EDA期末试卷及答案.doc

EDA期末试卷
一、填空题
 1．一般把EDA技术的发展分为 MOS时代       、  CMOS代        和 ASIC         三个阶段。
2．EDA设计流程包括设计输入、设计实现 、实际设计检验 和 下载编程  四个步骤。
3．EDA设计输入主要包括 图形输入 、 HDL文本输入  和 状态机输入 。
4．时序仿真是在设计输入完成之后，选择具体器件并完成布局、布线之后进行的时序关系仿真,因此又称为 功能仿真  。 
5．VHDL的数据对象包括 变量 、 常量和   信号，它们是用来存放各种类型数据的容器。
6．图形文件设计结束后一定要通过 仿真 ，检查设计文件是否正确。
7．以EDA方式设计实现的电路设计文件，最终可以编程下载到  FPGA       和  CPLD       芯片中，完成硬件设计和验证。
8．MAX+PLUS的文本文件类型是（后缀名）  .VHD       。
9．在PC上利用VHDL进行项目设计，不允许在   根目录          下进行，必须在根目录为设计建立一个工程目录（即文件夹）。
10．VHDL源程序的文件名应与  实体名        相同，否则无法通过编译。
二、选择题：。
11． 在EDA工具中，能完成在目标系统器件上布局布线软件称为（C ）
A.仿真器              B.综合器          C.适配器         D.下载器
12． 在执行MAX+PLUSⅡ的（D ）命令，可以精确分析设计电路输入与输出波形间的延时量。
A .Create default symbol               B. Simulator       
C. Compiler                         D.Timing  Analyzer
13．VHDL常用的库是（A ）
 A. IEEE        B.STD               C. WORK           D. PACKAGE
14．下面既是并行语句又是串行语句的是（ C ）
A.变量赋值    B.信号赋值      C.PROCESS语句    D.WHEN…ELSE语句
15．在VHDL中，用语句（D  ）表示clock的下降沿。
A. clock’EVENT        B. clock’EVENT  AND  clock=’1’                
C. clock=’0’            D. clock’EVENT  AND  clock=’0’

16． IP核在EDA技术和开发中具有十分重要的地位；提供用VHDL等硬件描述语言描述的功能块，但不涉及实现该功能块的具体电路的IP核为__________。D
A .瘦IP B.固IP C.胖IP D.都不是

17． 综合是EDA设计流程的关键步骤，在下面对综合的描述中，_________是错误的。D
A. 综合就是把抽象设计层次中的一种表示转化成另一种表示的过程；
B. 综合就是将电路的高级语言转化成低级的，可与FPGA / CPLD的基本结构相映射的网表文件；
C. 为实现系统的速度、面积、性能的要求，需要对综合加以约束，称为综合约束；
D. 综合可理解为一种映射过程，并且这种映射关系是唯一的，即综合结果是唯一的。

18 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。

19 进程中的信号赋值语句，其信号更新是___C____。
A. 按顺序完成；
B. 比变量更快完成；
C. 在进程的最后完成；
D. 都不对。
20． VHDL语言是一种结构化设计语言；一个设计实体（电路模块）包括实体与结构体两部分，结构体描述___________。B
A. 器件外部特性；
B. 器件的内部功能；
C. 器件的综合约束；
D. 器件外部特性与内部功能。

21． 不完整的IF语句，其综合结果可实现________。A
A. 时序逻辑电路 B. 组合逻辑电路
C. 双向电路 D. 三态控制电路

22． 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

23 下列标识符中，__________是不合法的标识符。B
A. State0 B. 9moon C. Not_Ack_0 D. signall

24 关于VHDL中的数字，请找出以下数字中最大的一个：__________。A
A. 2#1111_1110#
B. 8#276#
C. 10#170#
D. 16#E#E1

25．下列EDA软件中，哪一个不具有逻辑综合功能：________。B
A. Max+Plus II
B. ModelSim
C. Quartus II
D. Synplify

三、EDA名词解释，写出下列缩写的中文（或者英文）含义：
16． EDA:      电子设计自动化
17．VHDL和FPGA: 超高速硬件描述语言      现场可编程门阵列   
18．元件例化         
1. LPM 参数可定制宏模块库
2. RTL 寄存器传输级
3. UART 串口（通用异步收发器）
4. ISP 在系统编程
5. IEEE 电子电气工程师协会
6. ASIC 专用集成电路
7. LAB 逻辑阵列块
四、VHDL程序填空：（10分）
LIBRARY IEEE; -- 8位分频器程序设计
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY PULSE IS
PORT ( CLK : IN STD_LOGIC;
D : IN STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0);
FOUT : OUT STD_LOGIC );
END;
ARCHITECTURE one OF PULSE IS
SIGNAL FULL : STD_LOGIC;
BEGIN
P_REG: PROCESS(CLK)
VARIABLE CNT8 : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
BEGIN
IF CLK’EVENT AND CLK = ‘1’ THEN
IF CNT8 = "11111111" THEN
CNT8 := D; --当CNT8计数计满时，输入数据D被同步预置给计数器CNT8
FULL <= '1'; --同时使溢出标志信号FULL输出为高电平
ELSE CNT8 := CNT8 + 1; --否则继续作加1计数
FULL <= '0'; --且输出溢出标志信号FULL为低电平
END IF;
END IF;
END PROCESS P_REG;
P_DIV: PROCESS(FULL)
VARIABLE CNT2 : STD_LOGIC;
BEGIN
IF FULL'EVENT AND FULL = '1' THEN
CNT2 <= NOT CNT2; --如果溢出标志信号FULL为高电平，D触发器输出取反
IF CNT2 = '1' THEN FOUT <= '1';
ELSE FOUT <= '0';
END IF;
END IF;
END PROCESS P_DIV;
END;
五、VHDL程序改错：
01 LIBRARY IEEE ;
02 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;
03 USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
04 ENTITY LED7CNT IS
05 PORT ( CLR : IN STD_LOGIC;
06 CLK : IN STD_LOGIC;
07 LED7S : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0) ) ;
08 END LED7CNT;
09 ARCHITECTURE one OF LED7CNT IS
10 SIGNAL TMP : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
11 BEGIN
12 CNT:PROCESS(CLR,CLK)
13 BEGIN
14 IF CLR = '1' THEN
15 TMP <= 0;
16 ELSE IF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN
17 TMP <= TMP + 1;
18 END IF;
19 END PROCESS;
20 OUTLED:PROCESS(TMP)
21 BEGIN
22 CASE TMP IS
23 WHEN "0000" => LED7S <= "0111111" ;
24 WHEN "0001" => LED7S <= "0000110" ;
25 WHEN "0010" => LED7S <= "1011011" ;
26 WHEN "0011" => LED7S <= "1001111" ;
27 WHEN "0100" => LED7S <= "1100110" ;
28 WHEN "0101" => LED7S <= "1101101" ;
29 WHEN "0110" => LED7S <= "1111101" ;
30 WHEN "0111" => LED7S <= "0000111" ;
31 WHEN "1000" => LED7S <= "1111111" ;
32 WHEN "1001" => LED7S <= "1101111" ;
33 WHEN OTHERS => LED7S <= (OTHERS => '0');
34 END CASE;
35 END PROCESS;
36 END one;
在程序中存在两处错误，试指出，并说明理由：
提示：在MAX+PlusII 10.2上编译时报出的第一条错误为：
Error:Line 15: File ***/led7cnt.vhd: Type error: type in waveform element must be “std_logic_vector”
第 15 行， 错误：整数0不能直接赋值给TMP矢量
改正：TMP <= (OTHERS => ‘0’);

第 16 行， 错误：ELSE IF 缺少一条对应的END IF语句
改正：将ELSE IF 改为关键字ELSIF

四、分析题: 
分析下面的VHDL的源程序，说明设计电路的功能。
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity test1 is
 port(     clk: in std_logic;
              j,k:in std_logic;
              q,qn:out std_logic);
end test1;
architecture one of test1 is
       signal q_temp:std_logic:='0';
       signal jk:std_logic_vector(1 downto 0);
begin
       jk<=j&k;
 process(j,k,clk)
  begin
  if clk'event and clk='0' then
   case jk is
     when"00" =>q_temp<=q_temp;
        when"01" =>q_temp<='0';
     when"10" =>q_temp<='1';
     when"11" =>q_temp<=not q_temp;
     when others=>q_temp<='X';
   end case;  end if;
  q<=q_temp;
  qn<=not q_temp;
 end process;
end one;
20分析下图，说明功能并用VHDL实现此电路的功能                            
 21．试用VHDL编写4-2线优先编码器   
 五、设计题:

22．用74ls161设计一个十进制计数器
23用VHDL设计1位全减器sub_1,要求列出真值表，写出表达式，画出原理图。
 24．编写8位左移移位寄存器的VHDL源程序。设电路的并行数据输入端为D[7..0],并行数据输出端为Q[7..0],串行数据输入端为DSL,时钟输入端为CLK。LDN是预置控制输入端，当LDN=0时，Q[7..0]=D[7..0]。CLRN是复位控制端，当CLRN=0时，移位寄存器被复位。