大规模数字逻辑电路设计基础试题库.docx
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一、选择题（每题3分，共15分）：
1、EDA的涵义是：
A、电路板设计自动化B、电子设计自动化
C、电子设计计算机化D、电路设计计算机化
答：
B
2、硬件描述语言的两种主要标准是：
A、VHDL和VerilogHDLB、VHDL和AHDL
C、AHDL和VerilogHDLD、VerilogHDL和MHDL
答：
A
3、下述哪个系列器件不属于简单PLD：
A、ROMB、PLAC、GALD、CPLD
答：
D
4、下述哪些器件不属于复杂PLD：
A、CPLDB、EPLDC、GALD、FPGA
答：
C
5、下述那一种设计方法不属于硬件系统设计：
A、原理图B、HDLC、波形图D、PCB
答：
D
6、下述哪个模块不属于FLEX10K器件：
A、嵌入式阵列快B、逻辑阵列快
C、可编程连线阵列D、I/O单元
答：
C
7、下述哪个模块不属于MAX7000A器件：
A、逻辑阵列快B、宏单元
C、快速通道互连D、I/O控制块
答：
C
8、在MAXpluseII中，设计项目的校验不包括下述那一种：
A、功能仿真B、时序仿真C、定时仿真D、PCB板仿真
答：
D
9、在下述不同后缀的文件中，哪种是原理图输入文件：
A、a.gdfB、a.vhdC、a.wdfD、a.sch
答：
A
10、下述那一种不是MAXpluseII编译器输出的编程文件：
A、a.pofB、a.sofC、a.jedD、a.rpt
答：
D
11、下述根据VHDL进行的I/O名称定义中，哪个是正确的：
A、_data_inputB、data_input_
C、data__inputD、data_input
答：
D
12、下述针对实体的定义中，哪一个是正确的：
A、用于描述所设计系统的外部接口信号
B、用于描述所设计系统的内部接口信号
C、用于描述所设计系统的内部和外部接口信号
D、用于描述所设计系统的外部输入信号
答：
A
12、下述针对构造体的定义中，哪一个是正确的：
A、用于描述系统内部的结构和行为
B、用于描述系统外部的结构和行为
C、用于描述系统内部和外部的结构和行为
D、用于描述系统内部的结构
答：
A
13、分析下述程序，选择正确的运行结果：
PROCESS（A，B，C，D）
BEGIN
D<=A；
X<=B+D；
D<=C；
Y<=B+D；
A、X<=B+AY<=B+CB、X<=B+CY<=B+C
C、X<=B+CY<=B+DD、X<=B+AY<=B+D
答：
B
14、在VHDL中时间是一个物理量数据。
完整的时间量数据应包含哪两部分：
A、自然数和单位B、整数和单位C、整数和字符D、字符和单位
答：
B
15、在VHDL的运算符中，其优先级的排列顺序是：
A、NOT最高，AND最低B、NOT最低，AND最高
C、NOT最高，AND次高D、NOT最低，AND次低
答：
A
16、VHDL中，在利用关系运算符对位矢量数据进行比较时，下述哪个说法正确：
A、比较是从最左边的位开始，自左自右按位进行比较
B、比较是从最右边的位开始，自右自左按位进行比较
C、比较是从最低的位开始，自低到高按位进行比较
D、比较是从最高的位开始，自高到低按位进行比较
答：
A
17、PROCESS语句的启动是由下述哪一类控制的：
A、敏感信号B、内部变量C、外部变量D、常数
答：
A
18、在下述的语句中，哪2个是完成LOOP循环的语句：
A、FORB、IFC、WHILED、CASE
答：
A、C
19、下述关于PROCESS语句特点的描述，哪个不正确：
A、PROCESS不可以与其它进程并发运行
B、进程结构中的所有语句都是按顺序执行的
C、为启动进程，进程中必须包含一个显示的敏感信号量
D、进程之间的通讯是通过信号量传递来实现的
答：
A
20、在信号属性函数中，s’EVENT表示：
如果在当前一个相当小的时间间隔内，事件发生了，则函数将返回：
A、时间值B、信号值C、变量值D、布尔量
答：
D
21、在信号属性函数中，s’ACTIVE——如果在当前一个相当小的时间间隔内，信号发生了改变，则函数将返回：
A、时间值B、信号值C、变量值D、布尔量
答：
D
22、在信号属性函数中，s’LAST_EVENT表示：
该属性函数运行后将返回下述哪一类值：
A、时间值B、信号值C、变量值D、布尔量
答：
A
23、在信号属性函数中，s’LAST_ACTIVE表示：
该属性函数运行后将返回下述哪一类值：
A、时间值B、信号值C、变量值D、布尔量
答：
A
24、在VHDL语言中，描述时序电路程序的执行条件的时钟信号通常采用下述哪两种方式：
A、敏感信号为时钟信号B、用WAITON语句等待时钟
C、用IF条件语句判断D、用WAITFOR语句等待时间到
答：
A，B
25、下述宏模块哪个不包括在MAXpluseII时序电路宏模块中：
A、触发器B、译码器C、计数器D、分频器
答：
B
26、下述宏模块哪个不包括在MAXpluseII运算电路宏模块中：
A、加法器B、译码器C、分频器D、减法器
答：
C
27、在QuartusII中，下述哪一个是MAXpluseII中没有的功能：
A、综合B、布局布线C、仿真D、功耗分析
答：
D
二、填空题（每题2～4分，共10分）：
1、JTAG是指联合___________行动组（测试）
2、ASIC是指___________应用集成电路（特殊）
3、PLD是指___________逻辑器件（可编程）
4、EPLD是指___________可编程逻辑器件（可擦除）
5、CPLD是指___________可编程逻辑器件（复杂）
6、FPGA是指___________可编程门阵列（现场）
7、FPGA可以分成________FPGA和粗粒度FPGA（细粒度）
8、FLEX10K器件结构一般由________阵列块、________阵列块、________互连、________单元和FPGA_______器件组成。
（嵌入式、逻辑、快速通道、I/O、配置）
9、FLEX10K器件中的FastTrack是遍布器件_______的一系列水平和垂直的连续式布线通道。
（长、宽）
10、MAX7000A器件结构一般由________阵列块、________单元、______乘积项、________连线阵列和_______控制块组成。
（逻辑、宏、扩展、可编程、I/O）
11、功能仿真是在不考虑器件_________的理想情况下对设计项目的逻辑功能进行验证的方法.（延时）
12、时序仿真是一种针对_______顺序的仿真。
（时间）
13、MAXpluseII软件的结构由设计________、项目________、项目_______、器件_________四部分组成。
（输入、编译、校验、编程）
14、MAXplusII软件编译器的工作对象是________，在进行设计工作时，必须事先指定相关的工程名称。
（项目）
15、对编译器来说，每个设计项目必须有一个单独的________文件名，并以其文件名组成单独的文件夹。
（工程）
16、在VHDL中，对文件名称的要求是文件名称必须与实体名称________。
（相符）
17、器件的编程是将已设计、编译、调试完成的设计项目，通过硬件接口__________到所选择的器件中。
（编程）
18、一个完整的VHDL语言程序通常包括：
__________、__________、_________、_________、_________5部分（仅要求回答3个部分）。
（实体、构造体、配置、包集合、库）
19、在VHDL语言中的数据主要包括以下3种：
___________、_________、__________。
（信号、变量、常数）
20、在VHDL的运算操作符中，NOT的优先级__________，AND的优先级___________。
（最高、最低）
21、在VHDL中，PRCESS语句是__________执行的，BLOCK语句是__________执行的。
（顺序、并行）
22、在VHDL中PROCESS的启动是由PROCESS的输入信号的变化来启动PROCESS语句，这种信号也称为_______信号。
（敏感）
23、VHDL中存在两种延时类型：
________延时和_______延时。
（惯性、传输）
24、在VHDL语言的LOOP语句中，包含_________循环变量语句和
___________条件循环语句。
（FOR、WHILE）
25、在构造体中，多个PROCESS语句可以__________运行，而在每个PROCESS中的语句都是________执行。
（并发、顺序）
26、在信号属性函数中，s’EVENT表示：
如果在当前一个相当小的_________间隔内，事件发生了，则函数将返回一个“TRUE”的布尔量；否则返回“FALSE”。
（时间）
27、在信号属性函数中，s’ACTIVE表示：
如果在当前一个相当小的________间隔内，信号发生了改变，则函数将返回一个“TRUE”的布尔量；否则返回“FALSE”。
（时间）
28、在信号属性函数中，s’LAST_EVENT表示：
该属性函数将返回一个__________值，即从信号前一个事件发生到现在所经过的__________。
（时间、时间）
29、在信号属性函数中，s’LAST_VALUE表示：
该属性函数将返回一个值，该值是_________最后一次改变以前的值。
（信号）
30、在信号属性函数中，s’LAST_ACTIVE表示：
该属性函数将返回一个时间值，即从信号前一次______现在所经过的时间。
（改变）
31、时序电路只是在_______信号的边沿（上升沿或下降沿）到来时才发生状态的改变。
（时钟）
32、无论IF语句还是WAITON语句，在对时钟边沿说明时，必须注明是__________触发还是_________触发。
（上升沿、下降沿）
33、MAXpluseII的时序电路宏模块中包含_________、_________、
__________等（任写3种）。
（触发器、计数器、分频器）
34、MAXpluseII的运算电路宏模块中包含_________、_________、
__________、________等（任写4种）。
（加法器、减法器、乘法器、除法器）
35、在数字逻辑电路设计中常见的时钟信号为：
____________、___________、____________、_____________。
（全局时钟、门控时钟、多级逻辑时钟、行波时钟）
36、在QuartusII的设计流程中，包括__________、_________、__________等设计模块（任写3种）。
（设计输入、综合、布局布线、编程和配置）
三、简述题（每题5～10分，共20分）：
1、简述EDA的涵义。
在数字逻辑系统设计中，EDA的作用。
答：
指电子设计自动化。
在数字逻辑电路设计中完成数字系统的逻辑综合、布局布线、设计仿真、器件编程等工作。
2、EDA的发展通常可以分为那三个阶段，各阶段的特点。
答：
CAD阶段：
具有电路图编辑功能、逻辑模拟功能等初步综合功能；CAE阶段：
各种单元软件已较齐全，并采用统一的数据管理技术，可以完成从设计输入到版图输出的全程设计；EDA阶段：
高层综合、硬件描述语言、平面规划、可测性综合设计、并行设计工程。
3、简述硬件描述语言的涵义及特点：
答：
这是一种以软件描述硬件的功能，信号连接关系及定时关系的语言。
它能比电原理图更有效、更方便地表示硬件电路的特性。
4、何为并行设计工程？
答：
这是基于框架结构的集成化设计系统，在这种设计环境中，使用统一的数据管理系统、通讯管理系统。
由多个设计组共享数据库和知识库，并行进行设计，且在各种平台之间可以顺畅地传递数据。
5、简述ASIC的涵义：
答：
ASIC是指特殊应用集成电路，即专门为某一领域或特殊用户设计制造的LSI、VLSI电路。
6、全定制数字ASIC的涵义：
答：
集成电路的特殊数字电路功能由用户提出，并由集成电路制造厂家的设计人员完成集成电路中晶体管版图设计、位置设计、互连线设计、特殊数字电路设计等全部设计过程。
7、半定制数字ASIC的涵义：
答：
由集成电路制造厂家根据需要，在集成电路芯片上预先制作一些具有通用性的逻辑单元元件和逻辑元件组，可以供用户在其中设计数字逻辑电路的集成电路。
8、简单PLD包括哪些种类器件？
答：
存储器、可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、通用阵列逻辑。
9、简述PLD的涵义：
答：
PLD是指可编程逻辑器件，是集成电路生产厂家作为一种通用性器件生产的半定制逻辑电路，用户可以通过对器件进行编程实现所需要的逻辑功能。
10、简述粗粒度FPGA和细粒度FPGA各自的特点。
答：
细粒度FPGA的逻辑功能块较小，资源可以充分利用，但连线和开关多，速度慢；粗粒度FPGA的逻辑功能块规模大，功能强，但资源不能充分利用。
11、简述大规模数字逻辑电路设计中的自上而下设计方法流程：
答：
是从系统设计的总体要求出发，自上而下地逐步将设计内容细化，最后完成系统硬件的整体设计，输出设计网表，供烧写器件用。
12、简述大规模数字逻辑电路设计中的自下而上设计方法流程：
答:
根据系统对硬件的要求,详细编制技术要求,并画出所需设计系统的设计流程图；具体电路的设计，此时各功能模块电路单独进行设计、单独进行调试；将各模块连接起来进行系统调试。
13、说明器件EP1M120F484C8所表示器件的涵义：
答：
Mercury系列器件，器件类型：
120，封装类型：
FBGA，管脚数：
484，工作温度：
C级，速度等级：
8。
14、说明器件EPF10K100EBC356-1X所表示器件的涵义：
答：
FLEX系列器件，器件类型：
10K100E，封装类型：
BGA，工作温度：
C级，管脚数：
356，速度等级：
－1。
15、简述功能仿真的作用及目的：
答：
是在不考虑器件延时的理想情况下对设计项目的逻辑功能进行验证的方法。
通过功能仿真可以验证已设计项目的逻辑功能是否正确，是否达到设计要求。
16、简述时序仿真的作用及目的：
答：
这是一种针对时间顺序的仿真，即是在考虑了具体器件的各种延时的情况下对设计项目进行的仿真验证方法。
时序仿真不仅测试设计项目的逻辑功能，还测试目标器件在最不利的情况下设计项目的时间顺序关系。
17、简述定时分析的作用及目的：
答：
用于分析器件端口及内部节点之间的传输路径延时、时序逻辑的性能（如最高工作频率、最小时钟周期等）以及器件内部各种寄存器的建立保持时间。
16、简述指定设计项目工程文件名称的目的及作用：
答：
MAXplusII开发软件中编译器的工作对象是项目，所以在进行设计工作时，必须事先指定该设计项目的工程名称，对于每个设计项目必须有一个单独的工程文件名，并以其文件名组成单独的文件夹。
以后所有与该项目有关的在设计中所产生的各种中间文件、设计结果文件、测试文件、编程（下载）文件等大量文件都将存放在该目录下。
17、解释下述符号：
Prim；Mf；Mega_lpm;edif的涵义及功能：
答：
Prim：
Altera基本逻辑函数（Primitives）；
Mf：
74系列逻辑等效宏函数库（Old-StyleMacrofunctions）；
Mega_lpm：
参数化函数（Megafunctions）、宏功能高级模块（如busmux、csfifo、cadram、parallel_add等）和IP功能模块（如UARTs、FFT、FIR、PCI等）；
edif：
edif接口库。
（或：
电子设计交换格式下符号库）
18、简述编译器在进行项目编译时的所进行的工作：
答：
编译器将进行错误检查、网表提取、逻辑综合、器件适配，并产生仿真文件、定时分析文件和编程配置文件。
19、说明VHDL中信号、变量、常数的涵义：
答：
信号：
指所定义的数据是一个全局变量，在ARCHITECTURE，PACKAGE，ENTITY语句中进行说明。
变量：
指所定义的数据是一个局部变量，在PROCESS，FUNCTION，PROCEDURE语句中进行说明。
常数：
指所定义的数据是一个全局常量，在任何情况下都可以加以说明。
通常对应地表示数字电路中的电源或数字地，有时也表示一个常数，如计数器中的预置初始值等。
20、说明VHDL中信号、变量、常数说明格式：
答：
常数说明格式为：
CONSTANT常数名：
数据类型：
＝表达式；
变量说明语句的格式为：
VARIABLE变量名：
数据类型约束条件：
＝表达式；
信号说明格式：
SIGNAL信号名：
数据类型约束条件<=表达式；
21、说明信号值代入和变量值代入在操作过程上的区别：
答：
在变量的赋值语句中，该语句一旦被执行，其值立即被赋予变量，在执行下一条语句时，该变量的值就为新赋的值。
在信号的代入语句中，信号代入语句即使被执行，也不会使信号立即发生代入，下一条语句执行时，仍使用原来的信号值。
22、简述在VHDL中时间的涵义和作用：
答：
时间是一个物理量数据。
完整的时间量数据应包含整数和单位两部分，而且整数和单位之间至少应留有一个空格的位置。
在包集合STANDARD中给出了时间的预定义，其单位为fs、ps、ns、μs、ms、sec、min、hr。
在系统仿真时，时间数据非常有用，用其可以表示信号延时，从而使模型系统能更加逼近实际系统的运行环境，或模拟器件本身所具有的延时特性。
23、写出实体的基本结构，并简要说明其中各部分涵义：
答：
实体结构为：
ENTITY实体名IS
[类属参数说明]；
[端口说明]；
END实体名；
类属参数说明：
类属参数说明必须放在端口说明之前，用于指定参数。
端口说明：
这是对外部端口信号的名称，数据类型和输入、输出的描述。
1）端口名：
赋予每个外部引脚的名称；
2）端口方向：
定义外部引脚的信号是输入还是输出。
24、说明实体的端口方向说明中，OUT和BUFFER在使用中的区别：
答：
OUT允许对应多个信号，但不能将信号反馈回构造体内部；BUFFER只允许对应一个信号，但能够将信号反馈回构造体内部。
25、简述VHDL中惯性延时及传输延时的作用：
答：
（1）惯性延时：
在VHDL中惯性延时是缺省的，即在语句中不作特别说明，产生的延时一定是惯性延时。
惯性延时说明只在进行波形仿真时有意义，逻辑综合时将被忽略。
（2）传输延时：
在VHDL中，传输延时不是缺省的，必须在语句中明确说明。
传输延时常用于描述总线延时、连接线延时及芯片中的路径延时。
26、写出多选则控制条件语句的编程格式，并简述其工作流程：
答：
多选择控制条件语句格式：
IF条件THEN
顺序处理语句；
ELSIF条件THEN
顺序处理语句；
┇
ELSIF条件THEN
顺序处理语句；
ELSE
顺序处理语句；
ENDIF；
在这种多选择控制条件语句中，设置了多个条件，当满足所设置的多个条件之一时，就执行该条件后跟的顺序处理语句。
若所有条件都不满足，则执行ELSE和ENDIF之间的顺序处理语句。
27、写出CASE语句的编程格式，并简述其工作流程：
答：
CASE语句格式：
CASE表达式IS
WHEN条件表达式=>顺序处理语句；
ENDCASE；
其中：
条件表达式有四种形式:
WENH值=>顺序处理语句；
WHEN值|值|值|值|．．．值=>顺序处理语句；（多个值的“或”关系）
WHEN值TO值=>顺序处理语句；（指定一个取值范围）
WHENOTHERS=>顺序处理语句；（表示其他所有的缺省值）
当CASE和IS之间表达式的值满足条件表达式的值时，程序将执行其后由“=>”所指的顺序处理语句。
条件表达式的值可以是一个值；或者是多个值的“或”关系；或者是一个取值范围；或者表示其他所有的缺省值。
28、写出FOR循环语句的编程格式，并简述其工作流程：
答：
FOR循环语句格式：
[标号]：
FOR循环变量IN离散范围LOOP
顺序处理语句；
ENDLOOP[标号]；
FOR循环语句中的循环变量值在每次循环中都自动变化，而离散范围则表示循环变量在循环过程中依次取值的范围。
循环语句中的循环变量不需要在信号说明或变量说明中说明，而且是一个“整数”变量，信号和变量都不能代入到此循环变量中。
29、写出WHILE条件循环语句的编程格式，并简述其工作流程：
答：
WHILE条件循环语句格式：
格式：
[标号]：
WHILE条件LOOP
顺序处理语句；
ENDLOOP[标号]；
在LOOP语句中，WHILE循环是以条件满足与否来确定循环是否继续。
如果条件为“TRUE”，则进行循环；若条件为“FALSE”，则结束循环。
30、简述PROCESS进程语句的特点：
答：
（1）可以与其它进程并发运行，并可以存取构造体或实体中所定义的信号；
（2）进程结构中的所有语句都是按顺序执行的；
（3）为启动进程，进程中必须包含一个显示的敏感信号量或者包含一个WAIT语句；
（4）进程之间的通讯是通过信号量传递来实现的。
四、分析题（每题15分，共30分）：
1、
对下述两个图的输入和输出结构进行分析，并说明哪一种是输入全译码电路：
2、
分析下述FLEX10K器件结构图，简要说明图中各功能块的作用：
3、分析下述MAX7000A器件结构图，简要说明图中各功能块的作用：
3、
分析下述对话框，说明该对话框的作用及其四个选项的作用：
答：
对话框的作用是建立一个与设计工程文件名相同的新文件。
包括图形编辑文件（GraphicEditorFile，后缀.gdf或.sch）、符号编辑文件（SymbolEditorFile）、文本编辑文件（TextEditorFile）、波形编辑文件（WaveformEditorFile）。
4、
分析下述编译器对话窗口，说明对话窗口中7个功能模块的作用：
答：
网表提取、建立数据库、逻辑综合、分割、适配、时序分析、汇编。
5、分析并说明下述DelayMatrix窗口的作用：
答：
作用是分析多个源节点与目标节点之间的传输延迟路径。
并计算每对连接源节点（输入端口）和目标节点（输出端口）之间的最大和最小传播延时。
6、分析并说明下述Setup/HoldTimeAnalysis窗口的作用：
答：
作用是计算从输入端口到触发器、锁存器和异步RAM的信号输入所需的最少的建立时间和保持时间。
7、分析并说明下述RegisteredPerformance窗口的作用并说明图中各项的涵义：
答：
作用是分析时序电路的性能，包括限制性能的延时、最小时钟周期和最高的电路工作频率。
“Clock”项显示被分析的时钟信号名称；“Source”项显示制约时间性能的源节点名称；“Destination”显示制约时间性能的目标节点名称；“Clock
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