Verilog复习题DOC.docx

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Verilog复习题DOC

Verilog复习题

一、填空题

1. 用EDA技术进行电子系统设计的目标是最终完成ASIC的设计与实现。

 2. 可编程器件分为 CPLD和FPGA。

3. 随着EDA技术的不断完善与成熟，自顶向下的设计方法更多的被应用于Verilog HDL

设计当中。

4. 目前国际上较大的PLD器件制造公司有ALtera和Xilinx公司。

 5. 完整的条件语句将产生组合电路，不完整的条件语句将产生时序电路。

 6. 阻塞性赋值符号为=，非阻塞性赋值符号为<= 。

7．有限状态机分为Moore和Mealy两种类型。

8、EDA缩写的含义为电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）

9．状态机常用状态编码有二进制、格雷码和独热码。

10．VerilogHDL中任务可以调用其他任务和函数。

11．系统函数和任务函数的首字符标志为$，预编译指令首字符标志为#。

12．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。

13、大型数字逻辑电路设计采用的IP核有软IP、固IP和硬IP。

二、选择题

1、已知“a =1b’1; b=3b'001;”那么{a,b}＝（  C   ）

   （A） 4b'0011  （B） 3b'001  （C） 4b'1001  （D） 3b'101 

2、在verilog中，下列语句哪个不是分支语句？

（  D    ）  

（A） if-else （B） case  （C） casez  （D） repeat  

3、Verilog HDL语言进行电路设计方法有哪几种（8分） 

①自上而下的设计方法（Top-Down） 

②自下而上的设计方法（Bottom-Up）

 ③综合设计的方法

4、在verilog语言中，a=4b'1011，那么   &a=（D   ）   

（A） 4b'1011  （B） 4b'1111  （C） 1b'1  （D） 1b'0 

5、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） 8  （B） 16  （C） 32  （D） 64  

6、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。

 7. 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）；指出下列哪些方法是面积优化___B______。

   ①流水线设计

 ②资源共享

 ③逻辑优化

 ④串行化

 ⑤寄存器配平

  ⑥关键 路径法

  A．①③⑤ B．②③④     C．②⑤⑥  D．①④⑥ 

8、下列标识符中，_____A_____是不合法的标识符。

 A．9moon     B．State0    C． Not_Ack_0   D． signall

9、 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

6、10、P,Q,R都是4bit的输入矢量，下面哪一种表达形式是正确的5）

1）inputP[3:

0],Q,R;

2）inputP,Q,R[3:

0];

3）inputP[3:

0],Q[3:

0],R[3:

0];

4）input[3:

0]P,[3:

0]Q,[0:

3]R;

5）input[3:

0]P,Q,R;

11、请根据以下两条语句的执行，最后变量A中的值是___①___。

reg[7:

0]A;

A=2'hFF;

①8'b0000_0011②8'h03③8'b1111_1111④8'b11111111

三、简答题

1、简要说明仿真时阻塞赋值与非阻塞赋值的区别

非阻塞（non-blocking）赋值方式（b<=a）：

b的值被赋成新值a的操作,并不是立刻完成的，而是在块结束时才完成；块内的多条赋值语句在块结束时同时赋值；硬件有对应的电路。

阻塞（blocking）赋值方式（b=a）：

b的值立刻被赋成新值a；完成该赋值语句后才能执行下一句的操作；硬件没有对应的电路，因而综合结果未知。

阻塞赋值是在该语句结束是立即完成赋值操作；非阻塞赋值是在整个过程块结束是才完成赋值操作。

2、简述有限状态机FSM分为哪两类？

有何区别？

有限状态机的状态编码风格主要有哪三种？

根据内部结构不同可分为摩尔型状态机和米里型状态机两种。

摩尔型状态机的输出只由当前状态决定，而次态由输入和现态共同决定；米里型状态机的输出由输入和现态共同决定，而次态也由输入和现态决定。

状态编码主要有三种：

连续二进制编码、格雷码和独热码。

3、简述基于数字系统设计流程包括哪些步骤?

包括五个步骤：

⑴、设计输入：

将设计的结构和功能通过原理图或硬件描述语言进行设计或编程，进行语法或逻辑检查，通过表示输入完成，否则反复检查直到无任何错误。

⑵、逻辑综合：

将较高层的设计描述自动转化为较低层次描述的过程，包括行为综合，逻辑综合和版图综合或结构综合，最后生成电路逻辑网表的过程。

⑶、布局布线：

将综合生成的电路网表映射到具体的目标器件中，并产生最终可下载文件的过程。

⑷、仿真：

就是按照逻辑功能的算法和仿真库对设计进行模拟，以验证设计并排除错误的过程，包括功能仿真和时序仿真。

⑸、编程配置：

将适配后生成的编程文件装入到PLD器件的过程，根据不同器件实现编程或配置。

4、简述VerilogHDL编程语言中函数与任务运用有什么特点？

函数和任务都能独立完成相应电路功能，通过在同一模块中的调用实现相应逻辑电路功能。

但它们又有以下不同：

⑴、函数中不能包含时序控制语句，对函数的调用，必须在同一仿真时刻返回。

而任务可以包含时序控制语句，任务的返回时间和调用时间可以不同。

⑵、在函数中不能调用任务，而任务中可以调用其它任务和函数。

但在函数中可以调用其它函数或函数自身。

⑶、函数必须包含至少一个端口，且在函数中只能定义input端口。

任务可以包含0个或任何多个端口，且可以定义input、output和inout端口。

⑷、函数必须返回一个值，而任务不能返回值，只能通过output或inout端口来传递执行结果。

5、简述FPGA与CPLD两种器件应用特点。

CPLD与FPGA都是通用可编程逻辑器件，均可在EDA仿真平台上进行数字逻辑电路设计，它们不同体现在以下几方面：

⑴FPGA集成度和复杂度高于CPLD，所以FPGA可实现复杂逻辑电路设计，而CPLD适合简单和低成本的逻辑电路设计。

⑵、FPGA内主要由LUT和寄存器组成，倾向实现复杂时序逻辑电路设计，而CPLD内主要由乘积项逻辑组成，倾向实现组合逻辑电路设计。

⑶、FPGA工艺多为SRAM、flash等工艺，掉电后内信息消失，所以该类型需外配存储器，而CPLD工艺多为EEPROM等工艺，掉电后信息不消失，所以不用外配存储器。

⑷、FPGA相对CPLD成本高，但都可以在内都镶嵌硬核和软核，实现片上系统功能。

四、计算题

 1、   利用有限状态机，以格雷码编译方式设计一个从输出信号序列中检测出101信号的电路图，其方块图、状态图和状态表如图表示。

modulemelay（clk,Din,reset,Qout）;

inputclk,reset;

inputDin;

outputQout;

regQout;

parameter[1:

0]S0=2'b00,S1=2'b01,S2=2'b11;

reg[1:

0]CS;

reg[1:

0]NS;

always@（posedgeclkorposedgereset）

begin

if（reset==1'b01）

CS=S0;

elseCS=NS;

end

always@（CSorDin）

begin

case（CS）

S0:

beign

if（Din==1'b0）

begin

NS=S0;

Qout=1'b0;

end

else

begin

NS=S1;

Qout=1'b0;

end

end

S1:

begin

if（Din==1'b0）

begin

NS=S2;

Qout=1'b0;

end

else

begin

NS=S1;

Qout=1'b0;

end

end

S2:

beign

if（Din==1'b0）

begin

NS=S0;

Qout=1'b0;

end

else

begin

NS=S1;

Qout=1'b0;

end

end

endcase

end

endmodule

2、 程序注解，并说明整个程序完成的功能。

module  AAA  （ a ,b ）;                                             

 output  a ；                                                   

input [6:

0] b；

reg[2:

0] sum;                                                   

integer i;                                

 reg  a ；                                                        

always @ （b）                                                        

begin                                                            

sum = 0;                                                      

 for（i = 0;i<=6;i = i+1）  

 if（b[i]）              sum = sum+1;                                  

  if（sum[2]）  a = 1;         else       a = 0;                                

end 

endmodule  

 3、设计一个带有异步复位控制端和时钟使能控制端的10进制计数器。

 端口设定如下：

  输入端口：

CLK：

时钟，RST：

复位端，EN：

时钟使能端，LOAD：

置位控制端， DIN：

置位数据端；  输出端口：

COUT：

进位输出端，DOUT：

计数输出端。

modulecnt10（clk,rst,en,loat,cout,dout,data）;

inputclk;

inputen;

inputrst;

inputload;

input[3:

0]data;

output[3:

0]dout;

outputcout;

reg[3:

0]q1;

regcout;

assigndout=q1;

always@（posedgeclkornegedgerst）begin

if（!

rst）q1<=0;

elseif（en）

begin

if（!

loat）q1<=data;

elseif（q1<9）q1<=q1+1;

elseq1<=4'b0000;

end

end

always@（q1）

if（q1==4'h9）cout=1'b1;

elsecout=1'b0;

endmodule

4、下面是通过case语句实现四选一电路部分程序，将横线上的语句补上，使程序形成完整功能。

case（{s1,s0}）

2’b00:

out=i0;

2’b01:

out=i1;

2’b10:

out=i2;

2’b11:

out=i3;

3、标注各语句功能，指出整个程序完成的电路功能。

//带同步清0/同步置1（低电平有效）的D触发器.

moduledff_syn（q,qn,d,clk,set,reset）;//定义模块为diff_syn,端口为q,qn,d,clk,set,reset

inputd,clk,set,reset;outputregq,qn;//定义端口d,clk,set,reset为输入端口,reg,q,qn为输出端口

always@（posedgeclk）//对clk信号上升沿有效

begin

if（~reset）beginq<=1'b0;qn<=1'b1;end//同步清零,低电平有效

elseif（~set）beginq<=1'b1;qn<=1'b0;end//同步置位,低电平有效

elsebeginq<=d;qn<=~d;end//q输出为d,qn输出为非d;

end

endmodule//模块结束

4、根据图3给定的两个2位全加器信号关系及实现的4位全加器功能部分程序，在下列部分程序中的横线上填入必要语句，实现4位全加器的完整功能。

5、根据下列给定的仿真输入输出波形图2，说明完成此功能的电路是什么功能电路？

并写出对应的VerilogHDL描述程序（图中clk,clr为输入，q,c为输出）。

4进制加法计数器

modulecounter（clk,clr,q,c）

inputclk,clr;

outputret[1:

0]q;

outputc;

always@（posedgeclkornegedgeclr）

begin

if（~clr）q<=2’h0;

else

begin

if（2’h3==q）q<=2’h0;

elseq<=q+2’h1;

end

end

assignc=（2’h3==q）

endmodule

6、采用结构描述方法设计一个二进制数字半加器，输入数据ai与bi，并将和输出到so，进位输出到co，给出详细设计过程。

输入

输出

ai

bi

so

co

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

由输入输出逻辑表达式，采用与门and和异或门xor进行结构描述的程序如下：

（6分）

modulehadd（ai,bi,so,co）;

inputai,bi;

outputso,co;

xor（so,si,ci）;

and（co,ai,bi）;

endmodule

6、采用结构描述方法设计一个二进制数字比较器，比较输入数据a与b的大小，并分别输出到x，y和z，给出详细设计过程。

not（not_a,a）;

not（not_b,b）;

and（ab,a,b）;

and（not_ab,not_a,not_b）;

or（x,ab,not_ab）;

and（y,not_a,b）;

and（z,a,not_b）;

7、采用结构描述方法设计一个3人竞选数字电路，输入数据[2:

0]x，要求2人以上为1表示通过，且输出为y为1，否则输出相反，给出详细设计过程。

modulethree1（x,y）;

input[2:

0]x;outputy;

y=a&b+a&c+b&c=ab+ac+bc;

wirea,b,c;

and（a,x[0],x[1]）;and（b,x[1],x[2]）;and（c,x[1],x[0]）;

or（y,a,b,c）;

endmodule

一、填空题（10分,每小题1分） 

1. 用EDA技术进行电子系统设计的目标是最终完成      ASIC               的设

计与实现。

2. 可编程器件分为 FPGA     和 CPLD   。

3.随着EDA技术的不断完善与成熟，  自顶向下的设计方法更多的被应用于Verilog HDL设计当中。

4.目前国际上较大的PLD器件制造公司有  Altera  和  Xilinx          公司。

 5.完整的条件语句将产生  组合  电路，不完整的条件语句将产生时序   电路。

6.阻塞性赋值符号为     =             ，非阻塞性赋值符号为         <=             。

二、选择题 （10分，每小题2分） 

1. 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。

2. 基于EDA软件的FPGA / CPLD设计流程为：

原理图/HDL文本输入 →  综合    

→___     __→          →适配→编程下载→硬件测试。

正确的是 B           。

①功能仿真 ②时序仿真 ③逻辑综合 ④配置 ⑤分配管脚            

  A．③①  

B．①⑤ 

C．④⑤ 

D．④② 

3. 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）；指出下列哪些方法是面积优化     B        。

①流水线设计 ②资源共享 ③逻辑优化 ④串行化 

⑤寄存器配平 ⑥关键路径法 A．①③⑤ 

B．②③④     C．②⑤⑥  

D．①④⑥ 

4. 下列标识符中，____A______是不合法的标识符。

A．9moon 

    B．State0    C． Not_Ack_0  

D． signall 

5. 下列语句中，不属于并行语句的是：

___D____ 

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A．过程语句     B．assign语句  C．元件例化语句 D．case语句 

三、EDA名词解释（10分） 

写出下列缩写的中文含义：

ASIC：

                          RTL：

                      FPGA：

                          SOPC：

                     CPLD：

                          LPM：

                      EDA：

                           IEEE：

                      IP：

                             ISP：

四、简答题（10分） 

1. 简要说明仿真时阻塞赋值与非阻塞赋值的区别（本题4分）。

2. 简述有限状态机FSM分为哪两类？

有何区别？

有限状态机的状态编码风格主要有

哪三种？

FSM的三段式描述风格中，三段分别描述什么？

（本题6分） 

五、程序注解（20分,每空1分） 

module  AAA  （ a ,b ）;                                             output  a  

      input [6:

0] b                                                    reg[2:

0] sum;                                                   integer i;                                                       reg  a                                                         always @ （b）                                                        begin                                                             sum = 0;                                                       for（i = 0;i<=6;i = i+1）                                

             if（b[i]）                                          

sum = sum+1;                                 

               if（sum[2]）  a = 1;                                 

else       a = 0;                                 

          end endmodule 

 本程序的逻辑功能是：

                                                 。

四、VerilogHDL语言编程题（1、2小题10分，3小题20分）     要求：

写清分析设计步骤和注释。

1.  试用Verilog HDL描述一个带进位输入、输出的8位全加器。

端口：

A、B为加数，CI为进位输入，S为和，CO为进位输出                  

2. 编写一个带异步清零、异步置位的D触发器。

端口：

CLK为时钟，D为输入，CLK为清零输入端，SET为置位输入端；Q输出端。

3. 设计一个带有异步复位控制端和时钟使能控制端的10进制计数器。

 端口设定如下：

输入端口：

CLK：

时钟，RST：

复位端，EN：

时钟使能端，LOAD：

置位控制端， 

DIN：

置位数据端； 

输出端口：

COUT：

进位输出端，DOUT：

计数输出端。

一、填空题（每空2分，共20分） 

1、  ASIC    

2、    FPGA     和 CPLD   。

 3、自顶向下 

4、  Altera  和  Xilinx   5、组合     时序   6、   =    <=   

二、选择题 （10分，每小题2分） 

1、C   2、 B   3、B