBeginDout <= “0111111” when Din = “0000” else “0000110” when Din = “0001” else 1分 “1011011” when Din = “0010” else “1001111” when Din = “0011” e

21、lse 1分 “1100110” when Din = “0100” else “1101101” when Din = “0101” else 1分 “11111101” when Din = “0110” else “0000111” when Din = “0111” else 1分 “1111111” when Din = “1000” else “1101111” when Din = “1001” else 1分 “0000000” ; End arch ;五、用VHDL設計電路：（26分） 1. 用VHDL（必須使用元件例化方式）描述如下的方框圖，十進制計數器也要編寫。（14分）

22、 -十進制計數器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; 2分entity CNT10 isport(Clk: in std_logic; En: in std_logic; Carry: out std_logic ; CntOut: out std_logic_vector(3 downto 0);End CNT10; 1分Architecture arch of CNT10 isSignal CntOutTmp: std_logic_vector(3 downto 0);Begin

23、Process(clk)Begin If (Clkevent and Clk = 1 ) then If (En = 1) then If (CntOutTmp = “1001”) then CntOutTmp <= “0000” ; Carry <= 1 ; else CntOutTmp <= CntOutTmp+ 1 ; Carry <= 0 ; End if ;End if ; End if ;End process ;CntOut <= CntOutTmp ;End arch ; 3分-主程序library ieee;use ieee.std_logic_

24、1164.all; 1分entity top is port (Clk, en: in std_logic; carry : out std_logic; Dout: out std_logic_vector(7 downto 0);End top; 1分Architecture arch of top isComponent CNT10 Port(clk: in std_logic; En : in std_logic; Carry : out std_logic; CntOut : out sdd_logic_vector(3 downto 0);End Component ; 2分Signal carryTmp: std_logic;BeginU1: CNT10 port map(Clk, En, carryTmp, Dout(3 downto 0); 2分U2:CNT10 port map(carryTmp, En, carry, Dout(7 downto 4); 2分End arch ; 2. 用VHDL設計一個模為90，具有異步復位、同步置數功能的8421BCD碼計數器。輸入輸 出接口如圖所示，nReset為異步復位信號，Load為用于同步置數的控制信號，Clk為時鐘信號，LoadData7.0為計數器初始計數數據，Carr