EDA技术与VHDL期末考试试卷
一、单项选择题：（20分）
1． 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
2．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。
3．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。
4．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。 5． 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。
6．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
7．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
8．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
9．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
10．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
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二、EDA名词解释，写出下列缩写的中文（或者英文）含义：（14分）
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
三、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;
四、VHDL程序改错：（10分）
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;
二、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
三、五、VHDL程序设计：（16分）
设计一数据选择器MUX,其系统模块图和功能表如下图所示。试采用下面三种方式中的两种来描述该数据选择器MUX的结构体。
(a) 用if语句。(b) 用case 语句。(c) 用when else 语句。
Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Entity mymux is
Port ( sel : in std_logic_vector(1 downto 0); -- 选择信号输入
Ain, Bin : in std_logic_vector(1 downto 0); -- 数据输入
Cout : out std_logic_vector(1 downto 0) );
End mymux;
Architecture one of mymux is
Begin
Process (sel, ain, bin)
Begin
If se l = “00” then cout <= ain and bin;
Elsif sel = “01” then cout <= ain xor bin;
Elsif sel = “10” then cout <= not ain;
Else cout <= not bin;
End if;
End process;
End one;
Architecture two of mymux is
Begin
Process (sel, ain, bin)
Begin
Case sel is
when “00” => cout <= ain and bin;
when “01” => cout <= ain xor bin;
when “10” => cout <= not ain;
when others => cout <= not bin;
End case;
End process;
End two;
Architecture three of mymux is
Begin
Cout <= ain and bin when sel = “00” else Ain xor bin when sel = “01” else
Not ain when sel = “10” else not bin;
End three;
六、根据原理图写出相应的VHDL程序：（10分）Library ieee;
Use ieee.std_logic_1164.all;
Entity mycir is
Port ( A, B, clk : in std_logic;
Qout : out std_logic);
End mycir;
Architecture behave of mycir is
Signal ta, tb, tc;
Begin
tc <= ta nand tb;
Process (clk)
Begin
If clk’event and clk = ‘1’ then
Ta <= A;
Tb <= B;
End if;
End process;
Process (clk, tc)
Begin
If clk = ‘1’ then
Qout <= c;
End if;
End process;
End behave;
EDA技术与VHDL程序设计基础教程习题答案 第1章EDA习题答案 1.8.1填空 1.EDA的英文全称是Electronic Design Automation 2.EDA技术经历了计算机辅助设计CAD阶段、计算机辅助工程设计CAE阶段、现代电子系统设计自动化EDA阶段三个发展阶段 3. EDA技术的应用可概括为PCB设计、ASIC设计、CPLD/FPGA设计三个方向 4.目前比较流行的主流厂家的EDA软件有Quartus II、ISE、ModelSim、ispLEVER 5.常用的设计输入方式有原理图输入、文本输入、状态机输入 6.常用的硬件描述语言有VHDL、V erilog 7.逻辑综合后生成的网表文件为EDIF 8.布局布线主要完成将综合器生成的网表文件转换成所需的下载文件 9.时序仿真较功能仿真多考虑了器件的物理模型参数 10.常用的第三方EDA工具软件有Synplify/Synplify Pro、Leonardo Spectrum 1.8.2选择 1.EDA技术发展历程的正确描述为（A） A CAD->CAE->EDA B EDA->CAD->CAE C EDA->CAE->CAD D CAE->CAD->EDA 2.Altera的第四代EDA集成开发环境为（C） A Modelsim B MUX+Plus II C Quartus II D ISE 3.下列EDA工具中，支持状态图输入方式的是（B） A Quartus II B ISE C ispDesignEXPERT
D Syplify Pro 4.下列几种仿真中考虑了物理模型参数的仿真是（A） A时序仿真 B 功能仿真 C 行为仿真 D 逻辑仿真 5.下列描述EDA工程设计流程正确的是（C） A输入->综合->布线->下载->仿真 B布线->仿真->下载->输入->综合 C输入->综合->布线->仿真->下载 D输入->仿真->综合->布线->下载 6.下列编程语言中不属于硬件描述语言的是（D） A VHDL B V erilog C ABEL D PHP 1.8.3问答 1.结合本章学习的知识，简述什么是EDA技术？谈谈自己对EDA技术的认识？ 答：EDA（Electronic Design Automation）工程是现代电子信息工程领域中一门发展迅速的新技术。 2.简要介绍EDA技术的发展历程？ 答：现代EDA技术是20世纪90年代初从计算机辅助设计、辅助制造和辅助测试等工程概念发展而来的。它的成熟主要经历了计算机辅助设计（CAD，Computer Aided Design）、计算机辅助工程设计（CAED，Computer Aided Engineering Design）和电子设计自动化（EDA，Electronic System Design Automation）三个阶段。 3.什么是SOC？什么是SOPC？ 答：SOC （System on Chip，片上系统） SOPC（System on a Programmable Chip，片上可编程系统) 4.对目标器件为CPLD/FPGA的VHDL设计，主要有几个步骤？每步的作用和结果分别是什
（A卷） 赣南师范学院 2010—2011学年第一学期期末考试试卷（A卷）（闭卷）年级 2008 专业电子科学与技术（本）课程名称 EDA技术基础 2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线； 3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。 一、单项选择题（30分，每题2分） 1．以下关于适配描述错误的是 B A．适配器的功能是将综合器产生的网表文件配置于指定的目标器件中，使之产生最终的下载文件 B．适配所选定的目标器件可以不属于原综合器指定的目标器件系列 C．适配完成后可以利用适配所产生的仿真文件作精确的时序仿真 D．通常，EDAL软件中的综合器可由专业的第三方EDA公司提供，而适配器则需由FPGA/CPLD供应商提供 2．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 D 。 A．器件外部特性B．器件的综合约束 C．器件外部特性与内部功能D．器件的内部功能 3．下列标识符中， B 是不合法的标识符。 A．State0 B．9moon C．Not_Ack_0 D．signall 4．以下工具中属于FPGA/CPLD集成化开发工具的是 D A．ModelSim B．Synplify Pro C．MATLAB D．QuartusII 5．进程中的变量赋值语句，其变量更新是 A 。 A．立即完成B．按顺序完成 C．在进程的最后完成D．都不对 6．以下关于CASE语句描述中错误的是 A A．CASE语句执行中可以不必选中所列条件名的一条 B．除非所有条件句的选择值能完整覆盖CASE语句中表达式的取值，否则最末一个条件句的选择必须加上最后一句“WHEN OTHERS=><顺序语句>” C．CASE语句中的选择值只能出现一次 D．WHEN条件句中的选择值或标识符所代表的值必须在表达式的取值范围 7．以下哪个程序包是数字系统设计中最重要最常用的程序包 B A．STD_LOGIC_ARITH B．STD_LOGIC_1164 C．STD_LOGIC_UNSIGNED D．STD_LOGIC_SIGNED 8．基于EDA软件的FPGA / CPLD设计流程为：原理图/HDL文本输入→A →综合→适配→时序仿真→编程下载→硬件测试。 A．功能仿真B．逻辑综合C．配置D．引脚锁定 9．不完整的IF语句，其综合结果可实现 D A．三态控制电路B．条件相或的逻辑电路 C．双向控制电路D．时序逻辑电路 10．下列语句中，属于并行语句的是A A．进程语句B．IF语句C．CASE语句D．FOR语句11．综合是EDA设计流程的关键步骤，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；在下面对综合的描述中， C 是错误的。 A．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 B．综合可理解为，将软件描述与给定的硬件结构用电路网表文件表示的映射过程，并且这种映射关系不是唯一的 C．综合是纯软件的转换过程，与器件硬件结构无关 D．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 12．CPLD的可编程是主要基于什么结构 D 。 A．查找表（LUT）B．ROM可编程 C．PAL可编程D．与或阵列可编程 13．以下器件中属于Altera 公司生产的是 B A．ispLSI系列器件B．MAX系列器件 C．XC9500系列器件D．Virtex系列器件 14.在VHDL语言中，下列对时钟边沿检测描述中，错误的是 D A．if clk'event and clk = '1' then B．if clk'stable and not clk = '1' then C．if rising_edge(clk) then D．if not clk'stable and clk = '1' then 15．以下关于状态机的描述中正确的是 B A．Moore型状态机其输出是当前状态和所有输入的函数 B．与Moore型状态机相比，Mealy型的输出变化要领先一个时钟周期C．Mealy型状态机其输出是当前状态的函数
武科大EDA系统设计试卷及答案 一、单项选择题：（20分） 1．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 2．综合是EDA设计流程的关键步骤，在下面对综合的描述中，____ D _____是错误的。 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。 3．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。 4．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。 5． 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。 6．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 7．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. ①③ ⑤ B. ②③④ C. ②⑤ ⑥ D. ①④⑥ 8．下列标识符中，_____B_____是不合法的标识符。 A. State0 B. 9moon C. Not_Ack_0 D.
第一章 1-1 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系? P3~4 答：利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现；FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。FPGA和CPLD通常也被称为可编程专用IC，或可编程ASIC。FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC（片上系统）和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。 1-2与软件描述语言相比，VHDL有什么特点? P6 答：编译器将软件程序翻译成基于某种特定CPU的机器代码，这种代码仅限于这种CPU而不能移植，并且机器代码不代表硬件结构，更不能改变CPU的硬件结构，只能被动地为其特定的硬件电路结构所利用。综合器将VHDL 程序转化的目标是底层的电路结构网表文件，这种满足VHDL设计程序功能描述的电路结构，不依赖于任何特定硬件环境；具有相对独立性。综合器在将VHDL(硬件描述语言)表达的电路功能转化成具体的电路结构网表过程中，具有明显的能动性和创造性，它不是机械的一一对应式的“翻译”，而是根据设计库、工艺库以及预先设置的各类约束条件，选择最优的方式完成电路结构的设计。 l-3什么是综合?有哪些类型?综合在电子设计自动化中的地位是什么? P5 什么是综合? 答：在电子设计领域中综合的概念可以表示为：将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现的模块组合装配的过程。 有哪些类型? 答：(1)从自然语言转换到VHDL语言算法表示，即自然语言综合。(2)从算法表示转换到寄存器传输级(RegisterTransport Level，RTL)，即从行为域到结构域的综合，即行为综合。(3)从RTL级表示转换到逻辑门(包括触发器)的表示，即逻辑综合。(4)从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC设计)，或转换到FPGA的配置网表文件，可称为版图综合或结构综合。 综合在电子设计自动化中的地位是什么? 答：是核心地位（见图1-3）。综合器具有更复杂的工作环境，综合器在接受VHDL程序并准备对其综合前，必须获得与最终实现设计电路硬件特征相关的工艺库信息，以及获得优化综合的诸多约束条件信息；根据工艺库和约束条件信息，将VHDL程序转化成电路实现的相关信息。 1-4在EDA技术中，自顶向下的设计方法的重要意义是什么? P7~10 答：在EDA技术应用中，自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程。 1-5 IP在EDA技术的应用和发展中的意义是什么? P11~12 答：IP核具有规范的接口协议，良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。 第二章 2-1 叙述EDA的FPGA/CPLD设计流程。P13~16 答：1.设计输入(原理图/HDL文本编辑)；2.综合；3.适配；4.时序仿真与功能仿真；5.编程下载；6.硬件测试。 2-2 IP是什么?IP与EDA技术的关系是什么? P24~26 IP是什么? 答：IP是知识产权核或知识产权模块，用于ASIC或FPGA/CPLD中的预先设计好的电路功能模块。 IP与EDA技术的关系是什么?答：IP在EDA技术开发中具有十分重要的地位；与EDA技术的关系分有软IP、固IP、硬IP：软IP是用VHDL等硬件描述语言描述的功能块，并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能；软IP 通常是以硬件描述语言HDL源文件的形式出现。固IP是完成了综合的功能块，具有较大的设计深度，以网表文件的形式提交客户使用。硬IP提供设计的最终阶段产品：掩模。 2-3 叙述ASIC的设计方法。P18~19 答：ASIC设计方法,按版图结构及制造方法分有半定制(Semi-custom)和全定制(Full-custom)两种实现方法。 全定制方法是一种基于晶体管级的，手工设计版图的制造方法。 半定制法是一种约束性设计方式，约束的目的是简化设计，缩短设计周期，降低设计成本，提高设计正确率。半定制法按逻辑实现的方式不同，可再分为门阵列法、标准单元法和可编程逻辑器件法。 2-4 FPGA/CPLD在ASIC设计中有什么用途? P16,18 答：FPGA/CPLD在ASIC设计中，属于可编程ASIC的逻辑器件；使设计效率大为提高，上市的时间大为缩短。 2-5 简述在基于FPGA/CPLD的EDA设计流程中所涉及的EDA工具，及其在整个流程中的作用。 P19~23答：基于FPGA/CPLD的EDA设计流程中所涉及的EDA工具有：设计输入编辑器（作用：接受不同的设计输
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。
班级 学号 姓名 密 封 线 内 不 得 答 题 一、单项选择题（30分） 1．以下描述错误的是 C A ．QuartusII 是Altera 提供的FPGA/CPLD 集成开发环境 B ．Altera 是世界上最大的可编程逻辑器件供应商之一 C ．MAX+plusII 是Altera 前一代FPGA/CPL D 集成开发环境QuartusII 的更新换代新产品 D ．QuartusII 完全支持VHDL 、Verilog 的设计流程 2．以下工具中属于FPGA/CPLD 开发工具中的专用综合器的是 B A ．ModelSim B ．Leonardo Spectrum C ．Active HDL D ．QuartusII 3．以下器件中属于Xilinx 公司生产的是 C A ．ispLSI 系列器件 B ．MAX 系列器件 C ．XC9500系列器件 D ．FLEX 系列器件 4．以下关于信号和变量的描述中错误的是 B A ．信号是描述硬件系统的基本数据对象，它的性质类似于连接线 B ．信号的定义范围是结构体、进程 C ．除了没有方向说明以外，信号与实体的端口概念是一致的 D ．在进程中不能将变量列入敏感信号列表中 5．以下关于状态机的描述中正确的是 B A ．Moore 型状态机其输出是当前状态和所有输入的函数 B ．与Moore 型状态机相比，Mealy 型的输出变化要领先一个时钟周期 C ．Mealy 型状态机其输出是当前状态的函数 D ．以上都不对 6．下列标识符中， B 是不合法的标识符。 A ．PP0 B ．END C ．Not_Ack D ．sig 7．大规模可编程器件主要有FPGA 、CPLD 两类，下列对CPLD 结构与工作原理的描述中，正确的是 C 。 A ．CPLD 即是现场可编程逻辑器件的英文简称 B ．CPLD 是基于查找表结构的可编程逻辑器件 C ．早期的CPL D 是从GAL 的结构扩展而来 D ．在Altera 公司生产的器件中，FLEX10K 系列属CPLD 结构 8．综合是EDA 设计流程的关键步骤，在下面对综合的描述中， D 是错误的。 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，将软件描述与给定的硬件结构用电路网表文件表示的映射过程，并且这种映射关系是唯一的（即综合结果是唯一的） 9．嵌套使用IF 语句，其综合结果可实现 A 。 A ．带优先级且条件相与的逻辑电路 B ．条件相或的逻辑电路 C ．三态控制电路 D ．双向控制电路 10．在VHDL 语言中，下列对时钟边沿检测描述中，错误的是 D 。 A ．if clk'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 11．下列那个流程是正确的基于EDA 软件的FPGA / CPLD 设计流程 B A ．原理图/HDL 文本输入→适配→综合→功能仿真→编程下载→硬件测试 B ．原理图/HDL 文本输入→功能仿真→综合→适配→编程下载→硬件测试 C ．原理图/HDL 文本输入→功能仿真→综合→编程下载→→适配硬件测试； D ．原理图/HDL 文本输入→功能仿真→适配→编程下载→综合→硬件测试 12．在VHDL 语言中，下列对进程（PROCESS ）语句的语句结构及语法规则的描述中，正确的是 A 。 A ．PROCESS 为一无限循环语句；敏感信号发生更新时启动进程，执行完成后，等待下一次进程启动 B ．敏感信号参数表中，应列出进程中使用的所有输入信号 C ．进程由说明部分、结构体部分、和敏感信号参数表三部分组成 D ．当前进程中声明的变量也可用于其他进程 13．下列语句中，不属于并行语句的是 B A ．进程语句 B ．CAS E 语句 C ．元件例化语句 D ．WHEN …ELSE …语句 14．VHDL 语言共支持四种常用库，其中哪种库是用户的VHDL 设计现行工作 库 D A ．IEEE 库 B ．VITAL 库 C ．STD 库 D ．WORK 库 15．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 D 。 A ．器件外部特性 B ．器件的综合约束 C ．器件外部特性与内部功能 D ．器件的内部功能 二、EDA 名词解释，写出下列缩写的中文含义（10分） 1．CPLD ：复杂可编程逻辑器件 2．ASIC ：专用集成电路 3．LUT ：查找表 4．EDA ：电子设计自动化 5．ROM ：只读存储器 三、程序填空题（20分） 以下是一个模为24（0~23）的8421BCD 码加法计数器VHDL 描述，请补充完整
2007 至2008学年度第二学期期末考核 《EDA》试题（开卷） 卷号：B 时间：120 分钟 2008 年6 月 专业：电子信息工程学号：姓名： 一填空题（20分） 1、VHDL 2、DEVICE.LIB SYMBOLS.LIB 3、实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置 4、电子设计自动化电子CAD技术 5、A L T E R A，X I L I N X 6、WAIT 7、电路连接 8、SRAM-BASE 9、2.54mm 300mil 10、元件外观和元件引线端子的图形 二名词解释（20分） 1 PLD/FPGA PLD是可编程逻辑器件（Programable Logic Device）的简称，FPGA是现场可编程门阵列（Field Programable Gate Array)的简称，两者的功能基本相同，只是实现原理略有不同，所以我们有时可以忽略这两者的区别，统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。 2.过孔 当需要连接两个层面上的铜膜走线时就需要过孔（Via）,过孔 又称为贯孔、沉铜孔和金属化孔。 过孔分为穿透式（Through）、半隐藏式(Blind)和隐藏式(Buried) 3.铜膜线 就是连接两个焊盘的导线，称为Track，一般铜膜线走线在不 同层面取不同的走向，例如顶层走水平线，则底层走垂直线。顶 层和底层走线之间的连接采用过孔（Via）连接。 4 PROM、PAL和PLA PROM：与阵列固定，或阵列可编程，一般用作存储器，其输入为存储器的地址，输出为存储器单元的内容。但输入的数目太大时，器件功耗增加，其局限性大。 PLA：与或阵列均可编程，但是其慢速特性和相对PAL、PROM而高得多的价格妨碍了它被广泛使用。PAL：或阵列固定，与阵列可编程，其第二代产品GAL具有了可电擦写、可重复编程、可设置加密的功能。 5 自顶向下的/自下而上的设计方法 自下而上的设计方法，使用该方法进行硬件设计是从选择具体元器件开始，并用这些元器件进行逻辑电路设计，从而完成系统的硬件设计，然后再将各功能模块连接起来，完成整个系统的硬件设计，自顶向下的设计方法就是从系统的总体要求出发，自顶向下分三个层次对系统硬件进行设计。 第一个层次是行为描述第二个层次是数据流描述第三个层次为逻辑综合
EDA技术与VHDL语言课程设计 课程设计 EDA技术与VHDL语言 课程设计报告 班级: 电信11-2班 姓名: 董元伟 学号: 1106110205 指导教师: 李铁 成绩: 电子与信息工程学院 信息与通信工程系 - 2 - 课程设计;数字密码锁 目录 摘 要 ..................................................................... .......................................... - 3 - 一、设计目 的 ..................................................................... ............................ - 4 - 二、设计内容和要 求 ..................................................................... .................. - 4 - 1、用户开 锁 ..................................................................... ......................... - 5 -
2、管理员解除警 报 ..................................................................... .............. - 5 - 3、管理员修改密 码 ..................................................................... .............. - 5 - 4、定时返 回 ..................................................................... ......................... - 6 - 三、设计思路和系统结构...................................................................... ............ - 6 - 1、设计模 块 ..................................................................... ......................... - 6 - 2、系统结构和数字密码锁原理 图 .............................................................. - 7 - 3、设计思 路 ..................................................................... ......................... - 8 - 四、实验设计程序 如 ..................................................................... ................... - 9 - 五、创建测试平台仿真结 果 ..................................................................... ....... - 21 - 参考文
1.一个项目的输入输出端口是定义在（ A ）1-5 ACDCD 6-10 CCACA A. 实体中；. B. 结构体中； C. 任何位置； D. 进程中。 2. MAXPLUS2中编译VHDL源程序时要求( C ) A. 文件名和实体可以不同名； B. 文件名和实体名无关； C. 文件名和实体名要相同； D. 不确定。 3. VHDL语言中变量定义的位置是(D ) A. 实体中中任何位置； B. 实体中特定位置； C. 结构体中任何位置； D. 结构体中特定位置。 4.可以不必声明而直接引用的数据类型是(C ) A. STD_LOGIC ； B. STD_LOGIC_VECTOR； C. BIT； D. ARRAY。 5. MAXPLUS2不支持的输入方式是(D ) A 文本输入；.B. 原理图输入；C. 波形输入；D. 矢量输入。 6.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。 7.下面不属于顺序语句的是( C ) A. IF语句； B. LOOP语句； C. PROCESS语句； D. CASE语句。 8. 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，实体体描述的是( A ) 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。 9. 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。 10. 嵌套使用IF语句，其综合结果可实现：(A ) A. 带优先级且条件相与的逻辑电路； B. 条件相或的逻辑电路； C. 三态控制电路； D. 双向控制电路。 一、单项选择题：（20分） 1． 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
这是长期总结的EDA期末考试试题 试题一 1-2与软件描述语言相比，VHDL有什么特点? P6 答：编译器将软件程序翻译成基于某种特定CPU的机器代码，这种代码仅限于这种CPU而不能移植，并且机器代码不代表硬件结构，更不能改变CPU的硬件结构，只能被动地为其特定的硬件电路结构所利用。综合器将VHDL程序转化的目标是底层的电路结构网表文件，这种满足VHDL设计程序功能描述的电路结构，不依赖于任何特定硬件环境；具有相对独立性。综合器在将VHDL(硬件描述语言)表达的电路功能转化成具体的电路结构网表过程中，具有明显的能动性和创造性，它不是机械的一一对应式的“翻译”，而是根据设计库、工艺库以及预先设置的各类约束条件，选择最优的方式完成电路结构的设计。 l-3什么是综合?有哪些类型?综合在电子设计自动化中的地位是什么? P5 什么是综合? 答：在电子设计领域中综合的概念可以表示为：将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现的模块组合装配的过程。 有哪些类型? 答：(1)从自然语言转换到VHDL语言算法表示，即自然语言综合。 (2)从算法表示转换到寄存器传输级(RegisterTransport Level，RTL)，即从行为域到结构域的综合，即行为综合。 (3)从RTL级表示转换到逻辑门(包括触发器)的表示，即逻辑综合。 (4)从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC设计)，或转换到FPGA的配置网表文件，可称为版图综合或结构综合。 综合在电子设计自动化中的地位是什么? 答：是核心地位（见图1-3）。综合器具有更复杂的工作环境，综合器在接受VHDL程序并准备对其综合前，必须获得与最终实现设计电路硬件特征相关的工艺库信息，以及获得优化综合的诸多约束条件信息；根据工艺库和约束条件信息，将VHDL程序转化成电路实现的相关信息。 1-4在EDA技术中，自顶向下的设计方法的重要意义是什么? P7~10 答：在EDA技术应用中，自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程。 1-5 IP在EDA技术的应用和发展中的意义是什么? P11~12 答：IP核具有规范的接口协议，良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。 2-1 叙述EDA的FPGA/CPLD设计流程。 P13~16 答：1.设计输入(原理图/HDL文本编辑)；2.综合；3.适配；4.时序仿真与功能仿真；5.编程下载；6.硬件测试。 2-2 IP是什么?IP与EDA技术的关系是什么? P24~26 IP是什么? 答：IP是知识产权核或知识产权模块，用于ASIC或FPGA/CPLD中的预先设计好的电路功能模块。 IP与EDA技术的关系是什么? 答：IP在EDA技术开发中具有十分重要的地位；与EDA技术的关系分有软IP、固IP、硬IP：软IP是用VHDL等硬件描述语言描述的功能块，并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能；软IP通常是以硬件描述语言HDL源文件的形式出现。固IP是完成了综合的功能块，具有较大的设计深度，以网表文件的形式提交客户使用。硬IP提供设计的最终阶段产品：掩模。 3-1 OLMC（输出逻辑宏单元）有何功能?说明GAL是怎样实现可编程组合电路与时序电路的。 P34~36 答：OLMC单元设有多种组态，可配置成专用组合输出、专用输入、组合输出双向口、寄存器输出、寄存器输出双向口等。 说明GAL是怎样实现可编程组合电路与时序电路的? 答：GAL（通用阵列逻辑器件）是通过对其中的OLMC（输出逻辑宏单元）的编程和三种模式配置（寄存器模式、复合模式、简单模式），实现组合电路与时序电路设计的。 3-2 什么是基于乘积项的可编程逻辑结构? P33~34，40 答：GAL、CPLD之类都是基于乘积项的可编程结构；即包含有可编程与阵列和固定的或阵列的PAL（可编程阵列逻辑）器件构成。 3-3 什么是基于查找表的可编程逻辑结构? P40~41 答：FPGA（现场可编程门阵列）是基于查找表的可编程逻辑结构。 3-7 请参阅相关资料，并回答问题：按本章给出的归类方式，将基于乘积项的可编程逻辑结构的PLD器件归类为CPLD；将基于查找表的可编程逻辑结构的PLD器什归类为FPGA，那么，APEX系列属于什么类型PLD器件? MAX II系列又属于什么类型的PLD器件?为什么? P54~56 答：APEX(Advanced Logic Element Matrix)系列属于FPGA类型PLD器件；编程信息存于SRAM中。MAX II系列属于CPLD类型的PLD器件；编程信息存于EEPROM中。 4-3. 图3-31所示的是双2选1多路选择器构成的电路MUXK，对于其中MUX21A，当s='0'和'1'时，分别有y<='a'和y<='b'。试在一个结构体中用两个进程来表达此电路，每个进程中用CASE语句描述一个2选1多路选择器MUX21A。 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY MUX221 IS PORT(a1,a2,a3:IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); --输入信号 s0,s1:IN STD_LOGIC; outy:OUT STD_LOGIC);--输出端 END ENTITY; ARCHITECTURE ONE OF MUX221 IS SIGNAL tmp : STD_LOGIC; BEGIN
《EDA技术与VHDL语言设计》 课程设计 题目：交通灯控制器 姓名： ***** 院系：电子信息工程系 专业：电子信息工程 班级：电信112班 学号： ****** 指导教师： ****** 2013年6 月
交通灯控制器 *** （电子信息工程学系指导教师：**） 摘要：传统的交通灯控制器多数由单片机实现，本文介绍基于EDA技术设计交通灯控制器的 一种方案。EDA技术的一个重要特征是使用硬件描述语言来完成系统的设计文件，这在电子 设计领域已得到设计者的广泛采用。给出了交通灯控制器的源程序和仿真结果，仿真结果表明 该设计方案可行。 关键词：交通灯控制器；仿真；设计 1.设计原理 1.1设计要求 设计一个十字路口交通控制器，器示意图如图1.1所示，A方向和B方向歌设红（R）、黄（Y）、 绿（G）、和左拐（L）四盏灯，四种灯按合理的顺序亮灭，并能将灯亮的时间以倒计时的形式显示出来。A方向红、绿、黄、左拐灯亮的时间分别为65s、40s、5s、和15s，B方向红、绿、黄、左拐灯亮的时 间分别为55s、30s、5s、和15s。 1.2功能要求 两个方向各种灯亮的时间能够进行设置和修改，此外假设A方向是主干路，车流大，因此在 表1.2 交通灯控制器的状态 1.3设计思路和原理 根据交通灯控制器要求实现的功能，考虑用两个并行执行的always模块来分别控制A和B两个方向的四盏灯，这两个always模块使用同一个时钟信号，以进行同步。也就是说，两个always模块的敏感信号是同一个，每个模块控制一个方向的四种灯按如下顺序点亮，并往复循环：绿灯→黄灯→左拐灯→黄灯→红灯。 每种灯亮的时间采用一个减法计数器进行计数，计数器用同步预置法设计，这样只需改变计数器的
《EDA技术与VHDL基础》 课后习题答案 第一章EDA技术概述 一、填空题 1、电子设计自动化 2、非常高速集成芯片硬件描述语言 3、CAD、CAE、EDA 4、原理图输入、状态图输入、文本输入 5、VHDL、Verilog HDL 6、硬件特性 二、选择题 1、A 2、C 3、A 4、D 5、C 6、D 7、A 第二章可编程逻辑器件基础 一、填空题 1、PLD 2、Altera公司、Xilinx公司、Lattice公司 3、基于反熔丝编程的FPGA 4、配置芯片 二、选择题 1、D 2、C 3、C 4、D 第三章VHDL程序初步——程序结构 一、填空题 1、结构、行为、功能、接口 2、库和程序包、实体、结构体、配置 3、实体名、类型表、端口表、实体说明部分
4、结构体说明语句、功能语句 5、端口的大小、实体中子元件的数目、实体的定时特性 6、设计库 7、元件、函数 8、进程PROCESS、过程PROCEDURE 9、顺序语句、并行语句 二、选择题 1、D 2、C 3、C 4、B 5、D 6、B 7、A 8、C 三、简答题 2、 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY nand_3in IS PORT(a,b,c:IN STD_LOGIC; y:OUT STD_LOGIC); END; ARCHITECTURE bhv OF nand_3in IS BEGIN y<=NOT(a AND b AND c); END bhv; 5、0000 6、（247） 第四章VHDL基础 一、填空题 1、顺序语句、并行语句 2、跳出本次循环 3、等待、信号发生变化时 4、函数、过程 5、值类属性、函数类属性、信号类属性、数据类型类属性、数据范围类属性 6、程序调试、时序仿真 7、子程序、子程序 二、选择题
附带： 一．问答题 1信号赋值语句在什么情况下作为并行语句？在什么情况下作顺序语句？信号赋值和变量赋值符号分别是什么？两种赋值符号有什么区别？ ●信号赋值语句在进程外作并行语句，并发执行，与语句所处的位置无关。信号赋值语句在进程内 或子程序内做顺序语句，按顺序执行，与语句所处的位置有关。 ●信号赋值符号为“<=”变量赋值用“:=”。信号赋值符号用于信号赋值动作，不立即生效。 变量，赋值符号用于变量赋值动作，立即生效。 2进程的敏感信号表指的是什么？简述敏感信号表在进程中的作用？ ●进程的“敏感信号表”也称敏感表，是进程的激活条件，可由一个或多个信号组成，各信号 间以“，”号分隔。当敏感信号表中的任一个信号有事件发生，即发生任意变化，此时，进程被激活，进程中的语句将从上到下逐句执行一遍，当最后一条语句执行完毕之后，进程即进入等待挂起状态，直到下一次敏感表中的信号有事件发生，进程再次被激活，如此循环往复。 3什么是库、程序包、子程序、过程调用和函数调用？ ●库和程序包用来描述和保存元件、类型说明和子程序等，以便在其它设计中通过其目录可查询、 调用。子程序由过程和函数组成。在子程序调用过程中，过程能返回多个变量，函数只能返回一个变量。若子程序调用的是一个过程，就称为过程调用，若子程序调用的是一个函数，则称为函数调用。过程调用、函数调用都是子程序调用。 二．改错题 1.已知sel为STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0)类型的信号，而a、b、c、d、q均为STD_LOGIC类型的 信号，请判断下面给出的CASE语句程序片段：
●CASE sel IS ●WHEN“00”=>q<=a； ●WHEN“01”=>q<=b； ●WHEN“10”=>q<=c； ●WHEN“11”=>q<=d； ●END CASE； ●答案：CASE语句缺“WHEN OTHERS”语句。 2.已知data_in1, data_in2为STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0) 类型的输入端口，data_out为STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)类型的输出端口，add_sub为STD_LOGIC类型的输入端口，请判断下面给出的程序片段： ●LIBRARY IEEE； ●USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL； ●ENTITY add IS ● PORT（data_in1, data_in2：IN INTEGER； ● data_out：OUT INTEGER）； ●END add； ●ARCHTECTURE add_arch OF add IS ●CONSTANT a:INTEGER<=2； ●BEGIN ●data_out<=( data_in1+ data_in2) * a； ●END addsub_arch； 答案：常量声明时赋初值的“<=”符号应改用“:=”符号。 3.已知Q为STD_LOGIC类型的输出端口，请判断下面的程序片段： ●ARCHITECTURE test_arch OF test IS ●BEGIN ●SIGNAL B：STD_LOGIC； ●Q<= B； END test_arch 答案：信号SIGNAL的声明语句应该放在BEGIN语句之前。 4.已知A和Q均为BIT类型的信号，请判断下面的程序片段： ●ARCHITECTURE archtest OF test IS ●BEGIN ●CASE A IS ●WHEN ‘0’=>Q<=‘1’； ●WHEN ‘1’=>Q<=‘0’； ●END CASE； ●END archtest； 答案：CASE语句应该存在于进程PROCESS内。 三．程序设计 LIBRARY IEEE； USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；
《EDA》期末试卷 一、选择题（每小题3分，共30分） 1、在下图中，F0的逻辑关系为： A．A0⊕A1 B.A0⊙A1 C.A0·A1 D.A0·A1 2、在VHDL中，用语句()表示clock的下降沿。 A.clock='1' B.clock'EVENT AND clock='1' C.clock='0' D.clock'EVENT AND clock='0' 3、如果p1=’1’，p2=’1’,则执行z <= a WHEN p1 = '1' ELSE b WHEN p2 = '1' ELSE c ;之后z 的值为： A.a B.b C.c D.不确定 4、进程中的信号赋值语句，其信号更新是： A．按顺序完成 B.比变量更快完成 C.在进程最后完成 D.都不对 5、不完整的IF语句，其综合结果可实现： 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 6、reg的数据类型为std_logic_vector(7 downto 0),初值为FF，执行reg(0)<=’0’;reg(7 downto 1)<=reg(6 downto 0);之后，reg的值为： A．FF B.FE C.FC D.FD 7、在VHDL中()不能将信息带出对它定义的当前进程。 A. 信号 B. 常量 C. 数据 D. 变量 8、执行下列语句后Q的值等于: …… SIGNAL E: STD_LOGIC_VECTOR (2 TO 5); SIGNAL Q: STD_LOGIC_VECTOR (9 DOWNTO 2); …… E<=(2=>’1’, 4=>’1’, OTHERS=>’0’); Q<=(2=>E (2), 4=>E (3), 5=>’1’, 7=>E (5), OTHERS=>E (4)); …… A.”11011011” B.”00110100” C.”11011001” D.”00101100” 9、在一个VHDL设计中Idata是一个信号，数据类型为std_logic_vector，试指出下面那个赋值语句是错误的。 A.idata <= “00001111”; B.idata <= b”0000_1111”; C.idata <= X”AB”; D.idata <= B”21”; 10、在一个VHDL设计中idata是一个信号，数据类型为integer，数据范围0 to 127，下面哪个赋值语句是正确的。