基于fpga的嵌入式系统设计复习题.docx

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基于fpga的嵌入式系统设计复习题

《基于fpga的嵌入式系统设计》复习题

1、名词概念解释：

（1）ASIC，FPGA，SOC，SOPC，NIOSII，I/O ，IP；

（2）VHDL，verilogHDL，HDL，EDA；

（3）功能仿真，后仿真，设计综合，设计验证；

（4）嵌入式系统的定义：

以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

（5）嵌入式系统的组成：

嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统及应用软件等组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。

其中：

嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件，具有小型化、高效率、高可靠性、高集成度等特点。

外围设备是嵌入式系统中用于完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的部件。

2、填空题

（1）NiosII处理器有三种运行模式：

___________，___________，_____________。

（2）CycloneIIFPGA支持串行配置器件的isp编程，该特性是通过_____________利用JTAG接口实现的。

（3）在SOPCBuilder中，复位地址的偏移量是________，异常地址的偏移量是________。

（4）在NiosII的多处理器系统中，最常用的共享资源是____________。

（5）根据Flash是否支持处理器的直接读操作，NiosII处理的bootloader分成两种模式：

________________bootloader、________________bootloader。

（6）用uC/OS-II操作系统实现以太网与轻量IP功能的时候，以太网的中断号至少是____________。

（7）Altera公司的FPGA常用的配置方式：

 JTAG方式、___________、___________。

（8）CycloneII FPGA上面集成的Block RAM为M4K，一个M4K的大小是________。

（9） 使用QuartusII进行FPGA设计的开发流程是：

设计输入、__________、___________、仿真、_________ 。

（10）NiosII IDE为软件开发提供了4个主要功能：

工程管理器、编辑器和编译器、调试器、____________ 。

（11）SOPC组件On-chip Memory可以用作RAM外，还可以设置成___________，甚至可以设置成双口存取。

（12）CycloneII EP2C35器件包含4个PLL，每个PLL均有_________个输出。

 其中第_________个输出的驱动能力最强。

（13）基于微电子设计的电路通常包含有：

组合逻辑电路和_________逻辑电路。

（14）基于微电子设计的电路通常包含有：

__________电路和时序逻辑电路。

（15）SOC是__________的缩写，EDA是__________的缩写。

（16）电子系统设计主要有_____________和硬件描述语言设计方式，前者比较直观，形象，但通用可移植性弱；后者利用文本的形式描述和设计电路，常用的两种硬件描述语言是__________和__________。

（17）现在集成电路设计主要采用硬件描述语言来描述自己的设计，然后利用EDA工具进行仿真和综合，转换成某种目标文件，然后利用ASIC实现。

请问综合的主要作用是__________________________________________________________。

（18）在基于EDA设计的技术中，有两种基本设计思路，一种是自顶向下的设计思路，一种是__________的设计思路。

（19）在过去的几十年中，数字电路设计技术发展迅速，经历了__________、__________，__________，__________，直到今天的SOC，我们可以把一个完整的系统集成在一个芯片上。

（20）设计仿真具体分为__________和__________，前者对电路的RTL模型的仿真，不考虑信号的时延关系，而后者是对综合或布局布线的网表进行的仿真，考虑信号的时延关系。

3、选择题

（1）基于FPGA的嵌入式系统，下面说法正确的是（）

A．只有运行NiosII软核的FPGA系统才是嵌入式系统

B．基于FPGA的嵌入式系统是在FPGA中运行可配置的软核

C．基于FPGA的嵌入式系统主要特点是运行速度比其他嵌入式系统要快

D．基于FPGA的嵌入式系统是FPGA最主要的应用方向

（2）对于FPGA芯片来讲，下列说法错误的是：

（ ） 

A．FPGA是现场可编程逻辑器件的缩写    

B．FPGA的内部可以集成DSP、PowerPC等模块 

C．FPGA是非易失性器件          

D．FPGA的内部逻辑可以反复修改 

（3）下列不属于FPGA片内资源的是哪个？

（   ）

A. PLL（锁相环） B. LUT（查找表） 

C. NiosII软核处理器             D. DSP处理模块

（4） 下列关于SOPC的说法正确的是：

（   ）

A. SOPC系统可以对其结构进行修改，即可以说SOPC是永不过时的嵌入式系统。

B. NiosII是一种软核处理器，故可以任意修改其内部结构。

C. NiosII可以脱离FPGA芯片单独运行。

D. SOPC系统具有体积小、快速灵活、低功耗等优点。

（5） 下列可综合的Verilog HDL语句是：

（   ） 

A. ！

==                   B. task 

C. initial                  D. #delay 

（6）下列Verilog HDL表达式中正确的是：

（   ） 

A. 4’b001 << 1  =  5’b00010  ； 

B. ！

4’b1011 || !

 4’b0000  =  1’b1  

C. 4’b1010 & 4’b1101 =  1’b1 ；

 D. 4’b1011 && 4’b0100  = 4’b1111 ； 

（7）下列选项中哪个不是嵌入式系统软硬件划分的原则。

（   ） 

A. 系统优化原则

B. 资源利用率原则 

C. 性能原则

D. 性价比原则 

（8）NiosII的系统中SDRAM的IP核时钟与系统全局时钟相差多少度？

（   ） 

A. -60度                   B. -50度 C. -70度                    D. -90度 

（9）下列描述可以在FPGA中稳定运行的是：

（   ） 

A. 状态机编码中采用二进制编码方式    

B. 在时钟上升沿到来时 A的值由“1001”变为“0110” 

C. 大量采用异步电路设计        

D. 采用时钟的正负沿调整采样 

（10）下列不属于FPGA应用范围的是（）

A．信号处理B．智能应用

C．手持PDAD．超大屏幕显示

（11）下列关于软核处理器的说法，正确的是（）

A．软核处理器执行VHDL编写的程序

B．软核处理器是集成在FPGA中的模块

C．NiosII、Microblaze、PowerPC、MIPS都属于软核处理器的范畴

D．NiosII软核可以修改它的指令和外设

（12）下列说法正确的是（）

A．IP核可以挂载到不同的总线上

B．系统中的IP核不支持VeriogHDL和VHDL混合编写

C．同一个IP核在不同的FPGA中具有相同的性能

D．嵌入式软核处理器并不属于IP核的范畴

（13）关于SOPC的说法，错误的是（）

A．SOPC的系统中至少包含一个NiosII软核

B．SOPC技术包含了嵌入式设计的全部，除了硬件PCB外，还包括处理器和实时多任务操作系统（RTOS）

C．SOPC可以体现软硬件协同设计技术

D．如果FPGA中集成了硬核处理器，无论是否使用，系统都属于SOPC系统

（14）下列不属于FPGA片内资源的是（）

A．高速串行收发器B．PLL（数字锁相环）

C．RAMD．FIFO（先进先出）

（15）下面哪项不属于NiosII软核的可定制性（）

A．可以修改基于NiosII的IP核B．提高或降低工作频率

C．增加或取消MMU（内存管理单元）D．自定义NiosII指令

（16）关于FPGA的配置问题下列说法的正确的是（）

A．EPCS16的容量是16Mb

B．FPGA仅支持EPCS配置

C．FPGA的配置优先级最高的是EPCS

D．EPCS配置FPGA属于PS（被动）方式

（17）关于NiosII软核启动过程，下列说法错误的是（）

A．NiosII软核的启动过程主要分为FPGA器件的配置和NiosII程序的加载

B．CFIFlash可以保存FPGA的配置文件、NiosII程序和其他文件数据

C．FPGA配置文件（.sof）和NiosII程序（.elf）都可以保存在EPCS中

D．使用CFIFlash做为NiosII启动的器件时，FPGA把配置数据从CFIFlash读出并加载，然后执行Bootloader把保存的NiosII程序复制SDRAM执行

（18）下列可以在FPGA中稳定运行的是（）

A．在设计中同时存在大量同步和异步设计

B．状态机编码采用二进制码和独热码混合形式

C．使用很多已经验证好的IP核，但没有做整体的仿真

D．有的模块采用时钟上升沿，有的模块采用时钟下降沿

（19）下列哪项不是PLL锁相环的功能:

（   ） 

A. PLL可以优化时钟，故有效降低FPGA芯片的功耗。

B. PLL核是集成在FPGA内的硬IP核，故无论使用与否PLL都存在在FPGA中。

C. 使用PLL可以有效减少时钟偏斜的现象 

D. PLL可以调整时钟的频率，占空比，相位等

（20）下列关于存储器的说法错误的是:

（   ） 

A. Nor flash的的特点是写入数据慢读出数据快。

多用于存储指令。

B. 所有的Flash存储器都存在“位交换”，故必须使用EDC/ECC算法以确保稳定性 

C. Sram是静态随机存储器，一般读写速度很快但容量较小。

D. DDR是在SDRAM的基础上提高一倍时钟。

（21）在FPGA设计中不属于软件硬件协同设计的是（）

A．C2H（CtoHardware）硬件加速编译器

B．难于用软件实现的部分功能用硬件实现

C．在C程序中使用自定义外设的函数

D．根据顶层设计要求，合理划分软硬件结构

（22）下列关于Verilog HDL模块连接正确的是：

（   ） 

Module1  Module2（   .a （code1 ） ,  .clk （clk） ,  .rst （rst ） ,  .b （ k1 ）    ）   

A. a是顶层模块，code1是底层模块。

B. b是顶层模块，k1是底层模块。

C. Module1是底层模块，Module2是顶层模块。

D. Module2的端口可以用reg类型定义

（23）下列不属于软核处理器的是：

（  ）

A．Leon3                            B. OpenRisc1200 

C. Microblaze                       D. MIPS 

（24）关于SystemC和System