山西大同大學(xué)EDA技術(shù)復(fù)習(xí)題2013

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1、一、 選擇題： 1、 以下關(guān)于信號和變量的描述中錯誤的是( ) A. 信號是描述硬件系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)對象，它的性質(zhì)類似于連接線 B. 信號的定義范圍是結(jié)構(gòu)體、進程 C. 除了沒有方向說明以外，信號與實體的端口概念是一致的 D. 在進程中不能將變量列入敏感信號列表中 2、 以下關(guān)于狀態(tài)機的描述中正確的是( ) A. Moore型狀態(tài)機其輸出是當前狀態(tài)和所有輸入的函數(shù) B. 與Moore型狀態(tài)機相比，Mealy型的輸出變化要領(lǐng)先一個時鐘周期 C. Mealy型狀態(tài)機其輸出是當前狀態(tài)的函數(shù) D. 以上都不對 3、 下列標識符中，( )是不合法的標識符。

2、 A. PP0 B. END C. Not_Ack D. sig 4、 大規(guī)?？删幊唐骷饕蠪PGA、CPLD兩類，下列對CPLD結(jié)構(gòu)與工作原理的描述中，正確的是( )。 A. CPLD即是現(xiàn)場可編程邏輯器件的英文簡稱 B. CPLD是基于查找表結(jié)構(gòu)的可編程邏輯器件 C. 早期的CPLD是從GAL的結(jié)構(gòu)擴展而來 D. 在Altera公司生產(chǎn)的器件中，F(xiàn)LEX10K 系列屬CPLD結(jié)構(gòu) 5、 綜合是EDA設(shè)計流程的關(guān)鍵步驟，在下面對綜合的描述中，( )是錯誤的。 A. 綜合就是把抽象設(shè)計層次中的一種表示轉(zhuǎn)化成另一種表示的過程

3、B. 綜合就是將電路的高級語言轉(zhuǎn)化成低級的，可與FPGA / CPLD的基本結(jié)構(gòu)相映射的網(wǎng)表文件 C. 為實現(xiàn)系統(tǒng)的速度、面積、性能的要求，需要對綜合加以約束，稱為綜合約束 D. 綜合可理解為，將軟件描述與給定的硬件結(jié)構(gòu)用電路網(wǎng)表文件表示的映射過程，并且這種映射關(guān)系是唯一的（即綜合結(jié)果是唯一的） 6、 嵌套使用IF語句，其綜合結(jié)果可實現(xiàn)( )。 A. 帶優(yōu)先級且條件相與的邏輯電路 B. 條件相或的邏輯電路 C. 三態(tài)控制電路 D. 雙向控制電路 7、 在VHDL語言中，下列對時鐘邊沿檢測描述中，錯

4、誤的是( )。 A. if clkevent and clk = ‘1’ then B. if falling_edge(clk) then C. if clk’event and clk = ‘0’ then D. if clk’stable and not clk = ‘1’ then 8、 下列那個流程是正確的基于EDA軟件的FPGA / CPLD設(shè)計流程 A. 原理圖/HDL文本輸入→適配→綜合→功能仿真→編程下載→硬件測試 B. 原理圖/HDL文本輸入→功能仿真→綜合→適配→編程下載→硬件測試 C. 原理圖/HDL文本

5、輸入→功能仿真→綜合→編程下載→→適配硬件測試； D. 原理圖/HDL文本輸入→功能仿真→適配→編程下載→綜合→硬件測試 9、 在VHDL語言中，下列對進程（PROCESS）語句的語句結(jié)構(gòu)及語法規(guī)則的描述中，正確的是( )。 A. PROCESS為一無限循環(huán)語句；敏感信號發(fā)生更新時啟動進程，執(zhí)行完成后，等待下一次進程啟動 B. 敏感信號參數(shù)表中，應(yīng)列出進程中使用的所有輸入信號 C. 進程由說明部分、結(jié)構(gòu)體部分、和敏感信號參數(shù)表三部分組成 D. 當前進程中聲明的變量也可用于其他進程 10、 下列語句中，不屬于并行語句的是( ) A. 進程語句

6、 B. CASE語句 C. 元件例化語句 D. WHEN…ELSE…語句 11、 VHDL語言共支持四種常用庫，其中哪種庫是用戶的VHDL設(shè)計現(xiàn)行工作庫( ) A. IEEE庫 B. VITAL庫 C. STD庫 D. WORK庫 12、 VHDL語言是一種結(jié)構(gòu)化設(shè)計語言；一個設(shè)計實體（電路模塊）包括實體與結(jié)構(gòu)體兩部分，結(jié)構(gòu)體描述( )。 A. 器件外部特性 B. 器件的綜合約束 C. 器件外部特性與內(nèi)部功能 D.

7、 器件的內(nèi)部功能 13、 嵌套的IF語句，其綜合結(jié)果可實現(xiàn)( )。 A. 條件相與的邏輯 B. 條件相或的邏輯 C. 條件相異或的邏輯 D. 三態(tài)控制電路 14、 在一個VHDL設(shè)計中，idata是一個信號，數(shù)據(jù)類型為std_logic_vector，試指出下面那個賦值語句是錯誤的。 A. idata <= “00001111”; B. idata <= b”0000_1111”; C. idata <= X”AB”; D. idata <= B”21”; 15、 在VHDL語言中，下列對時鐘邊沿檢測描述中，錯誤的是( )。 A. if c

8、lk’event and clk = ‘1’ then B. if falling_edge(clk) then C. if clk’event and clk = ‘0’ then D. if clk’stable and not clk = ‘1’ then 16、 請指出Altera Cyclone系列中的EP1C6Q240C8這個器件是屬于( ) A. ROM B. CPLD C. FPGA D. GAL 17、 綜合是EDA設(shè)計流程的關(guān)鍵步驟，在下面對綜合的描述中，( )是錯誤的。 A. 綜合就是把抽象設(shè)計層次中的一種表示轉(zhuǎn)化成另一

9、種表示的過程； B. 綜合就是將電路的高級語言轉(zhuǎn)化成低級的，可與FPGA / CPLD的基本結(jié)構(gòu)相映射的網(wǎng)表文件； C. 為實現(xiàn)系統(tǒng)的速度、面積、性能的要求，需要對綜合加以約束，稱為綜合約束； D. 綜合可理解為，將軟件描述與給定的硬件結(jié)構(gòu)用電路網(wǎng)表文件表示的映射過程，并且這種映射關(guān)系是唯一的（即綜合結(jié)果是唯一的）。 18、 大規(guī)?？删幊唐骷饕蠪PGA、CPLD兩類，下列對FPGA結(jié)構(gòu)與工作原理的描述中，正確的是( )。 A. FPGA是基于乘積項結(jié)構(gòu)的可編程邏輯器件； B. FPGA是全稱為復(fù)雜可編程邏輯器件； C. 基于SRAM的FPGA器件，在每次上電后

10、必須進行一次配置； D. 在Altera公司生產(chǎn)的器件中，MAX7000系列屬FPGA結(jié)構(gòu)。 19、 進程中的變量賦值語句，其變量更新是( )。 A. 立即完成； B. 按順序完成； C. 在進程的最后完成； D. 都不對。 20、 VHDL語言是一種結(jié)構(gòu)化設(shè)計語言；一個設(shè)計實體（電路模塊）包括實體與結(jié)構(gòu)體兩部分，結(jié)構(gòu)體描述( )。 A. 器件外部特性； B. 器件的綜合約束； C. 器件外部特性與內(nèi)部功能； D. 器件的內(nèi)部功能。 21、 不完整的IF語句，其綜合結(jié)果可實現(xiàn)( )。 A. 時序邏輯電路 B. 組合邏輯電路

11、 C. 雙向電路 D. 三態(tài)控制電路 22、 下列標識符中，( )是不合法的標識符。 A. State0 B. 9moon C. Not_Ack_0 D. signall 23、 關(guān)于VHDL中的數(shù)字，請找出以下數(shù)字中最大的一個：( )。 A. 2#1111_1110# B. 8#276# C. 10#170# D. 16#E#E1 24、 在VHDL中，用語句( )表示檢測clock的下升沿 A. clockEVENT B. clockEVENT AND clock＝1 C. clock＝1

12、 D. clockEVENT AND clock＝0 25、 在VHDL中，語句“FOR n IN 0 TO 7 LOOP”定義循環(huán)次數(shù)為( )次 A. 1 B. 7 C. 16 D. 8 26、 在VHDL中，IF語句中至少應(yīng)有1個條件句，條件句必須由( )表達式構(gòu)成。 A. BOOLEAN B. STD_LOGIC C. BIT D. 任意 27、 在VHDL中，為目標信號的賦值符號是( )。 A. <= B. = C. := D. =:

13、 28、 在VHDL的端口聲明語句中，用( )聲明端口為輸出方向。 A. IN B. OUT C. INOUT D. BUFFER 29、 在VHDL的端口聲明語句中，用( )聲明端口為輸入方向。 A. IN B. OUT C. INOUT D. BUFFER 30、 在VHDL中，( )的數(shù)據(jù)傳輸是立即發(fā)生的，不存在任何延時的行為。 A. 數(shù)據(jù) B. 變量 C. 信號 D. 常量 31、 在VHDL的IEEE標準庫中，預(yù)定義的標準邏輯位數(shù)據(jù)STD_LOGIC有( )種邏輯值。

14、 A. 3 B. 8 C. 2 D. 9 32、 在VHDL的FOR_LOOP語句中的循環(huán)變量是一個臨時變量，屬于LOOP語句的局部變量，( )事先聲明。 A. 必須 B. 不必 C. 其類型要 D. 其屬性要 33、 在VHDL的并行語句之間，可以用( )來傳送往來消息。 A. 變量 B. 變量和信號 C. 信號 D. 常量 34、 在VHDL中用( )來把特定的結(jié)構(gòu)體關(guān)聯(lián)一個確定的實體，為一個大型系統(tǒng)的設(shè)計提供管理和進行工程組織。 A. 輸入 B.

15、輸出 C. 綜合 D. 配置 35、 在VHDL中，45_234_278屬于( )文字。 A. 整數(shù) B. 以數(shù)制基數(shù)表示的 C. 實數(shù) D. 物理量 36、 在VHDL中，88_670.551_278屬于( )文字。 A. 整數(shù) B. 以數(shù)制基數(shù)表示的 C. 實數(shù) D. 物理量 37、 在VHDL中，16#FE# 屬于( )文字。 A. 整數(shù) B. 以數(shù)制基數(shù)表示的 C. 實數(shù) D. 物理量 38、 在VHDL中，100 m 屬于( )文字。 A. 整數(shù) B. 以數(shù)制基數(shù)表示的 C. 實數(shù) D.

16、物理量 39、 在下列標識符中，( )是VHDL合法的標識符。 A. 4h_adde B. h_adde C. h_adder D. _h_adde 40、 在下列標識符中，( )是VHDL錯誤的標識符。 A. 4h_adde B. h_adde4 C. h_adder_4 D. h_adde 41、 在VHDL中，( )不能將信息帶出對它定義的當前設(shè)計單元。 A. 信號 B. 常量 C. 數(shù)據(jù) D. 變量 42、 在VHDL中，( )的數(shù)據(jù)傳輸是立即發(fā)生的，不存在任何延時的行為。 A. 信號 B. 常

17、量 C. 數(shù)據(jù) D. 變量 43、 在VHDL中，( )的數(shù)據(jù)傳輸是不是立即發(fā)生的，目標信號的賦值需要一定的延時時間。 A. 信號 B. 常量 C. 數(shù)據(jù) D. 變量 44、 在VHDL中，定義信號名時，可以用( )符號為信號賦初值。 A. <= B. = C. := D. =: 45、 在VHDL的IEEE標準庫中，預(yù)定義的標準邏輯位STD_LOGIC的數(shù)據(jù)類型中的數(shù)據(jù)是用( )表示的。 A. 小寫字母 B. 大寫字母 C. 大或小寫字母 D. 全部是數(shù)字  二、 填空題 1、 下列是ED

18、A技術(shù)應(yīng)用時涉及的步驟： A. 原理圖/HDL文本輸入; B. 適配; C. 時序仿真; D. 編程下載; E. 硬件測試; F. 綜合 請選擇合適的項構(gòu)成基于EDA軟件的FPGA / CPLD設(shè)計流程： A → ___F__ → __B_ → _C__ → D → _E_ 2、 下列優(yōu)化方法中那兩種是速度優(yōu)化方法：__B_、__D__ A. 資源共享 B. 流水線 C. 串行化 D. 關(guān)鍵路徑優(yōu)化 3、 傳統(tǒng)的系統(tǒng)硬件設(shè)計方法采用 自底向上 設(shè)計方法，硬件描述語言設(shè)計方法采用 自頂向下 設(shè)計方法 4、 VHDL的主要五部分構(gòu)件是: 庫 、 包

19、、 實體 、 結(jié)構(gòu)體 以及 配置。 5、 構(gòu)造體描述方式分為： 行為描述 、 寄存器傳輸（RTL）描述方法或稱數(shù)據(jù)流 和 結(jié)構(gòu)描述 。 6、 數(shù)據(jù)對象（DATA OBJECTS）主要包括 信號（SIGNAL）、變量（VARIABLE）和 常量（CONSTANT），它們是用來存放各種類型數(shù)據(jù)的容器。 7、 在VHDL中最常用的庫是 IEEE 標準庫，最常用的程序包是STD_LOGIC_1164程序包。 8、 VHDL的實體由 實體聲明 部分和 結(jié)構(gòu)體 組成。 9、 VHDL中四類操作符分別是邏輯操作符(Logical Operator)、關(guān)系操作符(Relational Opera

20、tor)、算術(shù)操作符(Arithmetic Operator)和符號操作符(Sign Operator)。 10、 VHDL的7種基本邏輯操作符，它們是 與(AND)、或(OR)、與非（NAND）、或非（NOR）、異或（XOR）、異或非（XNOR）和非（NOT）。 11、 實體 和 結(jié)構(gòu)體 是設(shè)計實體的基本組成部分，它們可以構(gòu)成最基本的VHDL程序。 12、 在VHDL的端口聲明語句中，端口方向包括 IN(輸入) 、 OUT（輸出 ） 、 INOUT（ 雙向）和 BUFFER(緩沖） 。 13、 VHDL的標識符名必須以 字母開頭 ，后跟若干字母、數(shù)字或單個下劃線構(gòu)成，但最后不能為

21、下劃線 。 14、 為信號賦初值的符號是 := ；程序中，為變量賦值的符號是 := ，為信號賦值的符號是 <= 15、 VHDL的數(shù)據(jù)類型包括 標量類型 、 復(fù)合類型 、 存儲類型 和 文件類型 。 16、 在VHDL中，標準邏輯位數(shù)據(jù)有 九 種邏輯值。 17、 VHDL的操作符包括 邏輯 、 算術(shù) 、 關(guān)系 和 并置 四類。 18、 一個完整的VHDL語言程序通常包含 庫（library） 、包集合（package）、 實體（entity） 、 構(gòu)造體（architecture）和 配置 各部分。 19、 在一個實體的端口方向說明時，輸入使用 in 表示，那么構(gòu)造

22、體內(nèi)部不能再使用的輸出是用 out 表示；雙向端口是用 inout 表示；構(gòu)造體內(nèi)部可再次使用的輸出是用 buffer 表示； 20、 定義一個信號a，數(shù)據(jù)類型為4位標準邏輯向量 signal a : std_logic_vector(3 downto 0) 定義一個變量b，數(shù)據(jù)類型為2位位向量 variable b : bit_vector(1 downto 0) 。 21、 <=是 小于等于 關(guān)系運算符，又是 賦值運算 操作符。 22、 VHDL語言中std_logic類型取值 ‘Z’ 表示高阻，取值 ‘X’ 表示不確定

23、。 23、 整型對象的范圍約束通常用 range 關(guān)鍵詞，位矢量用 downto/to 關(guān)鍵詞。 24、 位類型的初始化采用 字符 、位矢量用 字符串 。 25、 進程必須位于 結(jié)構(gòu)體 內(nèi)部，變量必須定義于 進程/包/子程序 內(nèi)部。 26、 并置運算符 & 的功能是 把多個位或位向量合并為一個位向量 。 27、 進程執(zhí)行的機制是敏感信號 發(fā)生跳變 。 28、 判斷CLK信號上升沿到達的語句是 if clk’event and clk = ‘1’ then . 29、 任何時序電路都以 時鐘 為驅(qū)動信號，時序電路只

24、是在 時鐘信號的邊沿 到來時，其狀態(tài)才發(fā)生改變。 30、 Moore 狀態(tài)機輸出只依賴于器件的當前狀態(tài)，與 輸入信號 無關(guān)。 31、 賦值語句是（并行/串行） 并行 執(zhí)行的，if語句是（并行/串行） 串行 執(zhí)行的。  三、 判斷題 1、 判斷下列VHDL標識符是否合法，如有錯指出原因 A. 16#0FA# ( )√ B. 10#12F# ( )√ C. 8#789# ( )√ D. 74HC245 ( ) E. D100% ( ) F. SIG-1N ( ) G. NOT_#M (

25、 ) H. DATA_BUS_ ( ) I. RETURN ( ) J. STATE0 ( )√ 2、 傳統(tǒng)的系統(tǒng)硬件設(shè)計方法是采用自上而下（top down）的設(shè)計方法，利用硬件描述語言（HDL）的硬件電路設(shè)計方法采用自下而上（bottom up）的設(shè)計方法。（） 傳統(tǒng)的系統(tǒng)硬件設(shè)計方法是采用自下而上（bottom up）的設(shè)計方法，利用硬件描述語言（HDL）的硬件電路設(shè)計方法采用自上而下（top down）的設(shè)計方法 3、 VHDL可以采用層次化的設(shè)計，一個高層的結(jié)構(gòu)體中可以調(diào)用低層的實體 （ √ ） 4、 一個VHAL程序中僅能使用一個進程（proces

26、s）語句。 （） 可以使用多個進程語句。 5、 VHDL語言的預(yù)算操作包括了邏輯運算符、關(guān)系運算符、乘法運算符等，它們?nèi)叩膬?yōu)先級是相同的。 （ ） 邏輯運算符<關(guān)系運算符<乘法運算 6、 進程語句中，不管在何時，process語句后面必須列出敏感信號 （） 包含wait語句的進程語句可不列出敏感信號。 7、 在結(jié)構(gòu)體中定義一個全局變量（VARIABLES），可以在所有進程中使用。 （） “變量（VARIABLES）”改為“信號”。 四、 EDA名詞解釋 1、 ASIC：專用集成電路(Application

27、 Specific Integrated Circuits) 2、 EDA：電子設(shè)計自動化(Electronic Design Automation) 3、 PROM：可編程只讀存儲器(Programmable Read Memory) 4、 IP：知識產(chǎn)權(quán)核（） 5、 SOC： 片上系統(tǒng)（System On Chip） 6、 VHDL：超高速集成電路硬件描述語言（VHSIC Hardware Description Language）。 7、 RTL： 寄存器傳輸級(Register Transport Level) 8、 SOPC：可編程片上系統(tǒng)（System On Pr

28、ogrammable Chip） 9、 PLD：可編程邏輯器件(Programmable Logic Array) 10、 GAL：通用陣列邏輯（Geniric Array Logic） 11、 FPGA：現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array ) 12、 CPLD：復(fù)雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device)  五、 簡答題 1、 簡述VHDL程序的基本結(jié)構(gòu)。 庫、程序包、實體、結(jié)構(gòu)體、配置 2、 子程序分為那兩類，其結(jié)構(gòu)為什么。 子程序有兩種類型，即過程(PROCEDURE)和函數(shù)

29、(FUNCTION)。 FUNCTION 函數(shù)名（參數(shù)表） RETURN 數(shù)據(jù)類型 --函數(shù)首 FUNCTION 函數(shù)名（參數(shù)表）RETURN 數(shù)據(jù)類型 IS -- 函數(shù)體 [說明部分 ] BEGIN 順序語句 ; END FUNCTION 函數(shù)名; PROCEDURE 過程名(參數(shù)表) -- 過程首 PROCEDURE 過程名(參數(shù)表) IS -- 過程體 [說明部分] BIGIN 順序語句; END PROCEDURE 過程名; 3、 信號與

30、變量的賦值有何區(qū)別？。 信號延時賦值，變量立即賦值； 信號的代入使用<=，變量的代入使用:=； 信號在實際的硬件當中有對應(yīng)的連線，變量沒有 4、 可編程器件分為哪些類？ 答：一類是集成度較低的，早期出現(xiàn)的PROM、PLD、PAL、GAL，可用的邏輯門數(shù)大約在500門以下，稱為簡單PLD。 另一類是芯片集成度較高的，如現(xiàn)在大量使用的CPLD和FPGA器件，稱為復(fù)雜PLD。 5、 CASE語句使用當中的注意事項。 (1)條件句中的選擇值必在表達式的取值范圍內(nèi)。 (2)除非所有條件句中的選擇值能完整覆蓋CASE語句中表達式的取值，否則最末一個條件句中的選擇必須用"OTHERS”表

31、示，它代表己給的所有條件句中未能列出的其它可能的取值。關(guān)鍵詞OTHERS只能出現(xiàn)一次，目只能作為最后一種條件取值。使用OTHERS的目的是為了使條件句中的所有選擇值能涵蓋表達式的所有取值，以免綜合器會插入不必要的鎖存器。這一點對于定義為STD_ LOGIC和STD_ LOGIC_VECTOR數(shù)據(jù)類型的值尤為重要，因為這些數(shù)據(jù)對象的取值除了1和0以外，還可能有其它的取值，如高阻態(tài)Z、不定態(tài)X等。 (3) CASE語句中每一條件句的選擇值只能出現(xiàn)一次，不能有相同選擇值的條件語句出現(xiàn)。 (4) CASE語句執(zhí)行中必須選中，目只能選中所列條件語句中的一條。這表明CASE語句中至少要包含一個條件語

32、句。 6、 賦值語句分哪些類，分別寫出一句賦值語句。 信號賦值語句，S<= 變量賦值語句，V? 7、 數(shù)據(jù)對象有哪些種，分別寫出定義這些數(shù)據(jù)對象的一般表述格式。 Constant（常量）在程序中不可以被賦值 Variable（變量）在程序中可以被賦值(用“:=”)，賦值后立即變化為新值。 Signal（信號）在程序中可以被賦值(用“<=”)，但不立即更新，當進程掛起后，才開始更新。 8、 簡述進程語句的使用要點？ [進程名:] process[（觸發(fā)信號列表）] [定義語句；] begin [串行處理語句sequential statement；] end pr

33、ocess PROCESS...END PROCESS 9、 寫出VHDL常用的順序語句的名稱。 賦值語句 流程控制語句 等待語句 子程序調(diào)用語句 返回語句 空操作語句 10、 VHDL語言中的邏輯操作符有那些？ 邏輯運算符AND、OR、NAND、NOR、XOR、XNOR及NOT 11、 使用原理圖輸入設(shè)計功能的優(yōu)勢何優(yōu)點？ 與傳統(tǒng)的數(shù)字電路實驗相比，Quartus提供原理圖設(shè)計功能具有不可比擬的優(yōu)勢和先進性： 設(shè)計者不必具備許多諸如編程技術(shù)、硬件描述語言等知識就能迅速設(shè)計入門，完成大規(guī)模的電路系統(tǒng)設(shè)計 能進行任意層次的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計（傳統(tǒng)的數(shù)字電路實驗只能完

34、成單一層次的設(shè)計）； 能對系統(tǒng)中的任一層次，或任一元件的功能進行精確的時序仿真 通過時序仿真，能迅速定位電路系統(tǒng)的錯誤所在，并隨時糾正。 能對設(shè)計方案進行隨時更改，并儲存設(shè)計工程中所有電路和測試文件入檔； 通過編譯和下載，能在FPGA或CPLD上對設(shè)計項目隨時進行硬件測試驗證； 如果使用FPGA和配置編程方式，將不會有損壞和損耗的問題 符合現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)規(guī)范。 12、 VHDL的操作符有那幾大類？每一類的操作符分別是什么？每一類操作符可以對那些數(shù)據(jù)進行操作（運算）？ 在VHDL中有四類操作符即邏輯操作符(Logical Operator)、關(guān)系操作符(Relational

35、 Operator)、算術(shù)操作符(Arithmetic Operator)和符號操作符(Sign Operator)。前三類操作符是完成邏輯和算術(shù)運算的最基本的操作符單元。 13、 標準邏輯位數(shù)據(jù)類型常用的數(shù)值有哪幾種？ U--Uninitialized未初始化的 X--Forcing Unknown強未知的 0--Forcing 0強0 1--Forcing 1強1 Z--High Impedance 高阻態(tài) W--Weak Unknown弱未知的 L--Weak 0 弱0 H--Weak 1弱1 ---Dont care忽略 14、 在

36、VHDL語言中常見的數(shù)據(jù)類型有那些？ VHDL中的數(shù)據(jù)類型可以分成四大類。 標量型(Scalar Type) 復(fù)合類型(Composite Type) 存取類型(Access Type) 文件類型(Files Type) 15、 實體部分的端口模式有四個類型。 IN模式:IN定義的通道確定為輸入端口，并規(guī)定為單向只讀模式，可以通過此端口將變量(Variable)信息或信號(Signal)信息讀入設(shè)計實體中。 OUT模式:OUT定義的通道確定為輸出端口，并規(guī)定為單向輸出模式，可以通過此端口將信號輸出設(shè)計實體，或者說可以將設(shè)計實體中的信號向此端口賦值。 INOUT模式:INOUT

37、定義的通道確定為輸入輸出雙向端口，即從端口的內(nèi)部看，可以對此端口進行賦值，也可以通過此端口讀入外部的數(shù)據(jù)信息;而從端口的外部看，信號既可以從此端口流出，也可以向此端口輸入信號。INOUT模式包含了IN,OUT和BUFFER二種模式，因此可替代其中任何一種模式，但為了明確程序中各端口的實際任務(wù)，一般不作這種替代。 BUFFER模式:BUFFER定義的通道確定為具有數(shù)據(jù)讀入功能的輸出端口，它與雙向端口的區(qū)別在于只能接受一個驅(qū)動源。 16、 VHDL語句中順序描述語句有哪幾種？ 賦值語句 流程控制語句 等待語句 子程序調(diào)用語句 返回語句 空操作語句 17、 用WAIT語句設(shè)置4種不

38、同的條件分別是什么？ 對于不同的結(jié)束掛起條件的設(shè)置，WAIT語句有以下四種不同的語句格式。 WAIT； -- 第一種語句格式 WAIT ON 信號表； -- 第二種語句格式 WAIT UNTIL 條件表達式； -- 第三種語句格式 WAIT FOR 時間表達式； -- 第四種語句格式， 超時等待語句 18、 常用的if語句有哪幾種？寫出其書寫格式。 A. 門閂 IF條件句Then --第一種IF語句結(jié)構(gòu) 順序語句 END IF B. 二選一 IF條件句Then --第

39、二種IF語句結(jié)構(gòu) 順序語句 ELSE 順序語句 END IF C. 多選擇 IF條件句Then --第三種IF語句結(jié)構(gòu) 順序語句 ELSIF條件句Then 順序語句 ... ELSE 順序語句 END IF D. IF的嵌套 IF條件句Then IF條件句Then ... END IF END IF 19、 如何描述時鐘上升沿和下降沿？ 時鐘脈沖的上升沿的條件可以寫為: IF clock_signal=current_value AND clock_signal’LAST_VALUE AND clock_signal’EVENT 也可以簡寫為:

40、 IF clock_signal= clock_signal’EVENT AND current_value 時鐘脈沖的下降沿的條件可以寫為: IF clock_signal=current_value AND clock_signal’LAST_VALUE AND clock_signal’EVENT 六、 回答題 1、 指出信號和變量有哪些區(qū)別？ 簡單的說,信號是全局的,用于結(jié)構(gòu)體中并行語句間數(shù)據(jù)流的傳遞;變量則是局部的,他主要用于單個進程中中間變量的存儲. 主要用于對暫時數(shù)據(jù)進行局部存儲。 臨時數(shù)據(jù)，沒有物理意義只能在Process和Function中定義，并只在其內(nèi)部

41、有效要使其全局有效，先轉(zhuǎn)換為Signal。 用 := 進行賦值 variable result : std_logic := 0; 變量說明的格式: VARIABLE 變量名:數(shù)據(jù)類型 約束條件:=表達式； 例:VARIABLE X，Y:INTEGER； VARIABLE C:INTEGER RANGE 0 TO 255:=10；(表示變量C的數(shù)據(jù)類型是整型，變量范圍從0到255，初始值為10。) 變量只能在進程語句、函數(shù)語句和過程語句結(jié)構(gòu)中使用，它是一個局部量。在仿真過程中，它不像信號那樣，到了規(guī)定的仿真時間才進行賦值，變量是立即生效的。 信號是抽象的電子電路

42、內(nèi)部硬件連接。它除了沒有數(shù)據(jù)流動方向說明以外，其它性質(zhì)幾乎和前面所述的端口概念一致。信號通常在構(gòu)造體、包集合和實體內(nèi)說明。 信號說明的格式: SIGNAL 信號名；數(shù)據(jù)類型 約束條件:=表達式； 例:SIGNAL a,b,c:STD_LOGIC; SIGNAL COUNT_2:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); SIGNAL S_CLK:BIT:=0; 信號（Signals） 代表連線，Port也是一種信號。 沒有方向性，可給它賦值，也可當作輸入 在Entity中和Architecture中定義 設(shè)定的初始值在綜合時沒有用，只是在仿真時在

43、開始設(shè)定一個起始值。用<=進行賦值。 信號和變量值的代入不僅形式不同，而且其操作過程也不同。在變量的賦值語句中，該語句一旦被執(zhí)行，其值立即被賦予變量。在執(zhí)行下一條語句時，該變量的值就為上一句新賦的值。變量賦值符為“:=”。信號代入語句采用“<=”代入符，該語句即使被執(zhí)行也不會使信號立即發(fā)生代入。下一條語句執(zhí)行時，仍使用原來的信號值。由于信號代入語句是同時進行處理的，因此，實際代入過程和代入語句的處理是分開進行的。 2、 信號賦值語句在什么情況下作為并行語句？在什么情況下作順序語句？信號賦值和變量賦值符號分別是什么？兩種賦值符號有什么區(qū)別？ 信號賦值語句在進程外作并行語句，并發(fā)執(zhí)行，與語句

44、所處的位置無關(guān)。信號賦值語句在進程內(nèi)或子程序內(nèi)做順序語句，按順序執(zhí)行，與語句所處的位置有關(guān)。 信號賦值符號為“<=”變量賦值用“:=”。信號賦值符號用于信號賦值動作，不立即生效。變量，賦值符號用于變量賦值動作，立即生效。 3、 進程的敏感信號表指的是什么？簡述敏感信號表在進程中的作用？ 進程的“敏感信號表”也稱敏感表，是進程的激活條件，可由一個或多個信號組成，各信號間以“，”號分隔。當敏感信號表中的任一個信號有事件發(fā)生，即發(fā)生任意變化，此時，進程被激活，進程中的語句將從上到下逐句執(zhí)行一遍，當最后一條語句執(zhí)行完畢之后，進程即進入等待掛起狀態(tài)，直到下一次敏感表中的信號有事件發(fā)生，進程再次被

45、激活，如此循環(huán)往復(fù)。 4、 什么是庫、程序包、子程序、過程調(diào)用和函數(shù)調(diào)用？ 庫和程序包用來描述和保存元件、類型說明和子程序等，以便在其它設(shè)計中通過其目錄可查詢、調(diào)用。子程序由過程和函數(shù)組成。在子程序調(diào)用過程中，過程能返回多個變量，函數(shù)只能返回一個變量。若子程序調(diào)用的是一個過程，就稱為過程調(diào)用，若子程序調(diào)用的是一個函數(shù)，則稱為函數(shù)調(diào)用。過程調(diào)用、函數(shù)調(diào)用都是子程序調(diào)用。 5、 簡述WHEN_ELSE條件信號賦值語句和IF_ELSE順序語句的異同。 答：WHEN_ELSE條件信號賦值語句中無標點，只有最后有分號；必須成對出現(xiàn)；是并行語句，必須放在結(jié)構(gòu)體中。 IF_ELSE順序語句中有分號

46、；是順序語句，必須放在進程中。 6、 簡述實體端口的模式 A. 輸入（Input）：clk、reset、en、addr等 B. 輸出（Output）：輸出信號，不能內(nèi)部引用 C. 雙向（Inout）：可代替所有其他模式，用于設(shè)計雙向總線 D. 緩沖（Buffer）：與Output類似，但允許該管腳名作為一些邏輯的輸入信號 7、 進程語句是設(shè)計人員描述結(jié)構(gòu)體時使用最為頻繁的語句，簡述其特點。 A. 它可以與其它進程并發(fā)執(zhí)行，并可存取結(jié)構(gòu)體或?qū)嶓w中所定義的信號； B. 進程結(jié)構(gòu)中的所有語句都是按順序執(zhí)行的； C. 為了啟動進程，在進程結(jié)構(gòu)中必須包含一個顯式的敏感

47、信號量表或者包含一個wait語句； D. 進程之間的通信是通過信號量的傳遞來實現(xiàn)的。 8、 EDA 技術(shù)與 ASIC 設(shè)計和 FPGA 開發(fā)有什么關(guān)系? 答： 利用 EDA 技術(shù)進行電子系統(tǒng)設(shè)計的最后目標是完成專用集成電路 ASIC 的設(shè)計和實現(xiàn)； FPGA 和 CPLD 是實現(xiàn)這一途徑的主流器件。FPGA 和 CPLD 通常也被稱為可編程專用 IC，或可編程 ASIC。FPGA 和 CPLD 的應(yīng)用是 EDA 技術(shù)有機融合軟硬件電子設(shè)計技術(shù)、SoC（片上系統(tǒng)）和 ASIC 設(shè)計，以及對自動設(shè)計與自動實現(xiàn)最典型的詮釋。 9、 與軟件描述語言相比，VHDL 有什么特點? 答：編

48、譯器將軟件程序翻譯成基于某種特定 CPU 的機器代碼，這種代碼僅限于這種 CPU 而不能移植，并且機器代碼不代表硬件結(jié)構(gòu)，更不能改變 CPU 的硬件結(jié)構(gòu)，只能被動地為其特定的硬件電路結(jié)構(gòu)所利用。 綜合器將 VHDL程序轉(zhuǎn)化的目標是底層的電路結(jié)構(gòu)網(wǎng)表文件，這種滿足 VHDL 設(shè)計程序功能描述的電路結(jié)構(gòu)，不依賴于任何特定硬件環(huán)境；具有相對獨立性。綜合器在將 VHDL(硬件描述語言)表達的電路功能轉(zhuǎn)化成具體的電路結(jié)構(gòu)網(wǎng)表過程中， 具有明顯的能動性和創(chuàng)造性，它不是機械的一一對應(yīng)式的“翻譯” ，而是根據(jù)設(shè)計庫、工藝庫以及預(yù)先設(shè)置的各類約束條件，選擇最優(yōu)的方式完成電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 10、 什么是綜合?有

49、哪些類型?綜合在電子設(shè)計自動化中的地位是什么? A. 什么是綜合? 答：在電子設(shè)計領(lǐng)域中綜合的概念可以表示為：將用行為和功能層次表達的電子系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為低層次的便于具體實現(xiàn)的模塊組合裝配的過程。 B. 有哪些類型? 答：(1)從自然語言轉(zhuǎn)換到 VHDL 語言算法表示，即自然語言綜合。(2) 從算法表示轉(zhuǎn)換到寄存器傳輸級(RegisterTransport Level，RTL)，即從行為域到結(jié)構(gòu)域的綜合，即行為綜合。(3)從 RTL 級表示轉(zhuǎn)換到邏輯門(包括觸發(fā)器)的表示， 即邏輯綜合。 (4)從邏輯門表示轉(zhuǎn)換到版圖表示(ASIC 設(shè)計)， 或轉(zhuǎn)換到 FPGA 的配置網(wǎng)表文件，可稱

50、為版圖綜合或結(jié)構(gòu)綜合。 C. 綜合在電子設(shè)計自動化中的地位是什么? 答：是核心地位（見圖 1-3） 。綜合器具有更復(fù)雜的工作環(huán)境，綜合器在接受 VHDL 程序并準備對其綜合前，必須獲得與最終實現(xiàn)設(shè)計電路硬件特征相關(guān)的 工藝庫信息，以及獲得優(yōu)化綜合的諸多約束條件信息；根據(jù)工藝庫和約束條件信息，將 VHDL 程序轉(zhuǎn)化成電路實現(xiàn)的相關(guān)信息。 11、 在 EDA 技術(shù)中，自頂向下的設(shè)計方法的重要意義是什么? 答：在 EDA 技術(shù)應(yīng)用中，自頂向下的設(shè)計方法，就是在整個設(shè)計流程中各設(shè)計環(huán)節(jié)逐步求精的過程。 12、 IP 在 EDA 技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展中的意義是什么? 答：IP 核具有規(guī)范

51、的接口協(xié)議，良好的可移植與可測試性，為系統(tǒng)開發(fā)提供了可靠的保證。 13、 敘述 EDA 的 FPGA/CPLD 設(shè)計流程。 答： 1.設(shè)計輸入(原理圖/HDL 文本編輯)； 2.綜合； 3.適配； 4.時序仿真與功能仿真； 5.編程下載； 6.硬件測試。 14、 IP 是什么?IP 與 EDA 技術(shù)的關(guān)系是什么? A. IP 是什么? 答：IP 是知識產(chǎn)權(quán)核或知識產(chǎn)權(quán)模塊，用于 ASIC 或 FPGA/CPLD 中的預(yù)先設(shè)計好的電路功能模塊。 B. IP 與 EDA 技術(shù)的關(guān)系是什么? 答：IP 在 EDA 技術(shù)開發(fā)中具有十分重要的地位；與 EDA 技術(shù)的關(guān)系分有軟 I

52、P 、固 IP 、硬 IP ：軟 IP 是用 VHDL 等硬件描述語言描述的功能塊，并不涉及用什么具體電路元件實現(xiàn)這些功能；軟 IP通常是以硬件描述語言 HDL 源文件的形式出現(xiàn)。固 IP 是完成了綜合的功能塊，具有較大的設(shè)計深度，以網(wǎng)表文件的形式提交客戶使用。硬 IP 提供設(shè)計的最終階段產(chǎn)品：掩模。 15、 敘述 ASIC 的設(shè)計方法。 答：ASIC 設(shè)計方法,按版圖結(jié)構(gòu)及制造方法分有半定制(Semi-custom)和全定制(Full-custom)兩種實現(xiàn)方法。 全定制方法是一種基于晶體管級的，手工設(shè)計版圖的制造方法。 半定制法是一種約束性設(shè)計方式，約束的目的是簡化設(shè)計，縮短設(shè)計周

53、期，降低設(shè)計成本，提高設(shè)計正確率。 半定制法按邏輯實現(xiàn)的方式不同，可再分為門陣列法、標準單元法和可編程邏輯器件法。 16、 FPGA/CPLD 在 ASIC 設(shè)計中有什么用途? 答： FPGA/CPLD 在 ASIC 設(shè)計中， 屬于可編程 ASIC 的邏輯器件； 使設(shè)計效率大為提高， 上市的時間大為縮短。 17、 簡述在基于 FPGA/CPLD 的 EDA 設(shè)計流程中所涉及的 EDA 工具，及其在整個流程中的作用。 答：基于 FPGA/CPLD 的 EDA 設(shè)計流程中所涉及的 EDA 工具有：設(shè)計輸入編輯器（作用：接受不同的設(shè)計輸入表達方式，如原理圖輸入方式、狀態(tài)圖輸入方式、波形輸

54、入方式以及 HDL 的文本輸入方式。 ） ；HDL 綜合器（作用：HDL 綜合器根據(jù)工藝庫和約束條件信息，將設(shè)計輸入編輯器提供的信息轉(zhuǎn)化為目標器件硬件結(jié)構(gòu)細節(jié)的信息，并在數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)、化簡優(yōu)化算法以及計算機軟件等復(fù)雜結(jié)體進行優(yōu)化處理） ；仿真器（作用：行為模型的表達、電子系統(tǒng)的建模、邏輯電路的驗證及門級系統(tǒng)的測試）；適配器（作用：完成目標系統(tǒng)在器件上的布局和布線）；下載器（作用：把設(shè)計結(jié)果信息下載到對應(yīng)的實際器件，實現(xiàn)硬件設(shè)計）。 18、 OLMC（輸出邏輯宏單元）有何功能?說明 GAL 是怎樣實現(xiàn)可編程組合電路與時序電路的。 OLMC 有何功能? 答：OLMC 單元設(shè)有多種組態(tài)，可

55、配置成專用組合輸出、專用輸入、 組合輸出雙向口、寄存器輸出、寄存器輸出雙向口等。 說明 GAL 是怎樣實現(xiàn)可編程組合電路與時序電路的? 答：GAL（通用陣列邏輯器件）是通過對其中的 OLMC（輸出邏輯宏單元）的編程和三種模式配置（寄存器模式、復(fù)合模式、簡單模式） ，實現(xiàn)組合電路與時序電路設(shè)計的。 19、 什么是基于乘積項的可編程邏輯結(jié)構(gòu)? 答：GAL、CPLD 之類都是基于乘積項的可編程結(jié)構(gòu)；即包含有可編程與陣列和固定的或陣列的 PAL（可編程陣列邏輯）器件構(gòu)成。 20、 什么是基于查找表的可編程邏輯結(jié)構(gòu)? 答：FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）是基于查找表的可編程邏輯結(jié)構(gòu)。 21、

56、 FPGA 系列器件中的 LAB 有何作用? 答：FPGA（Cyclone/Cyclone II）系列器件主要由邏輯陣列塊 LAB、嵌入式存儲器塊（EAB） 、I/O 單元、嵌入式硬件乘法器和 PLL 等模塊構(gòu)成；其中 LAB（邏輯陣列塊）由一系列相鄰的 LE （邏輯單元）構(gòu)成的；FPGA 可編程資源主要來自邏輯陣列塊 LAB。 22、 與傳統(tǒng)的測試技術(shù)相比，邊界掃描技術(shù)有何優(yōu)點? 答：使用 BST（邊界掃描測試）規(guī)范測試，不必使用物理探針，可在器件正常工作時在系統(tǒng)捕獲測量的功能數(shù)據(jù)?？朔鹘y(tǒng)的外探針測試法和“針床”夾具測試法來無法對 IC 內(nèi)部節(jié)點無法測試的難題。 23、 解釋編

57、程與配置這兩個概念。 答：編程：基于電可擦除存儲單元的 EEPROM 或 Flash 技術(shù)。CPLD 一股使用此技術(shù)進行編程。CPLD 被編程后改變了電可擦除存儲單元中的信息，掉電后可保存。電可擦除編程工藝的優(yōu)點是編程后信息不會因掉電而丟失，但編程次數(shù)有限，編程的速度不快。 配置：基于 SRAM 查找表的編程單元。編程信息是保存在 SRAM 中的，SRAM 在掉電后編程信息立即丟失， 在下次上電后， 還需要重新載入編程信息。 大部分 FPGA 采用該種編程工藝。 該類器件的編程一般稱為配置。 對于 SRAM型 FPGA 來說，配置次數(shù)無限，且速度快；在加電時可隨時更改邏輯；下載信息的保密性

58、也不如電可擦除的編程。 24、 請參閱相關(guān)資料， 并回答問題： 按本章給出的歸類方式， 將基于乘積項的可編程邏輯結(jié)構(gòu)的 PLD 器件歸類為CPLD ； 將基于查找表的可編程邏輯結(jié)構(gòu)的 PLD 器什歸類為 FPGA， 那么， APEX 系列屬于什么類型 PLD 器件? MAXII 系列又屬于什么類型的 PLD 器件?為什么? 答：APEX(Advanced Logic Element Matrix)系列屬于 FPGA 類型 PLD 器件；編程信息存于 SRAM 中。MAX II系列屬于 CPLD 類型的 PLD 器件；編程信息存于 EEPROM 中。 七、 綜合題 1、 完成 A.

59、 解釋帶有下劃線的語句。 B. 畫出該程序的原理圖符號。 C. 說明該程序邏輯功能。 D. 改用WITH_SELECT_WHEN語句編寫下列程序。 Library ieee; Use ieee.std_logic_1164.all; 定義元件庫 entity qk_11 is port( a,b,c,d,en:in std_logic; s:in std_logic_vector(1 downto 0); 輸入信號s是兩位的輸入總線 op:out std_logic ); end qk_11; archi

60、tecture ar_1 of qk_11 is signal f:std_logic_vector(2 downto 0); begin f<=en&s; 將輸入信號en和s連接賦值給f process (f) 敏感信號f的變化將啟動進程 process begin case f is when"100"=>op<=a; when"101"=>op<=b; when"110"=>op<=c; when others=>op<=d; 其他情況，將輸入信

61、號d賦值給op end case; end process; end ar_1; 邏輯功能是：帶有使能端en的四選一數(shù)據(jù)選擇器。 用WITH_SELECT_WHEN語句編寫上述程序： Library ieee; Use ieee.std_logic_1164.all; entity qk_11 is port( a,b,c,d,en:in std_logic; s:in std_logic_vector(1 downto 0); op:out std_logic ); end qk_11; architecture ar_1 of qk_

62、11 is signal f:std_logic_vector(2 downto 0); begin f<=en&s; with f select op<=a when "100", b when "101", c when "110", d when others; end ar_1; 2、 以下是一個模為24（0~23）的8421BCD碼加法計數(shù)器VHDL描述，請補充完整 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY tb IS

63、 PORT ( CLK : IN STD_LOGIC ; SHI, GE : OUT INTEGER RANGE 0 TO 9 ) ; END ; ARCHITECTURE bhv OF tb IS SIGNAL SHI1,GE1 : INTEGER RANGE 0 TO 9; BEGIN PROCESS (CLK) BEGIN IF CLKEVENT AND CLK=1 then IF GE1 = 9 THEN GE1 <= 0 ; SHI1<=SHI

64、1+1; ELSIF SHI1=2 AND GE1=3 THEN SHI1<=0; GE1<=0; ELSE GE1 <= GE1+1; END IF; END IF; END PROCESS ; GE <= GE1; SHI <=SHI1; END bhv; 3、 下面程序是參數(shù)可定制帶計數(shù)使能異步復(fù)位計數(shù)器的VHDL描述，試補充完整。 -- N-bit Up Counter with Lo

65、ad, Count Enable, and -- Asynchronous Reset library ieee; use IEEE.std_logic_1164.all; use IEEE.std_logic_unsigned.all; use IEEE.std_logic_arith.all; entity counter_n is generic (width : integer := 8); port(data : in std_logic_vector (width-1 downto 0); load, en, clk, rst : in std_l

66、ogic; q : out std_logic_vector (width - 1 downto 0)); end counter_n; architecture behave of counter_n is signal count : std_logic_vector (width-1 downto 0); begin process(clk, rst) begin if rst = 1 then count <= (others => ‘0’); ―― 清零 elsif clk’event and clk = ‘1’ then ―― 邊沿檢測 if load = 1 then count <= data; elsif en = 1 then count <= count + 1; end if; end if; end process; q <= cou