FPGA習(xí)題集及參考答案講解

習(xí)題集及參考答案填空題一般把EDA技術(shù)的發(fā)展分為（）個階段。FPGA/CPLD有如下設(shè)計(jì)步驟：=1\*GB3①原理圖/HDL文本輸入、=2\*GB3②適配、=3\*GB3③功能仿真、=4\*GB3④綜合、=5\*GB3⑤編程下載、=6\*GB3⑥硬件測試，正確的設(shè)計(jì)順序是=1\*GB3①（）=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥。在EDA工具中，能完成在目標(biāo)系統(tǒng)器件上布局布線的軟件稱為（）。設(shè)計(jì)輸入完成之后，應(yīng)立即對文件進(jìn)行（）?；谟布枋稣Z言的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)目前最常用的設(shè)計(jì)方法稱為（）設(shè)計(jì)法。將硬件描述語言轉(zhuǎn)化為硬件電路的過程稱為（）。IP核在EDA技術(shù)和開發(fā)中具有十分重要的地位，以HDL方式提供的IP被稱為（）IP。SOC系統(tǒng)又稱為（）系統(tǒng)。SOPC系統(tǒng)又稱為（）系統(tǒng)。將硬核和固核作為（）IP核，而軟核作為（）IP核。IP核在EDA技術(shù)和開發(fā)中具有十分重要的地位，以HDL方式提供的IP被稱為（）。HDL綜合器就是邏輯綜合的過程，把可綜合的VHDL/VerilogHDL轉(zhuǎn)化成硬件電路時，包含了三個過程，分別是（）、（）、（）。EDA軟件工具大致可以由五個模塊構(gòu)成，分別是設(shè)計(jì)輸入編輯器、（）、（）、（）和（）。按仿真電路描述級別的不同，HDL仿真器分為（）仿真、（）仿真、（）仿真和門級仿真。系統(tǒng)仿真分為（）、（）和（）。（）仿真是對設(shè)計(jì)輸入的規(guī)范檢測，這種仿真通過只能表示編譯通過，說明設(shè)計(jì)滿足一定的語法規(guī)范，但不能保證設(shè)計(jì)功能滿足期望。（）仿真是對綜合后的網(wǎng)表進(jìn)行的仿真，它驗(yàn)證設(shè)計(jì)模塊的基本邏輯功能，但不帶有布局布線后產(chǎn)生的時序信息，是理想情況下的驗(yàn)證。（）仿真是布局布線后進(jìn)行的后仿真，仿真時考慮了布線延時，和芯片實(shí)際的工作情況更加接近。目前Xilinx公司生產(chǎn)的FPGA主要采用了（）配置存儲器結(jié)構(gòu)。描述測試信號的變化和測試工程的模塊叫做（）。現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的EDA采用（）的設(shè)計(jì)方法。有限狀態(tài)機(jī)可分為（）狀態(tài)機(jī)和（）狀態(tài)機(jī)兩類。VerilogHDL中的端口類型有三類：（）、（）、輸入/輸出端口。VerilogHDL常用兩大數(shù)據(jù)類型：（）、（）。FPGA/CPLD設(shè)計(jì)流程為：原理圖/HDL文本輸入→（）→綜合→適配→（）→編程下載→硬件測試。（）是描述數(shù)據(jù)在寄存器之間流動和處理的過程。連續(xù)賦值常用于數(shù)據(jù)流行為建模，常以（）為關(guān)鍵詞。VerilogHDL有兩種過程賦值方式：（）和（）。`timescale1ns/100ps中1ns代表（），100ps代表（）。未來的集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢，把整上系統(tǒng)集成在一個芯片上去，這種芯片被稱為（）。從互連結(jié)構(gòu)上可將PLD分為確定型和統(tǒng)計(jì)型兩類。確定型結(jié)構(gòu)的代表是（），統(tǒng)計(jì)型結(jié)構(gòu)代表是（）。CPLD是由（）的結(jié)構(gòu)演變而來的。FPGA的核心部分是（），由內(nèi)部邏輯塊矩陣和周圍I/O接口模塊組成。把基于電可擦除存儲單元的EEPROM或Flash技術(shù)的HYPERLINKCPLD的在系統(tǒng)下載稱為（），這個過程就是把編程數(shù)據(jù)寫入E2CMOS單元陣列的過程。根據(jù)配置數(shù)據(jù)線數(shù)，器件配置可分為并行配置和串行配置兩類。串行配置以（）為單位將配置數(shù)據(jù)載人可編程器件：而并行配置一般以（）為單位向可編程器件載入配置數(shù)據(jù)。FPGA的配置模式有從動串行模式、從動并行模式、主動串行模式、主動并行模式、以及（）模式?？删幊踢壿嬈骷呐渲梅绞椒譃椋ǎ┖停ǎ﹥深悺erilogHDL是在（）年正式推出的。在verilogHDL的always塊本身是（）語句。VerilogHDL中的always語句中的語句是（）語句。VerilogHDL提供了標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)任務(wù)，用于常用的操作。如顯示、文件輸入/輸出等，系統(tǒng)函數(shù)前都有一個標(biāo)志符（）加以確認(rèn)。VerilogHDL很好地支持了“自頂向下”的設(shè)計(jì)理念，即，復(fù)雜任務(wù)分解成的小模塊完成后，可以通過（）的方式，將系統(tǒng)組裝起來。VerilogHDL模塊分為兩種類型：一種是（）模塊，即，描述某種電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，功能，以綜合或者提供仿真模型為設(shè)計(jì)目的；另一種是（）模塊，即，為功能模塊的測試提供信號源激勵、輸出數(shù)據(jù)監(jiān)測。Verilog語言中，標(biāo)識符可以是任意一組字母、數(shù)字、（）符號和下劃線符號的組合。state，State，這兩個標(biāo)識符是（）同。assignc=a>b?a：b中，若a=3,b=2,則c=（）;若a=2,b=3,則c=（）。在VerilogHDL的邏輯運(yùn)算中，設(shè)A=4′b1010，則表達(dá)式~A的結(jié)果為（）在VerilogHDL的邏輯運(yùn)算中，設(shè)a=2，b=0，則a&&b結(jié)果為（），a||b結(jié)果為（）。在VerilogHDL的邏輯運(yùn)算中，設(shè)a=4′b1010，a>>1結(jié)果是（）。EDA名詞解釋ASIC，2.CPLD,3.FPGA,4.IC,5.LUT.6.PCB.7.RTL,8.FSM,9.GAL,10.ISP,11.JATG,12.PBD,13.BBD選擇題任VerilogHDL的端口聲明語句中，用（）關(guān)鍵字聲明端口為雙向端口A：inoutB：INOUTC：BUFFERD：buffer用VerilogHDL的assign語句建模的方法一般稱為（）方法。A：連續(xù)賦值B：并行賦值C：串行賦值D：函數(shù)賦值IP核在EDA技術(shù)和開發(fā)中具有十分重要的地位，IP是指（）。A：知識產(chǎn)權(quán)B：互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議C：網(wǎng)絡(luò)地址D：都不是在verilogHDL的always塊本身是（）語句A：順序B：并行C：順序或并行D：串行）大規(guī)?？删幊唐骷饕蠪PGA、CPLD兩類，下列對FPGA結(jié)構(gòu)與工作原理的描述中，正確的是（）。A：FPGA是基于乘積項(xiàng)結(jié)構(gòu)的可編程邏輯器件；B：FPGA是全稱為復(fù)雜可編程邏輯器件；C：基于SRAM的FPGA器件，在每次上電后必須進(jìn)行一次配置；D：在Altera公司生產(chǎn)的器件中，MAX7000系列屬FPGA結(jié)構(gòu)。下列EDA軟件中，哪一個不具有邏輯綜合功能：（）。A：ISEB：ModelSimC：QuartusIID：Synplify下列標(biāo)識符中，（）是不合法的標(biāo)識符。A：State0 B：9moon C：Not_Ack_0 D：signal@關(guān)于VerilogHDL中的數(shù)字，請找出以下數(shù)字中最大的一個：（）。A：8′b1111_1110B：3′o276C：3′d170D：2′h3E大規(guī)?？删幊唐骷饕蠪PGA、CPLD兩類，下列對CPLD結(jié)構(gòu)與工作原理的描述中，正確的是（）。

A：CPLD是基于查找表結(jié)構(gòu)的可編程邏輯器件；B：CPLD即是現(xiàn)場可編程邏輯器件的英文簡稱；C：早期的CPLD是從GAL的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展而來；D：在Xilinx公司生產(chǎn)的器件中，XC9500系列屬CPLD結(jié)構(gòu)；IP核在EDA技術(shù)和開發(fā)中具有十分重要的地位；提供用VHDL等硬件描述語言描述的功能塊，但不涉及實(shí)現(xiàn)該功能塊的具體電路的IP核為（）。A：瘦IPB：固IPC：胖IPD：都不是不完整的IF語句，其綜合結(jié)果可實(shí)現(xiàn)（）。A：時序邏輯電路 B：組合邏輯電路C：雙向電路D：三態(tài)控制電路CPLD的可編程是主要基于什么結(jié)構(gòu)（）。A：查找表（LUT）C：PAL可編程B：ROM可編程D：與或陣列可編程IP核在EDA技術(shù)和開發(fā)中具有十分重要的地位，以HDL方式提供的IP被稱為：（）A：硬IPB：固IPC：軟IPD：都不是；設(shè)a=4′b1010，b=4′b0001，c=4′b1xz0則下列式子的值為1的是（）A：a>bB：a<=cC：13-a<bd：13–(a>b)設(shè)a=2，b=0，則下列式子中等于X的是（）。A：a&&bB：a||bC：!aD：x&&aFPGA可編程邏輯基于的可編程結(jié)構(gòu)基于（）。A：LUT結(jié)構(gòu)B：乘積項(xiàng)結(jié)構(gòu)C：PLDD：都不對CPLD可編程邏輯基于的可編程結(jié)構(gòu)基于（）。A：LUT結(jié)構(gòu)B：乘積項(xiàng)結(jié)構(gòu)C：PLDD：都不對下列運(yùn)算符優(yōu)先級最高的是（）。A：！B：+C：&D：{}設(shè)a=1′b1，b=3′b101，c=4′b1010則X={a，b，c}的值的等于（）將設(shè)計(jì)的系統(tǒng)按照EDA開發(fā)軟件要求的某種形式表示出來，并送入計(jì)算機(jī)的過程，稱為（）。A：設(shè)計(jì)的輸入B：設(shè)計(jì)的輸出C：仿真D：綜合一般把EDA技術(shù)的發(fā)展分為（）個階段。A：2B：3C：4D：5設(shè)計(jì)輸入完成之后，應(yīng)立即對文件進(jìn)行（）。A：編譯B：編輯C：功能仿真D：時序仿真VHDL是在（）年正式推出的。A：1983B：1985C：1987D：1989VerilogHDL是在（）年正式推出的。A：1983B：1985C：1987D：1989基于硬件描述語言的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)目前最常用的設(shè)計(jì)方法稱為（）設(shè)計(jì)法。A：自底向上B：自頂向下C：積木式D：頂層在EDA工具中，能將硬件描述語言轉(zhuǎn)化為硬件電路的重要工具軟件為（）。A：仿真器B：綜合器C：適配器D：下載器在EDA工具中，能完成在目標(biāo)系統(tǒng)器件上布局布線的軟件稱為（）。A：仿真器B：綜合器C：適配器D：下載器邏輯器件（）屬于非用戶定制電路。A：邏輯門B：PROMC：PLAD：GAL可編程邏輯器件PLD屬于（）電路。A：半用戶定制B：全用戶定制C：自動生成D：非用戶定制不屬于PLD基本結(jié)構(gòu)部分的是（）。A：與門陣列B：輸入緩存C：與非門陣列Ｄ：或門陣列任VerilogHDL的標(biāo)識符使用字母的規(guī)則是（）。A：大小寫相同B：大小寫不同C：只允許大寫D：只允許小寫操作符是VerilogHDL預(yù)定義的函數(shù)命名，操作符是由（）字符組成的。A：1B：2C：3D：1～3在VerilogHDL模塊中，task語句類似高級語言中的（）。A：函數(shù)B：常數(shù)C：變量D：子程序在VerilogHDL模塊中，函數(shù)調(diào)用時返回一個用于（）的值。A：表達(dá)式B：輸出C：輸入D：程序包VerilogHDL中的always語句中的語句是（）語句。A：串行B：順序C：并行D：順序或并行嵌套的if語句，其綜合結(jié)果可實(shí)現(xiàn)（）。A：條件相與的邏輯B：條件相或的邏輯C：條件相異或的邏輯D：三態(tài)控制電路嵌套的使用if語句，其綜合結(jié)果可實(shí)現(xiàn)（）。A：帶優(yōu)先級且條件相與的邏輯電路B：雙向控制電路C：三態(tài)控制電路D：條件相異或的邏輯電路下列哪個FPGA/CPLD設(shè)計(jì)流程是正確的（）。A：原理圖/HDL文本輸入->功能仿真->綜合->適配->編程下載->硬件測試B：原理圖/HDL文本輸入->適配->綜合->功能仿真->編程下載->硬件測試C：原理圖/HDL文本輸入->功能仿真->綜合->編程下載->適配->硬件測試D：原理圖/HDL文本輸入->適配->功能仿真->綜合->編程下載->硬件測試簡答題簡述EDA技術(shù)的發(fā)展歷程？什么是EDA技術(shù)？在EDA技術(shù)中，什么是自頂向下的設(shè)計(jì)方法？自頂向下的設(shè)計(jì)方法有什么重要意義？簡要說明目前現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是什么？簡述現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。簡述原理圖設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)流程。簡述原理圖設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。什么是綜合？綜合的步驟是什么？什么是基于平臺的設(shè)計(jì)？現(xiàn)有平臺分為哪幾個類型？目前，目前數(shù)字專用集成電路的設(shè)計(jì)主要采用三種方式？各有什么特點(diǎn)？什么是SOC技術(shù)含義是什么？什么是SOPC?SOPC技術(shù)含義是什么？SOPC技術(shù)和SOC技術(shù)的區(qū)別是什么？SOPC技術(shù)是指什么？SOPC的技術(shù)優(yōu)勢是什么？簡要說明一下功能仿真和時序仿真的異同。設(shè)計(jì)過程中如果只做功能仿真，不做時序仿真，設(shè)計(jì)的正確性是否能得到保證？綜合完成的主要工作是什么？實(shí)現(xiàn)（Implement）完成的主要工作是什么？主要的HDL語言是哪兩種？VerilogHDL語言的特點(diǎn)是什么？簡述阻塞賦值與非阻塞賦值的不同。簡述過程賦值和連續(xù)賦值的區(qū)別。什么叫做IP核?IP在設(shè)計(jì)中的作用是什么?什么是IP軟核，它的特點(diǎn)是什么？根據(jù)有效形式將IP分為哪幾類？根據(jù)功能方面的劃分分為哪兩類？比較基于查找表的FPGA和CPLD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能上有何不同?什么是數(shù)據(jù)流級建模？什么是行為級建模？timescale指令的作用是什么。采用HDL完成設(shè)計(jì)后，必須應(yīng)用測試程序（testbench）對設(shè)計(jì)的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。測什么是FPGA，CPLD？他們分別是基于什么結(jié)構(gòu)的可編程邏輯結(jié)構(gòu)？CPLD是基于什么結(jié)構(gòu)的可編程邏輯器件？其基本結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成。FPGA是于什么結(jié)構(gòu)的可編程邏輯器件？其基本結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成。PLD器件按照編程方式不同，可以分為哪幾類？解釋編程與配置這兩個概念。說明FPGA配置有哪些模式，主動配置和從動配置的主要區(qū)別是什么？為什么在FPGA構(gòu)成的數(shù)字系統(tǒng)中要配備一個PROM或E2PROM？程序補(bǔ)充完整下面程序是一個3-8譯碼器的VerilogHDL描述，試補(bǔ)充完整?？眨?）decoder_38(out,in)output[7：0]out;input[2：0]in;reg[7：0]out空（2）@(in)begin空（3）(in)3′d7：out=8′b01111111;endcase空（4）空（5）下面程序4位計(jì)數(shù)器的VerilogHDL描述，試補(bǔ)充完整?？眨?）count4(out,reset,clk)output[3：0]out;空（2）reset,clk;reg[3：0]out;空（3）@(posedgeclk) 空（4） if(reset)out<=0; else out<=out+1;end空（5）下面程序描述一個時鐘上升沿觸發(fā)、同步復(fù)位的D觸發(fā)器，試補(bǔ)充完整?？眨?）dflop(d，reset，clk，q);inputd，clk;inputreset;空（2）q;regq；空（3）(posedgeclk)if(reset) q<=0;elseq<=空（4）;空（5）用下面測試平臺對mux21u1二選一選擇器進(jìn)行測試，試補(bǔ)充完整?？眨?）1ns/100psModule空（2）;regA，B；regSEL；wireC；mux21u1(.a(A)，.b(B)，.sel(SEL)，.c(C));空（3）beginA=0;B=0;SEL=0;#10beginA=1;B=0;SEL=0;end#10beginA=0;B=0;SEL=1;end#10$空（4）;end空（5）clock1是周期為20的時鐘，clock_pshift是clock1相移，試補(bǔ)充完整?？眨?）Gen_clock1(clock_pshift，clock1);outputclock_pshift，clock1;regclock1;wireclock_pshift;空（2）T=20;parameterpshift=2;空（3）clock1=0;always#(T/2)clock1=~clock1;空（4）#PSHIFTclock_pshift=clock1;空（5）下面程序描述了8位移位寄存器，試補(bǔ)充完整?？眨?）shifter(空（2）,clr,dout);inputdin,clk,clr;output空（3）dout;reg[7：0]dout;always@(posedgeclk)beginif(空（4）)dout<=8'b0;elsebegindout<=dout<<1;dout[0]<=din;end空（5）endmodule下面程序描述了一個數(shù)據(jù)選擇器MUX，試補(bǔ)充完整?？眨?）mux(data_in1，data_in2，sel，data_out);inputdata_in1，data_in2;input[1：0]sel;outputdata_out;always@（空（2））begincase（空（3））2′b00：data_out<=data_in1^data_in2;2′b01：data_out<=data_in1|data_in2;2′b10：data_out<=data_in1~^data_in2;2′b11：data_out<=~data_in1;空（4）：data_out<=2′bxx；endcaseend空（5）下面程序描述了一個返回兩個數(shù)中的最大值的函數(shù)。試補(bǔ)充完整?？眨?）[3：0]max;空（2）[3：0]a，b;beginif(空（3）)max=a;elsemax=b;空（4）空（5）程序改錯下面的中有5處錯誤，試找出錯誤并修改正確。第1行moduledivide2(clk,clk_o,reset)第2行input????clk,reset;第3行output

clk_o;

第4行wirein;

第5行wireout;

第6行always(posedgeclkorposedgereset)

第7行if(reset)

第8行

out<=0;

第9行

else

第10行out<=in;

第11行

assignin<=~out;

第12行assignclk_o=out;下面的中有5處錯誤，試找出錯誤并修改正確。第1行moduledff8(reset,d,q);

第2行input

clk;

第3行input

reset;

第4行input[7：0]

d;

第5行outputq;

第6行reg[7：0]q;

第7行initial@(posedgeclk)

第8行

if(reset)

第9行

q<=0;

第10行else

第11行

q<=d;

第12行endmodule;下面的中有5處錯誤，試找出錯誤并修改正確。第1行moduledecode4_7(decodeout,indec)第2行output[6：0]decodeout;第3行input[3：0]indec;第4行reg[6：0]decodeout;第5行always@(indec)第6行begin第7行 case第8行 4′d1：decodeout=7′b1111110;第9行4′d1：decodeout=7′b0110000;第10行4′d2：decodeout=7′b1101101;第11行4′d3：decodeout=7′b1111001;第12行4′d4：decodeout=7′b0110011;第13行4′d5：decodeout=7′b1011011;第14行4′d6：decodeout=7′b1011111;第15行4′d7：decodeout=7′b1110000;第16行4′d8：decodeout=7′b1111111;第17行4′d9：decodeout=7′b1111011;第18行endcase第19行end下面的中有5處錯誤，試找出錯誤并修改正確。第1行timescale10ns/1ns第2行modulewave2;第3行regwave;第4行cycle=5;第5行always第6行fork第7行wave=0;第8行#(cycle)wave=1;第9行#(2*cycle)wave=0;第10行#(3*cycle)wave=1;第11行#(4*cycle)wave=0;第12行#(5*cycle)$finish;第13行endmodule;下面的中有5處錯誤，試找出錯誤并修改正確。第1行modulealutast(code,a,b,c)第2行input[1：0]code;第3行input[3：0]a,b;第4行output[4：0]c;第5行reg[4：0]c;第6行taskmy_and;第7行input[3：0]a,b;第7行output[4：0]out;第8行intergeri;第9行for(i=3;i>=0;i=i-1)第10行out[i]=a[i]&b[i];第11行end第12行always@(codeoraorb)第13行begin第14行 case(code)第15行 2’b00：my_hand(a,b,c);第16行2’b01：c=a|b;第17行 2’b10：c=a-b;第18行 2’b11：c=a+b;第19行end第20行endmodule;下面的中有5處錯誤，試找出錯誤并修改正確。modulemux4_1(out,in0,in1,in2,in3,sel);inputout;inputin0,in1,in2,in3;inputsel;regout;always@()case(sel)2'b01： out=in0;2'b01： out=in1;2'b10： out=in2;2'b11： out=in3;default：out=2'bx;endmodule下面的中有5處錯誤，試找出錯誤并修改正確。moduleencoder8_3(none_on,outcode,a,b,c,d,e,f,g,h);outputnone_on;output[3：0]outcode;inputa,b,c,d,e,f,g,h;reg[3：0]outtemp;assign{none_on,outcode}=outtemp;always(aorborcordoreorforgorh)if(h) outtemp=4'b0111;elseif(g) outtemp=4'b0110;elseif(f) outtemp=4'b0101;elseif(e) outtemp=4'b0100;elseif(d) outtemp=4'b0011;elseif(c) outtemp=4'b0010;elseif(b) outtemp=4'b0001;elseif(a) outtemp=4'b0000;elseif outtemp=4'b1000;endendmodule下面的中有5處錯誤，試找出錯誤并修改正確。moduleshifter();inputdin,clk,clr;output[7：0]dout;reg[7：0]dout;alway@(posedgeclk)if(clr)dout=8'b0;elsebegindout<=dout<<1;dout[0]<=din;endendmodule程序分析與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)7人投票表決器，當(dāng)大于等于4票時輸出為1，否則為0。試描述一個具有循環(huán)左移和循環(huán)右移功能的8位串入并出移位寄存器。試描述一個能實(shí)現(xiàn)2倍分頻功能的模塊。

試描述一個異步復(fù)位、二十進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器。 試描述一個帶進(jìn)位輸入、輸出的4位全加器，其中端口：A、B為加數(shù)，CIN為進(jìn)位輸入，S為加和，COUT為進(jìn)位輸出。試描述一個同步置數(shù)、同步清零的8位加法計(jì)數(shù)器分別用持續(xù)賦值和阻塞賦值方式描述的2選1多路選擇器。用阻塞賦值方式描述移位寄存器。用for語句實(shí)現(xiàn)2個位數(shù)相乘。試描述8－3優(yōu)先編碼器。試描述一個異步清0、異步置1的D觸發(fā)器。試描述一個4位并串轉(zhuǎn)換器。設(shè)計(jì)一個序列檢測器,用于檢測串行的二進(jìn)制序列,每當(dāng)連續(xù)輸入三個或三個以上的1時,序列檢測器的輸出為1,其它情況下輸出為0。（1）畫出狀態(tài)圖（2）寫出實(shí)現(xiàn)程序。設(shè)計(jì)一個狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)在時鐘clk的控制下檢測輸入的串行數(shù)據(jù)是否為“110”，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，并寫出設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)程序。要求：當(dāng)串行數(shù)據(jù)是“101”時，flag_out=1，否則flag_out=0。下圖是一個含有下降沿觸發(fā)的D觸發(fā)器的時序電路，試寫出此電路的VerilogHDL設(shè)計(jì)程序。根據(jù)以下原理圖寫出相應(yīng)的Verilog程序?！趿?xí)題集解答填空題1.（3）2.(=3\*GB3③=4\*GB3④=2\*GB3②)3.(適配器)4.(編譯)5.(自頂向下)6.(綜合)7.(軟)8.(片上系統(tǒng))、(可編程片上系統(tǒng))9.(硬)、(軟)10.(軟IP)11.(轉(zhuǎn)化)、(優(yōu)化)、(映射)12.（HDL綜合器）、（仿真器）、（適配器或布局、布線器）、（下載器）13.（系統(tǒng)級）、（行為級）、（RTL級）14.（行為仿真）、（功能仿真）、（時序仿真）15.(行為)16.(功能)17.(時序)18.（SRAM）19.（測試平臺testbench）20.（自頂向下）21.（Mealy）、（Moore）22.（輸入端口）、（輸出端口）23.（線網(wǎng)類型）、（寄存器類型）24.（功能仿真）、（時序仿真）25.（數(shù)據(jù)流級建模）26.（assign）27.（阻塞賦值）、（非阻塞賦值）28.（時間單位）、（時間精度）29.（片上系統(tǒng)SOC）30.（CPLD、（FPGA）31.（簡單PLD）32.（邏輯單元陣列LCA）33.（編程）34.（Bit比特)、(Byte字節(jié))35.（JTAG）36.（主動配置）、（從動配置）37.（1983）38.（并行）39.（順序）40.（$）41.（調(diào)用（也稱例化））42.（功能）、（測試）43.（$）44.（不同）45.（3）、（3）46.（8'b0101）47.（0）、（1）48.（4′b0101）EDA名詞解釋ApplicationSpecificIntegratedCircuit，專用集成電路ComplexProgrammableLogicDevice復(fù)雜可編程邏輯塊FiledProgrammableGateArray現(xiàn)場可編程門陣列integratedcircuit集成電路lookuptable查找表PrintedCircuitBoard印制電路板RegisterTransferLevel寄存器傳輸級FiniteStateMachine有限狀態(tài)機(jī)GenericArrayLogic可編程通用陣列邏輯在系統(tǒng)編程邊界掃描測試是一種可測試結(jié)構(gòu)技術(shù)Platform-BasedDesign基于平臺的設(shè)計(jì)方法Block-Baseddesign基于塊的設(shè)計(jì)選擇題1-5AAABA6-10CBBAD11-15DADCA16-20DABAD21－25ABＡBA26－30BBCAA31－35CBDDA36－39BAAA簡答題答：（1）二十世紀(jì)70年代，產(chǎn)生了第一代EDA工具。（2）到了80年代，為了適應(yīng)電子產(chǎn)品在規(guī)模和制作上的需要，應(yīng)運(yùn)出現(xiàn)了以計(jì)算機(jī)仿真和自動布線為核心技術(shù)的第二代EDA技術(shù)。（3）90年代后，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以高級語言描述、系統(tǒng)級仿真和綜合技術(shù)為特征的第三代EDA技術(shù)。答：EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具，設(shè)計(jì)者在EDA軟件平臺上，對系統(tǒng)功能進(jìn)行描述完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。答：自頂向下首先從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，在頂層進(jìn)行功能劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在系統(tǒng)級采用仿真手段驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，然后再逐級設(shè)計(jì)低層的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、仿真、測試一體化。其方案的驗(yàn)證與設(shè)計(jì)、電路與PCB設(shè)計(jì)專用集成電路設(shè)計(jì)等都由電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)師借助于EDA工具完成。答：（1）基于PLD硬件和EDA工具支撐；（2）采用逐級仿真技術(shù)，以便及早發(fā)現(xiàn)問題修改設(shè)計(jì)方案；（3）基于網(wǎng)上設(shè)計(jì)技術(shù)使全球設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)成果共享，設(shè)計(jì)成果的再利用得到保證。（4）復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模和效率大幅度提高。（5）在選擇器件的類型、規(guī)模、硬件結(jié)構(gòu)等方面具有更大的自由度。答：（1）電子設(shè)計(jì)最優(yōu)化（EDO）；（2）在線可“重構(gòu)”技術(shù)。答：設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)輸入、設(shè)計(jì)處理、器件編程以及相應(yīng)的功能仿真、時序仿真和器件測試三個設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程。答：具體設(shè)計(jì)流程包括設(shè)計(jì)輸入、功能仿真、綜合、綜合后仿真、約束設(shè)置、實(shí)現(xiàn)、布局布線后仿真、生成配置文件與配置FPGA答：主要優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)仿真，便于信號的觀察和電路的調(diào)整。原理圖設(shè)計(jì)方法直觀、易學(xué)。但當(dāng)系統(tǒng)功能較復(fù)雜時，原理圖輸入方式效率低，它適應(yīng)于不太復(fù)雜的小系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)。答：將硬件描述語言轉(zhuǎn)化成硬件電路的過程叫綜合。綜合主要有三個步驟：轉(zhuǎn)化，優(yōu)化，映射。答：基于平臺的設(shè)計(jì)方法是近幾年提出的SOC軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)新方法，是基于塊的設(shè)計(jì)BBD方法的延伸，它擴(kuò)展了設(shè)計(jì)重用的理念，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)級復(fù)用，包含了時序驅(qū)動的設(shè)計(jì)和BBD的各種技術(shù)，支持軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，提供系統(tǒng)級的算法和結(jié)構(gòu)分析。現(xiàn)有的設(shè)計(jì)平臺分為四類：完整的應(yīng)用平臺；以處理器為中心的平臺；以片內(nèi)通信構(gòu)造為中心的平臺；完整的可編程平臺。答：（1）全定制設(shè)計(jì)或基于標(biāo)準(zhǔn)單元的設(shè)計(jì)。所有的工藝掩模都需要從頭設(shè)計(jì)，可以最大限度地實(shí)現(xiàn)電路性能的優(yōu)化。然而，由于其設(shè)計(jì)周期很長，設(shè)計(jì)時間和成本非常高，市場風(fēng)險(xiǎn)也非常大。（2）半定制設(shè)計(jì)或基于標(biāo)準(zhǔn)門陣列的設(shè)計(jì)。采用標(biāo)準(zhǔn)門陣列進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，待設(shè)計(jì)通過驗(yàn)證后，再對各局部功能單元進(jìn)行優(yōu)化（3）基于可編程邏輯器件PLD的設(shè)計(jì)。PLD的設(shè)計(jì)不需要制作任何掩模，基本不考慮布局布線問題，設(shè)計(jì)成本低，設(shè)計(jì)周期短，設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)低。答：SOC就是將微處理器、模擬IP核、數(shù)字IP核和存儲器(或片外存儲控制接口)、數(shù)據(jù)通路、與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口等部件集成在單一芯片上。SOPC就是基于可編程邏輯器件的SOC設(shè)計(jì)方案答：SOPC技術(shù)是以可編程邏輯器件PLD取代ASIC，更加靈活、高效的技術(shù)SOC解決方案。SSOPC與SOC的區(qū)別就是FPGA與ASIC的區(qū)別。SOPC是SOC發(fā)展的新階段，代表了當(dāng)今電子設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。其基本特征是設(shè)計(jì)人員采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，對整個系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和功能劃分，最后系統(tǒng)的核心電路在可編程器件上實(shí)現(xiàn)。答：SOPC技術(shù)是以可編程邏輯器件PLD取代ASIC，更加靈活、高效的技術(shù)SOC解決方案。SOPC的技術(shù)優(yōu)勢：（1）運(yùn)用嵌入的微處理器軟核；（2）采用先進(jìn)的EDA開發(fā)工具；（3）由于連接延遲時間的縮短，SOPC可以提供增強(qiáng)的性能，而且由于封裝體積的減小，產(chǎn)品尺寸也減小。答：仿功能仿真用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)的邏輯功能。它是在設(shè)計(jì)輸入完成之后，選擇具體器件進(jìn)行編譯之前進(jìn)行的邏輯功能驗(yàn)證，不包含延時信息。時序仿真是在選擇了具體器件并完成布局、布線之后進(jìn)行的快速時序檢驗(yàn)，并可對設(shè)計(jì)性能作整體上的分析。由于不同器件的內(nèi)部延時不一樣，不同的布局、布線方案會給延時造成不同的影響。只做功能仿真，不做時序仿真，設(shè)計(jì)的正確性是不能得到保證。答：綜合的主要工作將硬件描述語言轉(zhuǎn)化成硬件電路。實(shí)現(xiàn)（Implement）是指將綜合輸出的邏輯網(wǎng)表翻譯成所選器件的底層模塊與硬件原語，將設(shè)計(jì)映射到器件結(jié)構(gòu)上，進(jìn)行布局布線，達(dá)到在選定器件上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的目的答：VHDL和VerilogHDL。VerilogHDL語言允許用戶在不同的抽象層次上對電路進(jìn)行建模，底層描述能力較強(qiáng)。答：阻塞賦值：=；必須是阻塞賦值完成后，才進(jìn)行下一條語句的執(zhí)行；賦值一旦完成，等號左邊的變量值立刻發(fā)生變化非阻塞賦值<=,非阻塞賦值在賦值開始時計(jì)算表達(dá)式右邊的值，到了本次仿真周期結(jié)束時才更新被賦值變量（即賦值不立刻生效）；非阻塞賦值允許塊中其他語句的同時執(zhí)行。在同一個順序塊中，非阻塞賦值表達(dá)式的書寫順序，不影響賦值的結(jié)果。答：過程賦值和連續(xù)賦值的區(qū)別：過程賦值連續(xù)賦值無關(guān)鍵字（過程連續(xù)賦值除外）關(guān)鍵字assign用“=”和“<=”賦值只能用“=”賦值只能出現(xiàn)initial和always語句中不能出現(xiàn)initial和always語句中用于驅(qū)動寄存器用于驅(qū)動網(wǎng)線答：IP是指知識產(chǎn)權(quán)芯核。IP核是可以完成特定電路功能的模塊，在設(shè)計(jì)電路時可以將IP核看做黑匣子，只需保證IP模塊與外部電路的接口，無需關(guān)心其內(nèi)部操作。利用IP核還可以使設(shè)計(jì)師不必了解設(shè)計(jì)芯片所需要的所有技術(shù)，降低了芯片設(shè)計(jì)的技術(shù)難度。IP核與工業(yè)產(chǎn)品不同，調(diào)用IP核能避免重復(fù)勞動，大大減輕工程師的負(fù)擔(dān)，且復(fù)制IP核是不需要花費(fèi)任何代價(jià)的。答：軟核是以可綜合的寄存器傳輸級（RTL）描述或通用庫元件的網(wǎng)表形式提供的可重用的IP模塊。特點(diǎn)：軟核的使用者要負(fù)責(zé)實(shí)際的實(shí)現(xiàn)和布圖，它的優(yōu)勢是對工藝技術(shù)的適應(yīng)性很強(qiáng)，方便地移植。由于軟核設(shè)計(jì)以高層次表示，因而軟IP易于重定目標(biāo)和重配置，然而預(yù)測軟IP的時序、面積與功率諸方面的性能較困難。答：有效形式分：軟核、固核和硬核。功能劃分：嵌入式IP核與通用IP模塊。答：FPGA和CPLD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較：性能指標(biāo)CPLDFPGA集成規(guī)模?。ㄈf門）大（百萬門）邏輯單元大（PAL結(jié)構(gòu)）?。≒ROM）結(jié)構(gòu)互連方式集總總線分段總線、專用互連編程工藝EPROM、E2ROM、FLASHSRAM編程類型ROM、信息固定RAM、可實(shí)時重構(gòu)性能：邏輯電路在中小規(guī)模范圍內(nèi)，選用CPLD價(jià)格較便宜，能直接用于系統(tǒng)。各系統(tǒng)的CPLD器件的邏輯規(guī)模覆蓋面屬中小規(guī)模，器件有很寬的可選范圍，上市速度快，市場風(fēng)險(xiǎn)小。對于大規(guī)模的邏輯電路設(shè)計(jì)，則多采用FPGA。因?yàn)閺倪壿嬕?guī)模上講，F(xiàn)PGA覆蓋了大中規(guī)模范圍。答：數(shù)據(jù)流級建模是描述數(shù)據(jù)在寄存器之間流動和處理的過程。行為級建模在更高層次對系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)流進(jìn)行描述。答：在VerilogHDL模型中，所有時延都用單位時間表述。使用`timescale編譯器指令將單位時間與實(shí)際時間相關(guān)聯(lián)。用于定義仿真時間、延遲時間的單位和時延精度。答：（1）產(chǎn)生模擬激勵(波形)；（2）將模擬的輸入激勵加入到被測試模塊端口并觀測其輸出響應(yīng)；（3）將被測模塊的輸出與期望值進(jìn)行比較，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確與否。答：FPGA是現(xiàn)場可編程門陣列，CPLD中文全稱是復(fù)雜可編程邏輯器件。其中CPLD是基于乘積項(xiàng)的可編程邏輯結(jié)構(gòu)，F(xiàn)PGA是基于查找表的可編程邏輯結(jié)構(gòu)。答：CPLD是基于乘積項(xiàng)的可編程結(jié)構(gòu)，基本構(gòu)成：邏輯陣列塊LAB、宏單元、擴(kuò)展乘積項(xiàng)、可編程連線陣列、I/O控制器。答：FPGA是基于SRAM查找表的可編程結(jié)構(gòu)。FPGA的核心部分是邏輯單元陣列LCA，LCA是由內(nèi)部邏輯塊矩陣和周圍I/O接口模塊組成。LCA內(nèi)部連線在邏輯塊的行列之間，占據(jù)邏輯塊I/O接口模塊之間的通道，可以由可編程開關(guān)以任意方式連接形成邏輯單元之間的互連。答：PLD器件按照編程方式不同，可以分為熔絲(Fuse)或反熔絲開關(guān)、浮柵編程技術(shù)、SRAM配置存儲器答：基于電可擦除存儲單元的EEPROM或Flash技術(shù)的HYPERLINKCPLD的在系統(tǒng)下載稱為編程(Program)；編程過程就是把編程數(shù)據(jù)寫入E2CMOS單元陣列的過程。而把基于SRAM查找表結(jié)構(gòu)的FPGA的在系統(tǒng)下載稱為配置(Configure)。答：分為：從動串行模式、從動并行模式、主動串行、主動并行、JTAG模式。主動配置由可編程器件引導(dǎo)配置過程，從動配置則由外部處理器控制配置過程。答：因?yàn)槌Ｓ玫腇PGA的結(jié)構(gòu)是基于SRAM的，掉電后芯片內(nèi)的信息將消失，所以配備一個PROM或E2PROM，使得上電后，F(xiàn)PGA的信息由外部加載到芯片中，使得FPGA成為用戶需要功能的芯片。程序補(bǔ)充完整(1）module（2）always（3）case（4）end(5)endmodule(1)module(2)input(3)always(4)begin(5)endmodule(1)module(2)output(3)always@(4)d(5)endmodule(1)`timescale(2)testbench(3)initial(4)$stop(5)endmodule(1)module(2)parameter(3)initial(4)assign(5)endmodule(1)module（2）din,clk（3）[7：0]（4）clr（5）end(1)module(2)data_in1，data_in2，sel(3)sel(4)default(5)endmodule(1)function（2）input（3）a>b（4）end（5）endfunction程序改錯題1：（1）第1行加；（2）第5行wire改為reg（3）第6行always后加@（4）第11行<=改為=（5）第12行后面加endmodule題2：（1）第1行改為moduledff8(clk,reset,d,q);（2）第5行改為output[7：0]q;（3）第7行initial改為always （4）第7行敏感變量加posedgereset（5）第12行去掉；題3：（1）第1行加;（2）第7行改為case(indec)（3）第8行改為4′d0(4)第17行和18行之間加 default：decodeout=7′bx;（5）第19行后endmodule題4：（1）第1行加“′”改為′timescale10ns/1ns（2）第4行加parameter（3）第5行always改為initial（4）第12行之后加join（5）第13行去掉;分號題5：（1）第1行加;分號（2）第8行后加begin（3）第11行后加endtask（4）第18行后加endcase（5）第20行后去掉分號題6：（1）第2行加input改成output；（2）第4行正確為：input[1：0]sel;（3）第6行正確為：always@(in0orin1orin2orin3orsel)（4）第8行正確為：2'b00： out=in0;（5）第12行后面加end題7：（1）第3行正確為output[2：0]outcode;（2）第7行正確為：always@(aorborcordoreorforgorh)（3）第7行后添加：begin（4）第8行正確為：elseouttemp=4'b1000;（5）第18行后面加endmodule題8：（1）第1行正確為：moduleshifter(din,clk,clr,dout);（2）第5行正確為：always@(posedgeclk)（3）第5行后添加：begin（4）第6行正確為：if(clr)dout<=8'b0;（5）第10行后面加end程序分析與設(shè)計(jì)7人投票表決器：。modulevoter7(pass,vote);outputpass;input[6：0]vote;reg[2：0]sum;integeri;regpass;always@(vote)beginsum=0;for(i=0;i<=6;i=i+1)if(vote[i])sum=sum+1;if(sum>4)pass=1;elsepass=0;endendmodule具有循環(huán)左移和循環(huán)右移功能的8位串入并出移位寄存器：moduleshiftreg(clr,clk,din,LorR,dout);inputclr,clk,din;inputLorR;output[7：0]dout;reg[7：0]fifo;assigndout=fifo;always@(posedgeclk)if(clr)fifo<=0;elseif(LorR)fifo<={fifo[6：0],din};elsefifo<={din,fifo[7：1]};endmodule2倍分頻功能的模塊：moduledivide2(clk,clk_o,reset);

input

clk,reset;

output

clk_o;

wirein;

regout;

always@(posedgeclkorposedgereset)

if(reset)

out<=0;

else

out<=in;

assignin=~out;

assignclk_o=out;

endmodule異步復(fù)位、二十進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器：moduleCNT20(CLK,RST,CQ,COUT);inputCLK,RST;output[4：0]CQ;outputCOUT;reg[4：0]CQI;regCOUT;always@(posedgeCLKornegedgeRST)beginif(!RST) begin CQI=5'b0; endelseif(CQI==5'b0)beginCQI=5'b10100; COUT<=1'b1;endelsebeginCQI=CQI-1; COUT<=1'b0;endendassignCQ=CQI;endmodule帶進(jìn)位輸入、輸出的4位全加器“moduleadder8(A,B,CIN,S,COUT);input[8：0]A,B;inputCIN;output[8：0]S;outputCOUT;assign{COUT,S}=A+B+CIN;endmodule同步置數(shù)、同步清零的8位計(jì)數(shù)器：modulecount(out,data,load,reset,clk);output[7：0]out;input[7：0]data;inputload,clk,reset;reg[7：0]out;always@(posedgeclk)beginif(!reset) out=8'h00;elseif(load)out=data;else out=out+1;endendmodule2選1多路選擇器：。持續(xù)賦值moduleMUX21_1(out,a,b,sel);inputa,b,sel;outputout;assignout=(sel==0)?a：b;endmodule阻塞賦值moduleMUX21_2(out,a,b,sel);inputa,b,sel;outputout;regout;always@(aorborsel)beginif(sel==0)out=a;elseout=b;endendmodule阻塞賦值方式描述移位寄存器：moduleblock3(Q0,Q1,Q2,Q3,din,clk);outputQ0,Q1,Q2,Q3;inputclk,din;regQ0,Q1,Q2,Q3;always@(posedgeclk) begin Q0=din;//還有其他多種方式 Q1=Q0; Q2=Q1; Q3=Q2; endendmodule2個位數(shù)相乘：modulemult_for(outcome,a,b);parametersize=8;input[size：1]a,b;output[2*size：1]outcome;reg[2*size：1]outcome;integeri;always@(aorb)beginoutcome=0;for(i=1;i<=size;i=i+1)if(b[i])outcome=outcome+(a<<(i-1));endendmodule8－3優(yōu)先編碼器：moduleencoder8_3(none_on,outcode,a,b,c,d,e,f,g,h);outputnone_o