内容发布更新时间 : 2024/11/13 3:50:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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PROCESS WAIT UNTILL 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（Look Up table） 4、ASIC:专用集成电路

5、SOC：片上系统 6、IP CORE：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。

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY DCHUFAQI IS

PORT (CLK,DCHUFAQI,en:IN STD_LOGIC; Q :OUT STD_LOGIC); END DCHUFAQI;

ARCHITECTURE B OF DCHUFAQI IS SIGNAL Q1:STD_LOGIC; BEGIN

PROCESS(CLK,Q1) BEGIN

IF (CLK'EVENT AND CLK='1')THEN IF(EN='1')THEN Q1<=DCHUFAQI; END IF; END IF;

END PROCESS; Q<=Q1; END B;

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。 LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL ENTITY CNT5 IS

PORT(CLK，RST，EN：IN STD_LOGIC；

Q：OUT STD_LOGIC＿VECTOR(2 DOWNTO 0)； COUT：OUT STD_LOGIC)； END CNT5；

ARCHITECTURE BEHAV OF CNT5 IS

BEGIN

PROCESS(CLK，RESET，EN)

VARIABLE Q1：STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); BEGIN

IF RESET=‘1’ THEN Q1：=(OTHERS=>’0’)； ELSIF CLK’EVENT AND CLK=‘1’THEN

IF EN=‘1’THEN

IF Q1<“100”THEN Q1：=Q1+1； ELSE Q1：=“000”； END IF； END IF；

END IF；

IF Q1=“101”THEN COUT<=‘1’； ELSE COUT<=‘0’； END IF； Q<=Q1；

END PROCESS； END BEHAV；

3.设计一位比较器，当A>B时输出Q=1; 否则输出Q=0. LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ENTITY COMP IS

PORT（A，B：IN STD_LOGIC； Q：OUT STD_LOGIC）； END COMP；

ARCHITECTURE BEHAV OF COMP IS BEGIN

PROCESS（A，B）

BEGIN

IF A>B THEN Q<=‘1’； ELSE Q<=‘0’；; END IF； END PROCESS； END BEHAV

4.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。 LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ENTITY DFF IS

PORT(D, CLK，RESET:IN STD_LOGIC; Q:OUT STD_LOGIC); END DFF;

ARCHITECTURE BEHAV OF DFF IS BEGIN

PROCESS(D,CLK,RESET) BEGIN

IF RESET=’1’ THEN Q<=’0’;

ELSIF CLK’EVENT AND CLK=’1’THEN Q<=’D’; END IF; END PROCESS; END BEHAV

5.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。 LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ENTITY MUX41 IS

PORT(A,B,C,D:IN STD_LOGIC;

SEL:IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); Y:OUT STD_LOGIC); END MUX41;

ARCHITECTURE BEHAV OF MUX41 IS BEGIN

PROCESS(A,B,C,D,SEL)

BEGIN

CASE SEL IS

WHEN ”00”=>Y<=A; WHEN ”01”=>Y<=B; WHEN ”10”=>Y<=C; WHEN ”11”=>Y<=D;

WHEN OTHERS=>Y<=0; END CASE END PROCESS; END BEHAV