《EDA技术》复习题电子版答案.docx

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《EDA技术》复习题电子版答案

一、填空题

1、目前国际上较大的PLD器件制造公司有Altera和Xilinx公司。

2、当前最流行并成为IEEE标准的硬件描述语言包括VHDL和VerilogHDL。

3、高密度可编程逻辑器件HDPLD包括EPLD、CPLD和FPGA。

4、PLD从集成密度上可分为LDPLD和HDPLD两类，其中HDPLD包括__EPLD_____、__CPLD_____和___FPGA_____三种。

5、EDA设计流程包括设计准备、设计输入、设计处理和 器件编程四个步骤。

6、图形文件的扩展名是_.bdf__；QuartusII所建工程的扩展名是_.qpf_；自建元件图形符号文件的扩展名_.bsf__；VerilogHDL所编程序的扩展名为__.v__。

7、图形文件的扩展名是.bdf；矢量波形文件的扩展名是.vwf；自建元件图形符号文件的扩展名.bsf。

8、可编程逻辑器件的优化过程主要是对__速度__和___资源___的处理过程即时间 优化和面积 优化。

9、EDA设计输入主要包括__图形输入__、__文本输入和__波形__输入。

10、设计处理的最后一步是产生可供器件编程使用的数据文件，对CPLD来说是产生熔丝图文件即JEDEC文件，对于FPGA来说是产生位流数据文件Bitstream。

11、EDA设计输入主要包括图形输入、文本输入和波形输入。

12、设计优化主要包括面积优化和速度优化。

13、VerilogHDL语言的扩展名为.v。

14、EDA的中文名称是电子设计自动化。

15、EDA仿真分为功能仿真又称前仿真、系统级仿真或行为仿真，用于验证系统的功能；时序仿真又称后仿真、电路级仿真，用于验证系统的时序特性、系统性能。

16、一般把EDA技术的发展分为___CAD____、__CAE_____和___EDA____三个阶段。

17、阻塞型赋值符号为=，非阻塞型赋值符号为<=。

18、用assign描述的语句我们一般称之为组合逻辑，并且它们是属于并行语句，即与语句的书写次序无关；而用always描述的语句我们一般称之为组合逻辑或时序逻辑，并且它们是属于串行语句，即与语句的书写次序有关。

19、a=4’b1001<<2=4’b0100；b=4’b1001>>2=4’b0010；{a,b}=8’b01000010。

20、`timescale1us/100ns中，1us为时间基准单位，100ns为模拟时间精度。

21、标准逻辑位数据类型常用的数值有‘1’、‘0’、‘z’等。

22、在VerilogHDL中的常数包括___数字_、___未知x___和___高阻z__三种。

二、选择题

1、在EDA中，ISP的中文含义是B。

A、网络供应商B、在系统可编程

C、集成可编程芯片D、使用编程器烧写PLD芯片

2、基于HDL语言的设计称之为____B____的设计。

A、自底向上B、自顶向下C、积木式D、定层

3、基于下面技术的PLD器件中允许编程次数最多的是C。

A、FLASHB、EEROMC、SRAMD、PROM

4、大规模可编程器件主要有CPLD和FPGA两类，其中CPLD通过A实现其逻辑功能。

A、可编程乘积项逻辑B、查找表（LUT）C、输入缓冲D、输出缓冲

5、大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对FPGA结构与工作原理的描述中，正确的是___C____。

A、FPGA全称为复杂可编程逻辑器件

B、FPGA是基于乘积项结构的可编程逻辑器件

C、基于SRAM的FPGA器件，在每次上电后必须进行一次配置

D、CPLD是现场可编程逻辑器件

6、以下器件中不属于Altera公司生产的是___D____。

A、ispLSI系列器件B、XC9500系列器件

C、MAX系列器件D、Virtex系列器件

7、基于PLD芯片的设计称之为____A____的设计。

A、自底向上B、自顶向下C、积木式D、定层

8、大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对FPGA结构与工作原理的描述中，正确的是___C_____。

A、FPGA全称为复杂可编程逻辑器件；

B、FPGA是基于乘积项结构的可编程逻辑器件；

C、基于SRAM的FPGA器件，在每次上电后必须进行一次配置；

D、在Altera公司生产的器件中，MAX7000系列属FPGA结构。

9、在EDA中，ISP的中文含义是B。

A、网络供应商B、在系统可编程

C、集成可编程芯片D、使用编程器烧写PLD芯片

10、AlteraCycloneII系列的芯片EP2C8Q208C8N是属于___C_____。

A、ROMB、CPLD

C、FPGAD、GAL

11、下列__B__流程是正确的基于EDA软件的FPGA/CPLD设计流程。

A、原理图/HDL文本输入→适配→综合→功能仿真→编程下载→硬件测试

B、原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→适配→编程下载→硬件测试

C、原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→编程下载→适配→硬件测试

D、原理图/HDL文本输入→功能仿真→适配→编程下载→综合→硬件测试

12、子系统设计优化，主要考虑提高资源利用率减少功耗（即面积优化），以及提高运行速度（即速度优化）；指出下列A是速度优化。

A、流水线设计B、资源共享C、逻辑优化D、串行化

13、下面在对原理图输入设计方法进行数字系统设计的描述中，C是不正确的。

A、原理图输入设计方法直观便捷，但不适合完成较大规模的电路系统设计；

B、原理图输入设计方法一般是一种自底向上的设计方法；

C、原理图输入设计方法无法对电路进行功能描述；

D、原理图输入设计方法也可进行层次化设计。

14、在C语言的基础上演化而来的硬件描述语言是___B_____。

A、VHDLB、VerilogHDLC、AHDD、CUPL

15、EDA的中文含义是A。

A、电子设计自动化B、计算机辅助计算

C、计算机辅助教学D、计算机辅助制造

16、执行QuartusII的B命令，可以检查设计电路错误。

A、CreateDefaultSymbolB、Compiler----编译

C、Simulator----时序仿真D、TimingAnalyzer---时序分析

17、下列EDA软件中，____B____不具有逻辑综合功能。

A、Max+PlusB、ModelSimC、QuartusIID、Synplify

18、在EDA工具中能完成在目标系统器件上布局布线软件称为C。

A、仿真器B、综合器C、适配器D、下载器

19、下列EDA软件中，___B_____不具有逻辑综合功能。

A、Max+PlusB、ModelSimC、QuartusIID、Synplify

20、一种“a=2b'01;b=3b'001;”那么{a,b}=C。

A、4b'1011B、3b'001C、5b'01001D、3b'0001

21、在VerilogHDL语言中，用A表示时钟信号的上升沿。

A、posedgeclkB、negedgeclkC、clk’eventD、clk=’1’

22、VerilogHDL程序中，以下标识符正确的是D。

A、4adder1B、ifC、?

bD、adder8

23、下列标识符中，_____B_____是不合法的标识符。

A、State0B、9moonC、Not_Ack_0D、signall

24、设变量X=3’B010，Y=5’h1B,则{X,Y}的值是A。

A、01011011B、01010110C、11011010D、01001011

25、在VerilogHDL语言中，用B表示时钟信号的下降沿。

A、posedgeclkB、negedgeclkC、clk’eventD、clk=’1’

26、在VerilogHDL的端口声明语句中，用D关键字声明端口为输入方向。

A、outputB、inoutC、inD、input

27、在verilog语言中整型数据与C位寄存器数据在实际意义上是相同的。

A、8B、16C、32D、64

28、VerilogHDL程序的每个模块的内容都是嵌在C两语句之间。

A、start和endmoduleB、module和end

C、module和endmoduleD、start和endstart

29、不符合1987VHDL标准的标识符是C。

A、a_1_inB、a_in_2C、2_aD、asd_1

30、一种“a=5d'5;b=3d'3;”那么{a,b}=A。

A、8b'00101011B、5d'43C、5b'10111D、8d'40

31、在VerilogHDL中，下列语句D不是分支语句。

A、if-elseB、caseC、casezD、repeat

32、P、Q、R都是4bit的输入矢量，下面哪一种表达形式是正确的D。

A、inputP[3:

0],Q,R;

B、inputP,Q,R[3:

0];

C、inputP[3:

0],Q[3:

0],R[3:

0];

D、input[3:

0]P,Q,R;

33、一种“a=1b'1;b=3b'001;”那么{a,b}=C。

A、4b'0011B、3b'001C、4b'1001D、3b'101

34、下列语句中不属于并行语句的是D。

A、过程语句B、assign语句

C、元件例化语句D、case语句

35、下面A是可以用VerilogHDL语言描述，而不能用VHDL语言进行描述的级别。

A、开关级B、门电路级C、体系结构级D、寄存器传输级

36、不完整的IF语句，其综合结果可实现A。

A、时序逻辑电路B、组合逻辑电路

C、双向电路D、三态控制电路

37、设变量X=3’B010，Y=5’h1B,则{X,Y}的值是A。

A、01011011B、01010110C、11011010D、01001011

三、名词解释

1、EDA技术

电子设计自动化，是指计算机技术应用于电子设计过程中而形成的一门新技术。

2、综合

综合是指将VerilogHDL描述的代码转换成实际的电路结构。

3、仿真

仿真是指利用仿真工具，在PC上对VerilogHDL代码所描述的电路功能进行验证。

4、面积优化

在逻辑电路的设计中使得设计所占用的逻辑资源最少。

5、复杂可编程逻辑器件

是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。

6、自顶向下

也就是从整个系统设计的顶层开始，往下一层将系统划分为若干个子模块，然后再将每一个子模块又向下一层划分为若干的子模块。

7、ASIC

ASIC：

专用集成电路。

8、CPLD

CPLD：

复杂可编程逻辑器件。

9、FPGA

FPGA：

现场可编程逻辑器件。

10、IP

IP：

知识产权核。

11、SOPC

SOPC：

可编程片上系统。

12、测试模块

是通过对设计部分施加激励，然后检查其输出正确与否来完成其验证功能的。

13、阻塞赋值

对“=”作为赋值符，阻塞语言按顺序执行，在下一条语言执行之前，上一条赋值语言必须执行完毕。

14、模块

模块是VerilogHDL设计中的一个基本组成单元。

一个设计是由一个或者多个模块组成。

15、非阻塞赋值

用“<=”作为赋值符，非阻塞赋值语句不会阻塞同一个块语句中的其它语句的执行。

16、行为描述

使用结构化过程语句对时序行为进行描述。

17、结构描述

描述设计电路使用的元件及这些元件之间的连接关系。

18、任务

任务是定义一个可重复调用的模块，任务是一个独立的过程赋值语句。

四、简答、程序分析

1、什么是功能仿真？

什么是时序仿真？

（1）功能仿真是直接对HDL、原理图描述或其他描述形式的逻辑功能进行测试模拟。

仿真过程不涉及任何具体器件的硬件特性。

用于验证系统的功能。

（2）时序仿真就是接近真实器件运行特性的仿真，仿真文件已包含了经过逻辑门和布线产生的延迟。

用于验证系统的时序特性、系统性能。

2、传统设计方法和EDA设计方法的主要的不同点？

（1）设计方法不同。

传统是自下而上的方法，EDA是自上而下的设计方法。

（2）传统设计基于电路板；EDA技术是基于芯片的设计方法。

（3）描述方式不同。

传统采用电路图为主，EDA以硬件描述语言为主。

（4）设计手段不同。

传统以手工设计为主，EDA设计为自动设计。

3、试简要说明EDA软件的FPGA/CPLD设计流程？

（1）设计输入。

将电路系统以一定的表达方式输入计算机。

（2）综合。

将电路的高级语言转换成低级的，可与FPGA/CPLD的基本结构相映射的网表文件或程序。

（3）适配。

将由综合器产生的网表文件配置于指定的目标器件中，使之产生最终的下载文件。

（4）仿真。

根据算法和仿真库对设计进行模拟，以验证设计是否正确。

（5）下载。

将适配后生成的下载或配置文件，通过编程器或编程电缆向FPGA/CPLD下载，以便进行硬件调试和验证。

4、采用可编程逻辑器件进行电路和系统设计有什么好处？

（1）便于修改和调试；

（2）缩短开发周期，降低开发成本；

（3）简化系统构成，缩小系统体积；

（4）降低系统功耗，提高系统可靠性等。

5、试简要说明ISP的技术特点？

（1）全面实现了硬件设计与修改的软件化；

（2）简化了设计与调试过程；

（3）容易实现系统硬件的现场升级；

（4）有利于降低系统成本，提高系统可靠性；

（5）器件制造工艺先进，工作速度快，功耗低，集成度高，使用寿命长。

6、简述用EDA技术设计电路的设计流程？

（1）设计准备。

准备工作，如方案论证、系统设计、器件选择等。

（2）设计输入。

将电路系统以一定的表达方式输入计算机。

（3）设计处理。

综合，优化，适配，产生编程文件。

（4）设计校验。

包括功能仿真和时序仿真。

（5）器件编程。

对器件植入编程数据文件。

（6）器件测试和设计验证。

测试器件是否达到预定功能。

7、always语句和initial语句的关键区别是什么？

能否相互嵌套？

always语句是循环语句，initial只执行一次。

它们不能嵌套。

8、Reg型和wire型信号有什么本质的区别？

Reg型信号的初始值一般是什么？

Reg型信号用于进程语句中，并且其语句是顺序语句；而wire型信号则用于模块中，并且其语句是并发语句。

Reg型信号的初始值一般为左边值，即0。

9、写出下面程序中变量x、y、cnt、m、q的类型。

assginx=y;

always@（posegdeclk）

begin

cnt=m+1;

q=~q;

end

x为wire型；

y为reg或wire型；

cnt为reg型；

m为reg或wire型；

q为reg型；

10、画出下面程序段中r的仿真波形？

initial

#20r=1’b0;

#10r=1’b1;

#15r=1’b1;

#25r=1’b1;

#5r=1’b0;

end

XXXXXXXX

2030457075

11、画出下面程序段中r的仿真波形？

fork

#20r=1’b0;

#10r=1’b1;

#15r=1’b1;

#25r=1’b1;

#5r=1’b0;

join

XXXXX

510152025

12、根据下面的程序，画出产生的信号波形。

modulesignal_gen1（d_out）;

outputd_out;

regd_out;

initial

begin

d_out=0;

#1d_out=1;

#2d_out=0;

#3d_out=1;

#4d_out=0;

end;

endmodule

1234

13、程序注释，对下面这一段程序加以注释，并说出其功能。

modulerlshift8（q,d,lod,clk,clr,s,dir,dil）;

//模块端口定义，模块名为rlshift8,端口有q,d,lod,clk,clr,s,dir,dil

input[7:

0]d;//声明输入端口,d是8位向量

inputlod,clk,clr,s,dir,dil;//声明输入端口

output[7:

0]q;//声明输出端口,q是8位向量

reg[7:

0]q;//声明q是8位reg型变量

always@（posedgeclk）

begin

if（~clr）q='b00000000;//如果复位信号clr为低电平，则复位

elseif（lod）q=d;//否则如果lod=1,则q=d

elseif（s）begin

q=q>>1;//q右移一位

q[7]=dir;//q[7]=dir

end//实现右移操作

elsebegin

q=q<<1;//q左移一位

q[0]=dil;//q[0]=dil

end//实现左移操作

end

endmodule

本程序的逻辑功能是：

8位双向移位寄存器

14、程序注释，对下面这一段程序加以注释，并说出其功能。

moduleAAA（a,b）;//模块端口定义，模块名为AAA，端口有a,b

outputa;//声明输出端口

input[6:

0]b;//声明输入端口，b是7位向量

reg[2:

0]sum;//声明sum是3位reg型变量

integeri;//声明i是integer型变量

rega;//声明a是reg型变量

always@（b）

begin

sum=0;

for（i=0;i<=6;i=i+1）

if（b[i]）

sum=sum+1;//如果有人投票，投票数加1

if（sum[2]）a=1;//如果sum>=4，通过

elsea=0;//否则不通过

end

endmodule

本程序的逻辑功能是：

__7人投票表决器____。

15、下面实现的是一个计数器的功能，并用数码管显示。

请把正确的程序写在试卷上。

modulealpher（choice,data,clk）

inputsclk;

outputschoice,data;[6:

0]

regcount;[3:

0]

always@（posedgesclkorchoice）

begin

count=count+1;

case（count）

4'b0000:

data<=8'b11111100;//（共阴的数字0）

4'b0001:

data<=8'b01100000;

4'b0010:

data<=8'b11011010;

4'b0011:

data<=8'b11110010;

4'b0100:

data<=8'b01100110;

4'b0101:

data<=8'b10110110;

4'b0110:

data<=8'b10111110;

4'b0111:

data<=8'b11100000;

4'b1000:

data<=8'b11111110;

4'b1001:

data<=8'b11110110;

4'b1010:

data<=8'b11101110;

4'b1011:

data<=8'b00111110;

4'b1100:

data<=8'b10011100;

4'b1101:

data<=8'b01111010;

4'b1110:

data<=8'b10011110;

endcase

choice=8'b1000000;//（点亮第1位数码管）

endmodule

正确程序为：

modulealpher（choice,data,clk）

inputclk;

output[7:

0]choice,data;

reg[3:

0]count;

always@（posedgeclkorchoice）

begin

count<=count+1;

case（count）

4'b0000:

data<=8'b11111100;//（共阴的数字0）

4'b0001:

data<=8'b01100000;

4'b0010:

data<=8'b11011010;

4'b0011:

data<=8'b11110010;

4'b0100:

data<=8'b01100110;

4'b0101:

data<=8'b10110110;

4'b0110:

data<=8'b10111110;

4'b0111:

data<=8'b11100000;

4'b1000:

data<=8'b11111110;

4'b1001:

data<=8'b11110110;

4'b1010:

data<=8'b11101110;

4'b1011:

data<=8'b00111110;

4'b1100:

data<=8'b10011100;

4'b1101:

data<=8'b01111010;

4'b1110:

data<=8'b10011110;

endcase

choice=8'b10000000;//（点亮第1位数码管）

endmodule

16、采用VerilogHDL语言设计一个带使能的三—八译码器，输入信号为d，输出信号为y，使能信号en为高电平时真值表如下，en为低电平时输出数据8'b11111111。

使能信号en为高电平时真值表

d[2:

0]输入y[7:

0]输出d[2:

0]输入y[7:

0]输出

3'b0008'b111111103'b1008'b11101111

3'b0018'b111111013'b1018'b11011111

3'b0108'b111110113'b1108'b10111111

3'b0118'b111101113'b1118'b01111111

用VerilogHDL描述的三—八译码器源程序如下：

modul