EDA复习题(含答案)

1.可编程逻辑器件在现代电子设计中越来越重要，请问：你所知道的可编程逻辑器件有哪些？目前最常用的两种器件是什么？其结构特征如何？答：按可编程逻辑器件的发展，有简单PLD器件（包括PLA、PAL、GAL、CPLD、FPGA等）和复杂PLD器件两大类。目前最常用的两种复杂PLD器件是CPLD和FPGA。CPLD即复杂可编程逻辑器件，其结构是基于ROM的乘积项的可编程结构，而FPGA是现场可编程门阵列器件，其结构基于可编程的查找表。2.简述FPGA等可编程逻辑器件设计流程答：FPGA等可编程逻辑器件的设计流程即现代EDA设计的流程，主要包括设计输入、逻辑与结构综合、时序与功能仿真、编程下载、硬件测试等步骤。（或绘流程图说明）3.一个设计实体由哪几个基本部分组成？它们的作用如何？答：（1）库与程序包部分：使实体所用资源可见；（2）实体部分：设计实体的外部特征描述；（3）结构体部分：设计实体的内部电路结构或功能描述。4.进程语句是如何启动的？答：进程由敏感信号列表中的敏感信号的变化启动。有两种格式：一种是PROCESS（敏感信号表）IS，一种是PROCESSWAITUNTILL敏感信号5.过程与函数的区别体现在哪些方面？答：相同点：过程与函数都属于子程序，；都需要先定义后使用；都允许调用；都可以重载。但也有不同：（1）过程调用时作为一个独立的语句出现，函数调用时只能作为一个语句元素出现；（2）函数调用的结果是返回一个函数值，过程调用的结果是执行过程体中的顺序语句。6.过程可以定义在一个VHDL程序的那些位置？函数可以定义在一个VHDL程序的那些位置？7.VHDL是强类型语言还是弱类型语言？若数据类型不一致能否进行数据操作？如能，如何实现？答：强类型语言，即只有同类型的数据能够直接进行数据操作。若数据类型不一致不能进行直接数据操作，但能够通过类型转换函数等方法转换为同类型数据后进行操作。8.有限状态机适用于什么数字系统的设计？有何优点？答：有限状态机适用于具有顺序控制特征的数字系统设计，一般作为系统的控制部分。具有结构模式简单、结构清晰、易优化、可靠性高、可实现高速控制等优点。9.详细讨论并用示例说明with_select语句和case语句的异同点。相同点：（1）描述完全条件；（2）条件的列出要求一致；„不同点：（1）with_select是并行语句，case是顺序语句；（2）格式上，with_select语句只有最后一个子句分隔符用分号“；”，前面所有子句用逗号“；”。case语句的所有子句分隔符都用分号“；”；„10.传统设计方法和EDA设计方法的主要的不同点？传统设计方法：自下而上（Bottom-up)的设计方法，是以固定功能元件为基础，基于电路板的设计方法。EDA方法：自上而下（Top-Down)的设计方法。其方案验证与设计、系统逻辑综合、布局布线、性能仿真、器件编程等均由EDA工具一体化完成。11.现代数字系统常用设计方法有哪些?自顶向下(Top--down)设计,自低向下(Bottom--up)设计，IP复用技术与SoC（片上系统。12.VHDL语言可以把任意复杂的电路系统视作一个模块，一个模块可主要分为哪三个组成部分？库和程序包、实体、结构体EDA名词解释，写出下列缩写的中文（或者英文）含义：（10分）1、PLD：可编程逻辑器件CPLD：复杂可编程逻辑器件2、HDL：硬件描述语言VHDL：甚高速集成电路硬件描述语言3、LUT：查找表（LookUptable）4、ASIC:专用集成电路5、SOC：片上系统6、IPCORE：知识产权核7、FPGA：现场可编程门阵列8、JTAG：联合测试行动组9、EAB：嵌入式阵列快10、LE（LC）：逻辑单元11、SOPC：可编程片上系统12、EDA：电子设计自动化13、FSM：有限状态机14、BST：边界扫描测试15、M4K：Altera公司Cyclone系列FPGA中的嵌入式存储器模块16、RTL：寄存器传输级17、MV：混合电压18、PLD：可编程逻辑器件19、std_logic_vector：一种数组型数据类型，其中每位数据均为std_logic型。20、one-hot：一种有限状态机的编码形式。状态机的每个状态都用一个触发器来表示，即在每个状态只有对应触发器置“1”，其他触发器均置“0”。21、GAL：通用阵列逻辑22、LAB：逻辑阵列块23、CLB：可配置逻辑模块24、ISP：：在系统可编程25、ICR：在电路可重构26、EDA：电子设计自动化27、SOC：片上系统28、UART：通用异步收发器设计题1、编写上升沿触发的D触发器的VHDL语言程序。LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYDCHUFAQIISPORT(CLK,DCHUFAQI,en:INSTD_LOGIC;Q:OUTSTD_LOGIC);ENDDCHUFAQI;ARCHITECTUREBOFDCHUFAQIISSIGNALQ1:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK,Q1)BEGINIF(CLK'EVENTANDCLK='1')THENIF(EN='1')THENQ1=DCHUFAQI;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;Q=Q1;ENDB;2.设计一个具有异步清零和同步时钟及使能端的５进制加计数器。LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALLLIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALLUSEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALLENTITYCNT5ISPORT(CLK，RST，EN：INSTD_LOGIC；Q：OUTSTD_LOGIC＿VECTOR(2DOWNTO0)；COUT：OUTSTD_LOGIC)；ENDCNT5；ARCHITECTUREBEHAVOFCNT5ISBEGINPROCESS(CLK，RESET，EN)VARIABLEQ1：STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);BEGINIFRESET=‘1’THENQ1：=(OTHERS=’0’)；ELSIFCLK’EVENTANDCLK=‘1’THENIFEN=‘1’THENIFQ1“100”THENQ1：=Q1+1；ELSEQ1：=“000”；ENDIF；ENDIF；ENDIF；IFQ1=“101”THENCOUT=‘1’；ELSECOUT=‘0’；ENDIF；Q=Q1；ENDPROCESS；ENDBEHAV；3.设计一位比较器，当AB时输出Q=1;否则输出Q=0.LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALLENTITYCOMPISPORT（A，B：INSTD_LOGIC；Q：OUTSTD_LOGIC）；ENDCOMP；ARCHITECTUREBEHAVOFCOMPISBEGINPROCESS（A，B）BEGINIFABTHENQ=‘1’；ELSEQ=‘0’；;ENDIF；ENDPROCESS；ENDBEHAV4.写出具有异步清零功能、时钟上升沿触发的D触发器的VHDL描述。LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALLENTITYDFFISPORT(D,CLK，RESET:INSTD_LOGIC;Q:OUTSTD_LOGIC);ENDDFF;ARCHITECTUREBEHAVOFDFFISBEGINPROCESS(D,CLK,RESET)BEGINIFRESET=’1’THENQ=’0’;ELSIFCLK’EVENTANDCLK=’1’THENQ=’D’;ENDIF;ENDPROCESS;ENDBEHAV5.采用CASE语句描述一个四选一数据选择器,当选择端SEL分别为00,01,10,11时，输出Y分别输出A,B,C,D。LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALLENTITYMUX41ISPORT(A,B,C,D:INSTD_LOGIC;SEL:INSTD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);Y:OUTSTD_LOGIC);ENDMUX41;ARCHITECTUREBEHAVOFMUX41ISBEGINPROCESS(A,B,C,D,SEL)BEGINCASESELISWHEN”00”=Y=A;WHEN”01”=Y=B;WHEN”10”=Y=C;WHEN”11”=Y=D;WHENOTHERS=Y=0;ENDCASEENDPROCESS;ENDBEHAV