第5部分计算机程序员FPGA嵌入式应用3级操作技能复习题A.docx

1、第5部分计算机程序员FPGA嵌入式应用3级操作技能复习题A第5部分操作技能复习题设计基础一、嵌入式硬件调试（试题代码：1.1.1 1.1.5；考核时间： 15min）试题1.1.1（一）试题单1.1.11、操作条件（1）Project Navigator 10.1.03（2）Chipscope 10.1.03（3）Ultrawise实训系统平台（4）素材2、操作内容根据素材案例给定的设计调试任务要求，在已有项目框架及部分模块代码的基础上完成指定模块的调试。硬件调试要求涉及到以下内容：(1) 阅读任务要求，理解模块设计调试要求(2) 使用Chipscope创建ILA核，并配置ILA核的触发参数、

2、数据捕捉参数和待调试信号的连接方式；(3) 进行在线片上调试，捕捉特定信号波形，并将调试工程保存为cpj文件。(4) 在实验箱上实际验证调试后的效果。3、操作要求按照“素材”的具体要求部分进行操作；素材素材内容：1、素材文件夹：sucai1_1_12、任务说明：(1) 工程为61进制的计数器；其模块结构图如所示：图 1(2) 其中CLK为50MHZ时钟，RST为复位信号，Data_Out(5:0)为6位输出计数器数据。具体要求：1) 请使用Chipscope创建一个名字为test的ILA核并配置该核，捕捉Data_Out数据（实际选择时，是选择out）。2) 在配置ILA核时，捕获时钟选择50

3、MHZ时钟，触发信号选择为代码中的26位counter，捕获的数据为Data_Out（5:0），数据采样深度选择为512。3) 在ChipScope中，捕获数据使用N Sample模式，每翻转一次采样128个数据，match中填写为49999999。4) 最后捕捉到的Data_Out数据在ChipScope中的显示要符合以下图片中的样式（数据要10进制的）：（考生答案禁止和下图完全一致（30,30,30,31,32,33不能完全相同），否则视0分处理）5) 考生在做完题目后，要把所生成的bit文件提取出来放在sucai/1_1_1/doc/文件夹下。6) 使用键盘上的“PrScrn”键进行截屏

4、，然后在开始中打开画图软件，按ctrl+v把图片粘贴在画图软件中，保存为JPG格式的图片，命名为1_1_1.jpg。7) 请把1_1_1.jpg放在sucai/1_1_1/doc 文件夹下。（二）评分表1.1.1考生姓名： 准考证号： 试题代码1.1.1考核时间（min）15试题名称嵌入式系统硬件调试编号评分要素配分分值评分标准实际得分1实际运行10101. 考生图片如果有水印，直接0分2. 和实验现象对应给10分合计配分10合计得分实验现象图片Data_out行一定要有4个小段，即图中分别写有30,31,32,33的小段，图片中的四个小段中数字要依次递增（最大值为60，如果出现60，后面应该

5、从0开始）。考评员（签名）：试题1.1.2（一）试题单1.1.21、操作条件（1）Project Navigator 10.1.03（2）Chipscope 10.1.03（3）Ultrawise实训系统平台（4）素材2、操作内容根据素材案例给定的设计调试任务要求，在已有项目框架及部分模块代码的基础上完成指定模块的调试。硬件调试要求涉及到以下内容：(1) 阅读任务要求，理解模块设计调试要求(2) 使用Chipscope创建ILA核，并配置ILA核的触发参数、数据捕捉参数和待调试信号的连接方式；(3) 进行在线片上调试，捕捉特定信号波形，并将调试工程保存为cpj文件。(4) 在实验箱上实际验证调

6、试后的效果。3、操作要求按照“素材”的具体要求部分进行操作；素材素材内容：1、素材文件夹：sucai1_1_22、任务说明：(1) 工程为255进制的计数器；其模块结构图如所示：图 2(2) 其中CLK为50MHZ时钟，RST为复位信号，Data_Out(7:0)为8位输出计数器数据具体要求：1) 请使用Chipscope创建一个名字为test的ILA核并配置该核，捕捉Data_Out数据。2) 在配置ILA核时，捕获时钟选择50MHZ时钟，触发信号选择为代码中的26位counter，捕获的数据为Data_Out（7:0），数据采样深度选择为512。3) 在ChipScope中，捕获数据使用N

7、 Sample模式，每翻转一次采样128个数据，match中填写为49999999。4) 最后捕捉到的Data_Out数据在ChipScope中的显示要符合以下图片中的样式（数据必须要10进制的）：（考生答案禁止和下图完全一致（63,63,64,65,66,67不能完全相同），否则视0分处理）5) 考生在做完题目后，要把所生成的bit文件提取出来放在sucai/1_1_2/doc/文件夹下。6) 使用键盘上的“PrScrn”键进行截屏，然后在开始中打开画图软件，按ctrl+v把图片粘贴在画图软件中，保存为JPG格式的图片，命名为1_1_2.jpg。7) 请把1_1_2.jpg放在sucai/1

8、_1_2/doc 文件夹下。（二）评分表1.1.2考生姓名： 准考证号： 试题代码1.1.2 考核时间（min）15试题名称嵌入式系统硬件调试编号评分要素配分分值评分标准实际得分1实际运行10103. 考生图片如果有水印，直接0分4. 和实验现象对应给10分合计配分10合计得分实验现象图片Data_out行一定要有4个小段，即图中分别写有64,65,66,67的小段，图片中的四个小段中数字要依次递增（最大值为254，如果出现254，后面应该从0开始）。考评员（签名）：试题1.1.3（一）试题单1.1.31、操作条件（1）Project Navigator 10.1.03（2）Chipscope

9、 10.1.03（3）Ultrawise实训系统平台（4）素材2、操作内容根据素材案例给定的设计调试任务要求，在已有项目框架及部分模块代码的基础上完成指定模块的调试。硬件调试要求涉及到以下内容：(1) 阅读任务要求，理解模块设计调试要求(2) 使用Chipscope创建ILA核，并配置ILA核的触发参数、数据捕捉参数和待调试信号的连接方式；(3) 进行在线片上调试，捕捉特定信号波形，并将调试工程保存为cpj文件。(4) 在实验箱上实际验证调试后的效果。3、操作要求按照“素材”的具体要求部分进行操作；素材素材内容：1、素材文件夹：sucai1_1_32、任务说明：(1) 工程为2位2操作数全加器

10、；其模块结构图如所示：图 3(2) 其中clk为50MHZ时钟，rst为复位信号，ina为2位输入数据，inb为2位输入数据，cin为1为输入数据，sum为2位和输出数据，cout为1位进位位。具体要求：1) 请使用Chipscope创建一个名字为test的ILA核并配置该核，捕捉ina，inb，sum和cout共7位数据。2) 数据的输入请查看UCF文件图 43) 在配置ILA核时，捕获时钟选择50MHZ时钟，触发信号选择为ina，捕获的数据为ina，inb，sum和cout共7位数据，捕获数据深度选择512。4) 在ChipScope中，捕获数据使用windows模式，捕获64个数据。5)

11、 最后捕捉到的数据在ChipScope中的显示要符合以下图片中的样式：（禁止和下图完全一致，其中的数字可以不相同，但是逻辑关系一定要正确。ina+inb=(cout,sum)，不能为0+0=0）拨动开关确定输入后，进行捕获。ina范围0到3，inb范围0到3。6) 考生在做完题目后，要把所生成的bit文件提取出来放在sucai/1_1_3/doc/文件夹下。7) 使用键盘上的“PrScrn”键进行截屏，然后在开始中打开画图软件，按ctrl+v把图片粘贴在画图软件中，保存为JPG格式的图片，命名为1_1_3.jpg。8) 请把1_1_3.jpg放在sucai/1_1_3/doc 文件夹下。（二）

12、评分表1.1.3考生姓名： 准考证号： 试题代码1.1.3考核时间（min）15试题名称嵌入式系统硬件调试编号评分要素配分分值评分标准实际得分1实际运行10105. 考生图片如果有水印，直接0分6. 和实验现象对应给10分7. 图片中为0+0=0，不给分合计配分10合计得分实验现象图片中满足ina+inb=(cout,sum)即可给全分考评员（签名）：试题1.1.4（一）试题单1.1.41、操作条件（1）Project Navigator 10.1.03（2）Chipscope 10.1.03（3）Ultrawise实训系统平台（4）素材2、操作内容根据素材案例给定的设计调试任务要求，在已有项

13、目框架及部分模块代码的基础上完成指定模块的调试。硬件调试要求涉及到以下内容：(1) 阅读任务要求，理解模块设计调试要求(2) 使用Chipscope创建ILA核，并配置ILA核的触发参数、数据捕捉参数和待调试信号的连接方式；(3) 进行在线片上调试，捕捉特定信号波形，并将调试工程保存为cpj文件。(4) 在实验箱上实际验证调试后的效果。3、操作要求按照“素材”的具体要求部分进行操作；素材素材内容：1、素材文件夹：sucai1_1_42、任务说明：(1) 工程为移位器；功能：当data_in原来为0，之后data_in变为1时，data_out依次变为1000,1100，1110,1111，即每

14、次data_in移向最高位，其余位向后移。其模块结构图如所示：图 5(2) 其中clock为50MHZ时钟，reset为复位信号，data_in为1为输入数据，shift为4位和输出数据。具体要求：1) 请使用Chipscope创建一个名字为test的ILA核并配置该核，捕捉data_in和shift共5位数据。2) 数据的输入请查看UCF文件3) 在配置ILA核时，捕获时钟选择50MHZ时钟，触发信号选择为代码中的counter，共24位，捕获的数据为data_in和shift共5位数据，捕获数据深度为512。4) 在ChipScope中，捕获数据使用N Sample模式，每翻转一次采样12

15、8个数据，match中的数据填写1111，1111，1111，1111，1111，1100。5) 最后捕捉到的数据在ChipScope中的显示要符合以下图片中的样式（数据要16进制的）：（请勿和下图完全一致，否则视0分处理，其中的数字可以不相同，但是要可以看出逻辑变化且要符合逻辑。）在拨动开关输入后，开始捕获，这样才能获得较好的捕获情况。6) 考生在做完题目后，要把所生成的bit文件提取出来放在sucai/1_1_4/doc/文件夹下。7) 使用键盘上的“PrScrn”键进行截屏，然后在开始中打开画图软件，按ctrl+v把图片粘贴在画图软件中，保存为JPG格式的图片，命名为1_1_4.jpg。

16、8) 请把1_1_4.jpg放在sucai/1_1_4/doc 文件夹下。（二）评分表1.1.4考生姓名： 准考证号： 试题代码1.1.4考核时间（min）15试题名称嵌入式系统硬件调试编号评分要素配分分值评分标准实际得分1实际运行10108. 考生图片如果有水印，直接0分9. 和实验现象对应给10分合计配分10合计得分实验现象Data_in行可以为0，也可以为1。Shift行至少要分两小段（保证能看出逻辑关系），shift为4位，满足移位的关系为shift3:0=（data_in，shift3:1）。考评员（签名）：试题1.1.5（一）试题单1.1.51、操作条件（1）Project Nav

17、igator 10.1.03（2）Chipscope 10.1.03（3）Ultrawise实训系统平台（4）素材2、操作内容根据素材案例给定的设计调试任务要求，在已有项目框架及部分模块代码的基础上完成指定模块的调试。硬件调试要求涉及到以下内容：(5) 阅读任务要求，理解模块设计调试要求(6) 使用Chipscope创建ILA核，并配置ILA核的触发参数、数据捕捉参数和待调试信号的连接方式；(7) 进行在线片上调试，捕捉特定信号波形，并将调试工程保存为cpj文件。(8) 在实验箱上实际验证调试后的效果。3、操作要求按照“素材”的具体要求部分进行操作；素材素材内容：1、素材文件夹：sucai1_

18、1_52、任务说明：(1) 工程为流水灯；功能：led的输出依次为00001111, 00011110, 00111100, 01111000, 11110000, 11100001, 11000011, 10000111, 00001111。（循环左移）其模块结构图如所示：图 6(2) 其中clk为50MHZ时钟，rst为复位信号，leds为8位输出数据。具体要求：1) 请使用Chipscope创建一个名字为test的ILA核并配置该核，捕获的数据为leds共8位数据2) 在配置ILA核时，捕获时钟选择50MHZ时钟，触发信号选择为代码中的cnt，的低25位，捕获的数据为led共8位数据，捕

19、获数据深度为512。3) 在ChipScope中，捕获数据使用N Sample模式，每翻转一次采样128个数据。Match中的数据填写为12499990，改为10进制；4) 最后捕捉到的数据在ChipScope中的显示要符合以下图片中的样式（数据要16进制的）：（禁止原图拷贝，否则视0分处理，其中的数字可以不相同，但是要符合逻辑。）5) 考生在做完题目后，要把所生成的bit文件提取出来放在sucai/1_1_5/doc/文件夹下。6) 使用键盘上的“PrScrn”键进行截屏，然后在开始中打开画图软件，按ctrl+v把图片粘贴在画图软件中，保存为JPG格式的图片，命名为1_1_5.jpg。7)

20、请把1_1_5.jpg放在sucai/1_1_5/doc 文件夹下。（二）评分表1.1.5考生姓名： 准考证号： 试题代码1.1.5考核时间（min）15试题名称嵌入式系统硬件调试编号评分要素配分分值评分标准实际得分1实际运行101010. 考生图片如果有水印，直接0分11. 和实验现象对应给10分合计配分10合计得分实验现象led行一定要有4个小段，即图中分别写有1E,3C,78,F0的小段，图片中的四个小段中数字满足0F,1E,3C,78,F0,E1,C3,87,0F,1E,3C,78,F0中任意连续的4个数。同一段中出现两个相同数字只取一个。考评员（签名）：设计数字逻辑电路一、设计组合逻

21、辑电路（试题代码：2.1.1 - 2.1.5；考核时间：15min）试题2.1.1（一）试题单2.1.11、操作条件（1）Project Navigator 10.1.03（2）Chipscope 10.1.03（3）Ultrawise实训系统平台（4）素材2、操作内容针对给定素材及任务说明完成以下操作：（1） 编写可综合代码（2） 编写组合逻辑电路模块（包括选择器、编码器、译码器、比较器、算术逻辑单元其中之一）（3） 验证在实验箱上调试3、操作要求按照“素材”的具体要求部分进行操作；素材素材内容：1、素材文件夹：sucai2_1_1在素材文件夹中有包含compare.v文件的ISE工程，其功

22、能是实现两个两位二进制数x,y比较，并将结果用三个LED灯进行显示，xey,xgy,xsy分别指示x等于y、x大于y和x小于y。该模块里面包含了一个比较器，如图所示。图 7具体要求：(1) 操作要求：(1) 按照素材中比较器的功能描述，在已有的compare.v文件中填写程序空白处1，2，3，完成比较器的设计；(2) 在实验箱上实际验证设计效果，用Spartan-3E实验板上的拨码开关sw1、sw0分别表示x的高低位，sw3、sw2分别表示y的高低位。用Spartan-3E实验板上LD0, LD1, LD2的灯分别接xey，xgy和xsy，表示x等于y, x大于y, x小于y。下载到试验箱后，

23、查看操作结果，并保存compare.bit文件。(2) 操作结果保存要求：(1) 考生除了在/sucai/2_1_1/ise/工程中填写答案外,还要把填写的答案在/sucai/2_1_13/doc/ 2_1_1答题单.txt重新填写一遍。(2) 考生在做完题目后，要把所生成的bit文件提取出来放在sucai/2_1_1/doc/文件夹下。（二）评分表2.1.1考生姓名： 准考证号： 试题代码2.1.1考核时间（min）15试题名称设计组合逻辑电路编号评分要素配分分值评分标准实际得分1模块实际运行1515能够在实验箱上能看到正确的实验现象给全分，否则不给分合计配分15合计得分实验现象正确的实验现

24、象是：用拨码开关输入sw0=0,sw1=1,sw2=1,sw3=1时，LED2灯应该亮起，其它灯不亮；再输入sw0=1,sw1=1,sw2=0,sw3=1时，LED1灯应该亮起，其它灯不亮。考评员（签名）：试题2.1.2（一）试题单2.1.21、操作条件（1）Project Navigator 10.1.03（2）Chipscope 10.1.03（3）Ultrawise实训系统平台（4）素材2、操作内容针对给定素材及任务说明完成以下操作：（1） 编写可综合代码（2） 编写组合逻辑电路模块（包括选择器、编码器、译码器、比较器、算术逻辑单元其中之一）（3） 验证在实验箱上调试3、操作要求按照“素

25、材”的具体要求部分进行操作；素材素材内容：1、素材文件夹：sucai2_1_2在素材文件夹中有包含decoder.v文件的ISE工程，其功能是实现对输入的译码，并通过LED来显示输入内容，当输入数据变化时，模块检测输入数据的值，并根据输入控制输出，例如输入为十进制数5，则输出的out5为0，其它位全为1，输入十进制数4，则输出的out4为0，其它位全为1，即输入为x时，outx位为0，其它位为1。图 8端口名位宽方向描述in3输入进行译码的端口输入，分别用Spartan-3E开发板拨码开关SW2，SW1，SW0依次表示其高低位out8输出译码输出，输出从高位到低位依次与Spartan-3E开发

26、板LD7，LD6，LD5对应具体要求：1. 操作要求：1. 按照素材中译码器的功能描述，在已有的完decoder.v文件中填写空白处，成该译码器的设计；2. 在实验箱上实际验证设计效果，文件填写正确并综合后下载到实验箱，用拨码开关输入数值，观察LED灯的现象，并保存decoder.bit文件。2. 操作结果保存要求：(1) 考生除了在/sucai/2_1_2/ise/工程中填写答案外,还要把填写的答案在/sucai/2_1_13/doc/ 2_1_2答题单.txt重新填写一遍。(2) 考生在做完题目后，要把所生成的bit文件提取出来放在sucai/2_1_2/doc/文件夹下。（二）评分表2.

27、1.2考生姓名： 准考证号： 试题代码2.1.2考核时间（min）15试题名称设计组合逻辑电路编号评分要素配分分值评分标准实际得分1模块实际运行1515能够在实验箱上能看到正确的实验现象给全分，否则不给分合计配分15合计得分实验现象正确的实验现象是：当8个拨码开关全部输入0时，LED0不亮，其它7个灯全亮；当8个拨码开关全部输入1时，LED7不亮，其它7个灯全亮。考评员（签名）：试题2.1.3（一）试题单2.1.31、操作条件（1）Project Navigator 10.1.03（2）Chipscope 10.1.03（3）Ultrawise实训系统平台（4）素材2、操作内容针对给定素材及任

28、务说明完成以下操作：（1） 编写可综合代码（2） 编写组合逻辑电路模块（包括选择器、编码器、译码器、比较器、算术逻辑单元其中之一）（3） 验证在实验箱上调试3、操作要求按照“素材”的具体要求部分进行操作；素材素材内容：1、素材文件夹：sucai2_1_3在素材文件夹中有一包含chooser.v文件的ISE工程，其功能是输入选择，通过输入选择信号addr选择有效的输入，当选择器使能信号ncs为0，,如果addr为0，则输出mout与输入in1相连，如果addr为1，则输出mout与输入in2相连，模块内容为选择器。图 9端口名位宽方向描述addr1输入输入控制信号。锁定在Spartan-3E开发

29、板拨码开关的SW2in11输入输入信号，锁定在Spartan-3E开发板拨码开关的SW0 in21输入输入信号，锁定在Spartan-3E开发板拨码开关的SW1ncs1 输入选择器使能信号，锁定在Spartan-3E开发板拨码开关的SW3mout1输出显示输入数据的值，锁定Spartan-3E开发板LED的LD0具体要求：1. 操作要求：(1) 按照素材中选择器的功能描述，在已有的chooser.v文件中完成填空，实现该选择器的功能；(2) 在实验箱上实际验证设计效果，完成chooser.v文件并综合下载到实验箱，验证操作现象，并保存chooser.v文件。2. 操作结果保存要求：(1) 考生除了在/sucai/2_1_3/ise/工程中填写答案外,还要把填写的答案在/sucai/2_1_13/doc/ 2_1_3答题单.txt重新填写一遍。(2) 考生在做完题目后，要把所生成的bit文件提取