fpga期末考試試題及答案

fpga期末考試試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.FPGA的中文名稱是（）A.復(fù)雜可編程邏輯器件B.現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列C.可編程陣列邏輯D.通用陣列邏輯答案：B2.FPGA主要由以下哪種結(jié)構(gòu)組成（）A.與陣列和或陣列B.查找表和寄存器C.熔絲和反熔絲D.全加器和乘法器答案：B3.在FPGA開發(fā)中，以下哪種語(yǔ)言不常用（）A.VHDLB.VerilogC.C++D.SystemVerilog答案：C4.FPGA的配置方式不包括（）A.主動(dòng)配置B.被動(dòng)配置C.遠(yuǎn)程配置D.動(dòng)態(tài)配置答案：C5.以下關(guān)于FPGA時(shí)鐘資源的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.有全局時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)B.時(shí)鐘可以隨意布線C.專用時(shí)鐘引腳D.時(shí)鐘資源有限答案：B6.FPGA的功耗主要取決于（）A.邏輯資源的使用量B.輸入信號(hào)的頻率C.配置方式D.開發(fā)工具答案：A7.在FPGA中，用于實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能的是（）A.寄存器B.鎖存器C.查找表D.移位寄存器答案：C8.FPGA的可編程性是指（）A.可以改變硬件電路的連接B.可以改變軟件程序C.可以改變電源電壓D.可以改變時(shí)鐘頻率答案：A9.以下哪個(gè)不是FPGA的優(yōu)點(diǎn)（）A.可重構(gòu)性B.開發(fā)周期短C.成本低D.性能高且固定不變答案：D10.在FPGA設(shè)計(jì)中，為了提高速度，應(yīng)該（）A.減少邏輯級(jí)數(shù)B.增加邏輯級(jí)數(shù)C.隨意連接邏輯單元D.使用更多的寄存器答案：A二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.FPGA開發(fā)流程包括以下哪些步驟（）A.設(shè)計(jì)輸入B.綜合C.布線D.仿真E.配置答案：ABCDE2.以下哪些是FPGA的邏輯資源（）A.查找表B.寄存器C.進(jìn)位鏈D.塊狀RAME.乘法器答案：ABCDE3.以下關(guān)于VHDL和Verilog的說(shuō)法正確的是（）A.都是硬件描述語(yǔ)言B.語(yǔ)法結(jié)構(gòu)不同C.都可以用于FPGA開發(fā)D.都有可綜合的部分E.都只能用于數(shù)字電路設(shè)計(jì)答案：ABCD4.FPGA的應(yīng)用領(lǐng)域包括（）A.通信B.圖像處理C.工業(yè)控制D.消費(fèi)電子E.航空航天答案：ABCDE5.在FPGA設(shè)計(jì)中，需要考慮的約束條件有（）A.時(shí)序約束B.面積約束C.功耗約束D.資源約束E.溫度約束答案：ABCD6.以下哪些操作可以優(yōu)化FPGA設(shè)計(jì)（）A.邏輯化簡(jiǎn)B.合理使用資源C.優(yōu)化時(shí)鐘樹D.提高工作電壓E.增加布線層數(shù)答案：ABC7.FPGA的配置數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在（）A.片內(nèi)RAMB.片外EEPROMC.片外FlashD.硬盤E.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器答案：ABC8.以下關(guān)于FPGA的布線資源說(shuō)法正確的是（）A.有水平布線資源B.有垂直布線資源C.布線資源有限D(zhuǎn).布線資源分布均勻E.布線資源不影響設(shè)計(jì)性能答案：ABC9.在FPGA中，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器功能可以用到（）A.寄存器B.查找表C.進(jìn)位鏈D.乘法器E.塊狀RAM答案：ABC10.以下哪些是FPGA設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問題（）A.時(shí)序違規(guī)B.資源不足C.功耗過大D.布線擁塞E.信號(hào)完整性問題答案：ABCDE三、判斷題（每題2分，共10題）1.FPGA只能實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯電路，不能實(shí)現(xiàn)模擬電路。（）答案：錯(cuò)誤2.在FPGA中，所有的邏輯功能都由查找表實(shí)現(xiàn)。（）答案：錯(cuò)誤3.VHDL的可讀性比Verilog好。（）答案：因人而異，答案為錯(cuò)誤4.FPGA的配置是一次性的，不能重新配置。（）答案：錯(cuò)誤5.為了節(jié)省資源，在FPGA設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量減少使用寄存器。（）答案：錯(cuò)誤6.只要邏輯功能正確，F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)就不需要考慮時(shí)序問題。（）答案：錯(cuò)誤7.FPGA的開發(fā)成本比ASIC低。（）答案：正確8.塊狀RAM在FPGA中只能用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，不能實(shí)現(xiàn)邏輯功能。（）答案：錯(cuò)誤9.所有的FPGA都有相同的邏輯資源和布線資源。（）答案：錯(cuò)誤10.FPGA的設(shè)計(jì)可以不經(jīng)過仿真直接進(jìn)行配置。（）答案：錯(cuò)誤四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共4題）1.簡(jiǎn)述FPGA的可重構(gòu)性特點(diǎn)。答案：FPGA的可重構(gòu)性指其硬件電路連接可根據(jù)需求改變。通過重新配置內(nèi)部邏輯資源（如查找表、寄存器等）的連接關(guān)系，無(wú)需改變物理硬件，就可實(shí)現(xiàn)不同功能電路，可多次重新配置，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景的快速切換和更新。2.說(shuō)出兩種FPGA設(shè)計(jì)中的時(shí)序約束類型。答案：建立時(shí)間約束和保持時(shí)間約束。建立時(shí)間是指在時(shí)鐘沿到來(lái)之前數(shù)據(jù)必須穩(wěn)定的時(shí)間；保持時(shí)間是指在時(shí)鐘沿到來(lái)之后數(shù)據(jù)必須穩(wěn)定的時(shí)間。3.簡(jiǎn)單描述FPGA中查找表的作用。答案：查找表在FPGA中主要用于實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能。它可以根據(jù)輸入值預(yù)先存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的輸出結(jié)果，通過查找操作快速得到組合邏輯的輸出，大大提高了邏輯運(yùn)算速度。4.簡(jiǎn)述在FPGA設(shè)計(jì)中如何降低功耗。答案：可通過減少邏輯資源使用量，優(yōu)化時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)（如降低時(shí)鐘頻率、減少不必要的時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)），合理設(shè)置輸入輸出信號(hào)等方式來(lái)降低FPGA的功耗。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論在通信領(lǐng)域中FPGA的優(yōu)勢(shì)。答案：在通信領(lǐng)域，F(xiàn)PGA優(yōu)勢(shì)明顯。它可快速重構(gòu)以適應(yīng)不同通信協(xié)議，如從4G到5G的升級(jí)。其并行處理能力適合高速數(shù)據(jù)處理，如基帶信號(hào)處理。而且能靈活定制邏輯，進(jìn)行信道編解碼等復(fù)雜運(yùn)算，開發(fā)周期相對(duì)較短，便于快速推向市場(chǎng)。2.如何在FPGA設(shè)計(jì)中平衡資源利用和性能優(yōu)化？答案：要平衡資源利用和性能優(yōu)化，首先合理規(guī)劃邏輯資源布局。避免過度使用資源造成浪費(fèi)，也防止資源不足。優(yōu)化關(guān)鍵路徑以提高速度，同時(shí)考慮資源復(fù)用，例如共享邏輯單元。還需關(guān)注時(shí)序約束，確保在資源有限下滿足性能要求。3.分析VHDL和Verilog在FPGA開發(fā)中的適用場(chǎng)景。答案：VHDL適用于大型、復(fù)雜且安全性要求高的系統(tǒng)開發(fā)，因其語(yǔ)法嚴(yán)謹(jǐn)。Verilog更適合小型、快速開發(fā)項(xiàng)目，語(yǔ)法簡(jiǎn)潔靈活。對(duì)于需要與C語(yǔ)言混合編程的場(chǎng)景，Verilog相對(duì)更方便，而在航空航天等嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目中，VHDL優(yōu)勢(shì)更