FPGA试题
- 格式:docx
- 大小:22.39 KB
- 文档页数:14
FPGA期末复习大题库题库一、选择题1、在FPGA中,通常使用哪种编程语言进行编程?(A)Java;(B)C++;(C)Verilog;(D)Python。
2、FPGA的全称是什么?(A)Field Programmable Gate Array;(B)Static Random Access Memory;(C)Dynamic Random Access Memory;(D)General Purpose Computer。
3、在FPGA设计中,我们通常使用哪种硬件描述语言?(A)BCD;(B)Verilog;(C)VHDL;(D)All of the above.二、填空题1、FPGA的中文全称是_________。
2、FPGA是由_________的逻辑单元组成的。
3、在FPGA设计中,我们通常使用_________或_________硬件描述语言。
三、简答题1、简述FPGA的基本工作原理。
2、请描述一下FPGA在嵌入式系统中的应用。
3、请比较FPGA和ASIC的区别和优势。
四、编程题1、请编写一个简单的FPGA程序,实现一个四位二进制计数器。
2、请编写一个FPGA程序,实现一个四输入的AND门阵列。
五、设计题1、设计一个使用FPGA实现的数字频率计,可以测量输入信号的频率并显示结果。
2、设计一个使用FPGA实现的图像处理系统,可以识别输入图像中的特定物体并输出结果。
以上就是FPGA期末复习大题库题库的内容,包含了各种题型,从基础理论到实践应用,全方位地考察了学生对FPGA知识的掌握程度。
希望可以帮助学生们更好地进行FPGA的学习和复习。
管理学期末考试题库在管理学的世界里,知识是浩瀚的,而考试是让我们更好地理解和应用这些知识的关键途径。
以下是我们为管理学期末考试准备的题库,希望能够帮助大家进行最后的复习。
一、选择题1、在管理学中,以下哪个选项最能代表“激励”的概念?A.员工对工作的热情B.员工对工资的期待C.员工对公司的忠诚度D.员工对晋升的期望2、下列哪一项不是计划工作的基本步骤?A.确定目标B.分析环境C.制定实施计划D.确定资源需求3、在组织理论中,以下哪个选项不属于“古典组织理论”?A.泰勒的科学管理理论B.法约尔的行政管理理论C.韦伯的官僚组织理论D.梅奥的人群关系理论二、简答题1、请简述在决策过程中,如何平衡理性与直觉的冲突?2、请说明在计划工作中,如何进行风险评估以及相应的应对策略规划?3、请阐述在组织设计的过程中,如何平衡集权和分权的关系?4、请简述在领导理论中,交易型领导与变革型领导的区别及其优劣?5、请说明在激励理论中,马斯洛需求层次理论的主要内容以及应用。
FPGA工程师面试试题FPGA工程师面试试题001、同步电路和异步电路的区别是什么?(仕兰微电子)2、什么是同步逻辑和异步逻辑?(汉王笔试)同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系.异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系.3、什么是线与逻辑是两个输出信号相连可以实现与的功能.在硬件上,要用oc门来实现,由于不用 oc门可能使灌电流过大,而烧坏逻辑门. 同时在输出端口应加一个上拉电阻.4、什么是Setup 和Holdup时间?(汉王笔试)5、setup和holdup时间,区别.(南山之桥)6、解释setup time和hold time的定义和在时钟信号延迟时的变化.(未知)7、解释setup和hold time violation,画图说明,并说明解决办法.(威盛VIA2003.11.06 上海笔试试题)Setup/hold time 是测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求.建立时间是指触发器的时钟信号上升沿到来以前,数据稳定不变的时间.输入信号应提前时钟上升沿(如上升沿有效)T 时间到达芯片,这个T就是建立时间-Setup time.如不满足setup time,这个数据就不能被这一时钟打入触发器,只有在下一个时钟上升沿,数据才能被打入触发器. 保持时间是指触发器的时钟信号上升沿到来以后,数据稳定不变的时间.如果hold time 不够,数据同样不能被打入触发器.建立时间 (Setup Time)和保持时间(Hold time).建立时间是指在时钟边沿前,数据信号需要保持不变的时间.保持时间是指时钟跳变边沿后数据信号需要保持不变的时间.如果不满足建立和保持时间的话,那么DFF将不能正确地采样到数据,将会出现 metastability的情况.如果数据信号在时钟沿触发前后持续的时间均超过建立和保持时间,那么超过量就分别被称为建立时间裕量和保持时间裕量.8、说说对数字逻辑中的竞争和冒险的理解,并举例说明竞争和冒险怎样消除.(仕兰微电子)9、什么是竞争与冒险现象?怎样判断?如何消除?(汉王笔试)在组合逻辑中,由于门的输入信号通路中经过了不同的延时,导致到达该门的时间不一致叫竞争.产生毛刺叫冒险.如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象.解决方法:一是添加布尔式的消去项,二是在芯片外部加电容.10、你知道那些常用逻辑电平?TTL与COMS电平可以直接互连吗?(汉王笔试)常用逻辑电平:12V,5V,3.3V;TTL和CMOS不可以直接互连,由于TTL是在0.3-3.6V之间,而CMOS则是有在12V的有在5V 的.CMOS输出接到TTL是可以直接互连.TTL接到CMOS需要在输出端口加一上拉电阻接到5V或者12V.11、如何解决亚稳态.(飞利浦-大唐笔试)亚稳态是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态.当一个触发器进入亚稳态时,既无法预测该单元的输出电平,也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上.在这个稳定期间,触发器输出一些中间级电平,或者可能处于振荡状态,并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去.12、IC设计中同步复位与异步复位的区别.(南山之桥)13、MOORE 与 MEELEY状态机的特征.(南山之桥)14、多时域设计中,如何处理信号跨时域.(南山之桥)15、给了reg的setup,hold时间,求中间组合逻辑的delay范围.(飞利浦-大唐笔试)Delay16、时钟周期为T,触发器D1的建立时间最大为T1max,最小为T1min.组合逻辑电路最大延迟为T2max,最小为T2min.问,触发器D2的建立时间T3和保持时间应满足什么条件.(华为)17、给出某个一般时序电路的图,有Tsetup,Tdelay,Tck->q,还有 clock的delay,写出决定最大时钟的因素,同时给出表达式.(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题)18、说说静态、动态时序模拟的优缺点.(威盛VIA2003.11.06 上海笔试试题)19、一个四级的Mux,其中第二级信号为关键信号如何改善timing.(威盛VIA2003.11.06 上海笔试试题)20、给出一个门级的图,又给了各个门的传输延时,问关键路径是什么,还问给出输入, 使得输出依赖于关键路径.(未知)21、逻辑方面数字电路的卡诺图化简,时序(同步异步差异),触发器有几种(区别,优点),全加器等等.(未知)22、卡诺图写出逻辑表达使.(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题)23、化简F(A,B,C,D)= m(1,3,4,5,10,11,12,13,14,15)的和.(威盛)24、please show the CMOS inverter schmatic,layout and its cross sectionwith P-well process.Plot its transfer curve (Vout-Vin) And also explain theoperation region of PMOS and NMOS for each segment of the transfer curve? (威盛笔试题circuit design-beijing-03.11.09)25、To design a CMOS invertor with balance rise and fall time,please definethe ration of channel width of PMOS and NMOS and explain?26、为什么一个标准的倒相器中P管的宽长比要比N管的宽长比大?(仕兰微电子)27、用mos管搭出一个二输入与非门.(扬智电子笔试)28、please draw the transistor level schematic of a cmos 2 input AND gate andexplain which input has faster response for output rising edge.(less delaytime).(威盛笔试题circuit design-beijing-03.11.09)29、画出NOT,NAND,NOR的符号,真值表,还有transistor level的电路.(Infineon笔试)30、画出CMOS的图,画出tow-to-one mux gate.(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题)31、用一个二选一mux和一个inv实现异或.(飞利浦-大唐笔试)32、画出Y=A*B+C的cmos电路图.(科广试题)33、用逻辑们和cmos电路实现ab+cd.(飞利浦-大唐笔试)34、画出CMOS电路的晶体管级电路图,实现Y=A*B+C(D+E).(仕兰微电子)35、利用4选1实现F(x,y,z)=xz+yz’.(未知)36、给一个表达式f=xxxx+xxxx+xxxxx+xxxx用最少数量的与非门实现(实际上就是化简).37、给出一个简单的由多个NOT,NAND,NOR组成的原理图,根据输入波形画出各点波形. (Infineon笔试)38、为了实现逻辑(A XOR B)OR (C AND D),请选用以下逻辑中的一种,并说明为什么?1)INV 2)AND 3)OR 4)NAND 5)NOR 6)XOR 答案:NAND(未知)39、用与非门等设计全加法器.(华为)40、给出两个门电路让你分析异同.(华为)41、用简单电路实现,当A为输入时,输出B波形为…(仕兰微电子)42、A,B,C,D,E进行投票,多数服从少数,输出是F(也就是如果A,B,C,D,E中1的个数比0 多,那么F输出为1,否则F为0),用与非门实现,输入数目没有限制.(未知)43、用波形表示D触发器的功能.(扬智电子笔试)44、用传输门和倒向器搭一个边沿触发器.(扬智电子笔试)45、用逻辑们画出D触发器.(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题)46、画出DFF的结构图,用verilog实现之.(威盛)47、画出一种CMOS的D锁存器的电路图和版图.(未知)48、D触发器和D锁存器的区别.(新太硬件面试)49、简述latch和filp-flop的异同.(未知)50、LATCH和DFF的概念和区别.(未知)51、latch与register的区别,为什么现在多用register.行为级描述中latch如何产生的. (南山之桥)52、用D触发器做个二分颦的电路.又问什么是状态图.(华为)53、请画出用D触发器实现2倍分频的逻辑电路?(汉王笔试)54、怎样用D触发器、与或非门组成二分频电路?(东信笔试)55、How many flip-flop circuits are needed to divide by 16? (Intel) 16分频?56、用filp-flop和logic-gate设计一个1位加法器,输入carryin和current-stage,输出 carryout和next-stage. (未知)57、用D触发器做个4进制的计数.(华为)58、实现N位Johnson Counter,N=5.(南山之桥)59、用你熟悉的设计方式设计一个可预置初值的7进制循环计数器,15进制的呢?(仕兰微电子)60、数字电路设计当然必问Verilog/VHDL,如设计计数器.(未知)61、BLOCKING NONBLOCKING 赋值的区别.(南山之桥)62、写异步D触发器的verilog module.(扬智电子笔试)module dff8(clk , reset, d, q);input clk;input reset;input [7:0] d;output [7:0] q;reg [7:0] q;always @ (posedge clk or posedge reset)if(reset)qelseqendmodule63、用D触发器实现2倍分频的Verilog描述? (汉王笔试) module divide2( clk , clk_o, reset);input clk , reset;output clk_o;wire in;reg out ;always @ ( posedge clk or posedge reset)if ( reset)outelseoutassign in = ~out;assign clk_o = out;endmodule64、可编程逻辑器件在现代电子设计中越来越重要,请问:a) 你所知道的可编程逻辑器件有哪些? b) 试用VHDL或VERILOG、ABLE描述8位D触发器逻辑.(汉王笔试)PAL,PLD,CPLD,FPGA.module dff8(clk , reset, d, q);input clk;input reset;input d;output q;reg q;always @ (posedge clk or posedge reset)if(reset)qelseqendmodule65、请用HDL描述四位的全加法器、5分频电路.(仕兰微电子)66、用VERILOG或VHDL写一段代码,实现10进制计数器.(未知)67、用VERILOG或VHDL写一段代码,实现消除一个glitch.(未知)68、一个状态机的题目用verilog实现(不过这个状态机画的实在比较差,很容易误解的).(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题)69、描述一个交通信号灯的设计.(仕兰微电子)70、画状态机,接受1,2,5分钱的卖报机,每份报纸5分钱.(扬智电子笔试)71、设计一个自动售货机系统,卖soda水的,只能投进三种硬币,要正确的找回钱数. (1)画出fsm(有限状态机);(2)用verilog编程,语法要符合fpga设计的要求.(未知)72、设计一个自动饮料售卖机,饮料10分钱,硬币有5分和10分两种,并考虑找零:(1) 画出fsm(有限状态机);(2)用verilog编程,语法要符合fpga设计的要求;(3)设计工程中可使用的工具及设计大致过程.(未知)73、画出可以检测10010串的状态图,并verilog实现之.(威盛)74、用FSM实现101101的序列检测模块.(南山之桥)a为输入端,b为输出端,如果a连续输入为1101则b输出为1,否则为0.例如a: [***********]0110b: [***********]0000请画出state machine;请用RTL描述其state machine.(未知)75、用verilog/vddl检测stream中的特定字符串(分状态用状态机写).(飞利浦-大唐笔试)76、用verilog/vhdl写一个fifo控制器(包括空,满,半满信号).(飞利浦-大唐笔试)77、现有一用户需要一种集成电路产品,要求该产品能够实现如下功能:y=lnx,其中,x为4位二进制整数输入信号.y为二进制小数输出,要求保留两位小数.电源电压为3~5v假设公司接到该项目后,交由你来负责该产品的设计,试讨论该产品的设计全程.(仕兰微电子)78、sram,falsh memory,及dram的区别?(新太硬件面试)79、给出单管DRAM的原理图(西电版《数字电子技术基础》杨颂华、冯毛官205页图9-14b),问你有什么办法提高refresh time,总共有5个问题,记不起来了.(降低温度,增大电容存储容量)(Infineon笔试)80、Please draw schematic of a mon SRAM cell with 6 transistors,point outwhich nodes can store data and which node is word line control? (威盛笔试题circuit design-beijing-03.11.09)81、名词:sram,ssram,sdram名词IRQ,BIOS,USB,VHDL,SDRIRQ: Interrupt ReQuestBIOS: Basic Input Output SystemUSB: Universal Serial BusVHDL: VHIC Hardware Description LanguageSDR: Single Data Rate压控振荡器的英文缩写(VCO).动态随机存储器的英文缩写(DRAM).名词解释,无聊的外文缩写罢了,比如PCI、ECC、DDR、interrupt、pipeline、IRQ,BIOS,USB,VHDL,VLSI VCO(压控振荡器) RAM (动态随机存储器),FIR IIR DFT(离散傅立叶变换)或者是中文的,比如:a.量化误差 b.直方图 c.白平FPGA工程师面试试题011 什么是Setup 和Holdup时间?2 什么是竞争与冒险现象?怎样判断?如何消除?3 用D触发器实现2倍分频的逻辑电路? .......4 什么是5 什么是同步逻辑和异步逻辑?6 请画出微机接口电路中,典型的输入设备与微机接口逻辑示意图(数据接口、控制接口、所存器/缓冲器)。
习题集及参考答案一、填空题1.一般把EDA技术的发展分为()个阶段。
2.FPGA/CPLD有如下设计步骤:①原理图/HDL文本输入、②适配、③功能仿真、④综合、⑤编程下载、⑥硬件测试,正确的设计顺序是①()⑤⑥。
3.在EDA工具中,能完成在目标系统器件上布局布线的软件称为()。
4.设计输入完成之后,应立即对文件进行()。
5.基于硬件描述语言的数字系统设计目前最常用的设计方法称为()设计法。
6.将硬件描述语言转化为硬件电路的过程称为()。
7.IP核在EDA技术和开发中具有十分重要的地位,以HDL方式提供的IP被称为()IP。
8.SOC系统又称为()系统。
SOPC系统又称为()系统。
9.将硬核和固核作为()IP核,而软核作为()IP核。
10.IP核在EDA技术和开发中具有十分重要的地位,以HDL方式提供的IP被称为()。
11.HDL综合器就是逻辑综合的过程,把可综合的VHDL/Verilog HDL转化成硬件电路时,包含了三个过程,分别是()、()、()。
12.EDA软件工具大致可以由五个模块构成,分别是设计输入编辑器、()、()、()和()。
13.按仿真电路描述级别的不同,HDL仿真器分为()仿真、()仿真、()仿真和门级仿真。
14.系统仿真分为()、()和()。
15.()仿真是对设计输入的规范检测,这种仿真通过只能表示编译通过,说明设计满足一定的语法规范,但不能保证设计功能满足期望。
16.()仿真是对综合后的网表进行的仿真,它验证设计模块的基本逻辑功能,但不带有布局布线后产生的时序信息,是理想情况下的验证。
17.()仿真是布局布线后进行的后仿真,仿真时考虑了布线延时,和芯片实际的工作情况更加接近。
18.目前Xilinx公司生产的FPGA主要采用了()配置存储器结构。
19.描述测试信号的变化和测试工程的模块叫做()。
20.现代电子系统设计领域中的EDA采用()的设计方法。
21.有限状态机可分为()状态机和()状态机两类。
1.一个项目的输入输出端口是定义在 A 。
A. 实体中B. 结构体中C. 任何位置D. 进程体2. 描述项目具有逻辑功能的是 B 。
A. 实体B. 结构体C. 配置D. 进程3.关于1987标准的VHDL语言中,标识符描述正确的是 B 。
A. 下划线可以连用B. 下划线不能连用C. 不能使用下划线D. 可以使用任何字符4.VHDL语言中变量定义的位置是 D ;VHDL语言中信号定义的位置是 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5.变量和信号的描述正确的是 A 。
A. 变量赋值号是:=B. 信号赋值号是:=C. 变量赋值号是<=D. 二者没有区别6.变量和信号的描述正确的是 B 。
A. 变量可以带出进程B. 信号可以带出进程C. 信号不能带出进程D. 二者没有区别6.关于VHDL数据类型,正确的是 D 。
A. 数据类型不同不能进行运算B. 数据类型相同才能进行运算C. 数据类型相同或相符就可以运算D. 运算与数据类型无关7.关于VHDL数据类型,正确的是 B 。
A. 用户不能定义子类型B. 用户可以定义子类型C. 用户可以定义任何类型的数据D. 前面三个答案都是错误的8.可以不必声明而直接引用的数据类型是 C 。
A. STD_LOGICB. STD_LOGIC_VECTORC. BITD. 前面三个答案都是错误的9.使用STD_LOGIG_1164使用的数据类型时 B 。
A.可以直接调用B.必须在库和包集合中声明C.必须在实体中声明D. 必须在结构体中声明10.VHDL运算符优先级的说法正确的是 C 。
A. 逻辑运算的优先级最高B. 关系运算的优先级最高C. 逻辑运算的优先级最低D. 关系运算的优先级最低11.VHDL中顺序语句放置位置说法正确的是 D 。
A.可以放在进程语句中B. 可以放在子程序中C. 不能放在任意位置D. 前面的说法都正确12.不属于顺序语句的是 B 。
第一篇 FPGA基础题1.1. ⑴ 结合Xilinx、Altera等公司的FPGA芯片,简要罗列一下FPGA内部的资源或专用模块,并简要说明这些资源的一些作用或用途。
(至少列出5项,越多越好)⑵如果,对内部特定资源,曾有应用经历,结合个人理解和体验,简要说明初步的设计技巧或设计经验。
1.可编程输入输出单元(IOB)可编程输入/输出单元简称I/O单元,是芯片与外界电路的接口部分,完成不同电气特性下对输入/输出信号的驱动与匹配要求,其示意结构如图1-2所示。
FPGA内的I/O按组分类,每组都能够独立地支持不同的I/O标准。
通过软件的灵活配置,可适配不同的电气标准与I/O物理特性,可以调整驱动电流的大小,可以改变上、下拉电阻。
目前,I/O口的频率也越来越高,一些高端的FPGA通过DDR寄存器技术可以支持高达2Gbps的数据速率。
外部输入信号可以通过IOB模块的存储单元输入到FPGA的内部,也可以直接输入FPGA 内部。
当外部输入信号经过IOB模块的存储单元输入到FPGA内部时,其保持时间(Hold Time)的要求可以降低,通常默认为0。
为了便于管理和适应多种电器标准,FPGA的IOB被划分为若干个组(bank),每个bank的接口标准由其接口电压VCCO决定,一个bank只能有一种VCCO,但不同bank的VCCO可以不同。
只有相同电气标准的端口才能连接在一起,VCCO电压相同是接口标准的基本条件。
2.可配置逻辑块(CLB)CLB是FPGA内的基本逻辑单元。
CLB的实际数量和特性会依器件的不同而不同,但是每个CLB都包含一个可配置开关矩阵,此矩阵由4或6个输入、一些选型电路(多路复用器等)和触发器组成。
开关矩阵是高度灵活的,可以对其进行配置以便处理组合逻辑、移位寄存器或RAM。
在Xilinx公司的FPGA器件中,CLB由多个(一般为4个或2个)相同的Slice和附加逻辑构成,每个CLB模块不仅可以用于实现组合逻辑、时序逻辑,还可以配置为分布式RAM和分布式ROM。
第1篇1. FPGA是什么?FPGA(现场可编程门阵列)是一种可编程逻辑器件,它可以根据用户的需求进行编程,实现各种数字电路功能。
FPGA具有高灵活性、高集成度、低功耗等优点,广泛应用于通信、工业控制、消费电子等领域。
答案:FPGA是一种可编程逻辑器件,可以根据用户需求进行编程,实现各种数字电路功能。
2. VHDL和Verilog的区别是什么?VHDL和Verilog都是硬件描述语言,用于描述数字电路和系统。
两者在语法和功能上存在一些差异:- VHDL是一种强类型语言,具有丰富的数据类型和操作符,易于编写复杂的数字电路描述。
- Verilog是一种弱类型语言,数据类型较为简单,但具有简洁的语法,便于快速编写代码。
答案:VHDL和Verilog的区别在于数据类型和语法,VHDL是强类型语言,Verilog 是弱类型语言。
3. 什么是FPGA的时钟域交叉问题?FPGA的时钟域交叉问题是指当多个时钟域的信号进行交互时,可能会出现信号竞争、数据丢失等现象,导致系统性能下降或功能失效。
答案:FPGA的时钟域交叉问题是指当多个时钟域的信号进行交互时,可能会出现信号竞争、数据丢失等现象。
4. 如何处理FPGA的时序问题?处理FPGA的时序问题主要包括以下几个方面:- 设计合理的时钟树,确保时钟信号在各个模块之间稳定传播。
- 合理设置时钟分频、倍频等参数,避免时钟抖动。
- 优化模块设计,减少信号路径长度,降低信号传播延迟。
- 进行时序仿真,确保满足设计要求。
答案:处理FPGA的时序问题主要包括设计合理的时钟树、设置时钟参数、优化模块设计和进行时序仿真。
5. FPGA的配置过程是怎样的?FPGA的配置过程主要包括以下几个步骤:- 编写配置文件:使用VHDL或Verilog等硬件描述语言编写配置文件,描述FPGA 内部电路的结构和功能。
- 编译配置文件:使用FPGA厂商提供的编译工具对配置文件进行编译,生成门级网表。
F PG A期末考试题目文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]四、简答题1.简述EDA技术的发展历程2.什么是EDA技术3.在EDA技术中,什么是自顶向下的设计方法4.自顶向下的设计方法有什么重要意义5.简要说明目前现代数字系统的发展趋势是什么6.简述现代数字系统设计流程。
7.简述原理图设计法设计流程。
8.简述原理图设计法设计方法的优缺点。
9.什么是综合综合的步骤是什么10.什么是基于平台的设计现有平台分为哪几个类型11.目前,目前数字专用集成电路的设计主要采用三种方式各有什么特点12.什么是SOC技术含义是什么什么是SOPC13.SOPC技术含义是什么SOPC技术和SOC技术的区别是什么14.SOPC技术是指什么SOPC的技术优势是什么15.简要说明一下功能仿真和时序仿真的异同。
设计过程中如果只做功能仿真,不做时序仿真,设计的正确性是否能得到保证16.综合完成的主要工作是什么实现(Implement)完成的主要工作是什么17.主要的HDL语言是哪两种Verilog HDL 语言的特点是什么18.简述阻塞赋值与非阻塞赋值的不同。
19.简述过程赋值和连续赋值的区别。
20.什么叫做IP核IP在设计中的作用是什么21.什么是IP软核,它的特点是什么22.根据有效形式将IP分为哪几类根据功能方面的划分分为哪两类23.比较基于查找表的FPGA和CPLD系统结构和性能上有何不同24.什么是数据流级建模什么是行为级建模25.timescale指令的作用是什么。
26.采用HDL完成设计后,必须应用测试程序(testbench)对设计的正确性进行验证。
测27.什么是FPGA,CPLD他们分别是基于什么结构的可编程逻辑结构28.CPLD是基于什么结构的可编程逻辑器件其基本结构由哪几部分组成。
29.FPGA是于什么结构的可编程逻辑器件其基本结构由哪几部分组成。
30.PLD器件按照编程方式不同,可以分为哪几类31.解释编程与配置这两个概念。
fpga期末考试试题一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪个选项是FPGA的基本组成单元?A. 寄存器B. 逻辑门C. 触发器D. 微处理器2. FPGA与ASIC的主要区别是什么?A. FPGA是可编程的,ASIC是固定的B. FPGA是固定的,ASIC是可编程的C. 两者都是可编程的D. 两者都是固定的3. 在FPGA设计中,以下哪个工具用于逻辑综合?A. 仿真工具B. 布局和布线工具C. 综合工具D. 时序分析工具4. 以下哪个是FPGA设计中的时序约束?A. 电源约束B. 面积约束C. 时钟约束D. 信号完整性约束5. 在FPGA设计中,什么是“资源利用率”?A. FPGA芯片上使用的逻辑单元数量B. FPGA芯片上使用的存储单元数量C. FPGA芯片上使用的I/O端口数量D. FPGA芯片上使用的电源数量二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述FPGA设计流程的主要步骤。
2. 解释什么是“硬件描述语言”并列举至少两种常见的硬件描述语言。
3. 描述FPGA与CPLD在结构上的主要区别。
三、计算题(每题15分,共30分)1. 假设有一个FPGA设计,其最大工作频率为100MHz,要求设计一个时钟分频器,将输入时钟频率降低到25MHz。
请计算所需的分频系数,并简述如何实现。
2. 给定一个FPGA设计,其内部有一个8位的计数器,计数器的时钟频率为50MHz。
如果需要在FPGA上实现一个周期为1秒的定时器,计算所需的计数器最大值,并说明如何实现。
四、设计题(20分)设计一个简单的FPGA逻辑电路,实现一个4位的二进制加法器。
要求如下:- 输入为两个4位的二进制数A和B。
- 输出为一个4位的二进制数S,表示A和B的和。
- 如果和超过4位,则输出最高位的进位。
- 画出逻辑电路图,并使用硬件描述语言(如VHDL或Verilog)编写相应的代码。
五、论述题(20分)论述FPGA在嵌入式系统设计中的优势和局限性,并给出一个可能的应用场景。
FPGA认证考试试题笔试部分:(总分40分)一、单选题(每题1分,共30分)1.FPGA项目中必须使用下面哪种扩展名类型的源文件作为顶层设计文件?()A.原理图文档(某.SchDoc)B.VHDL文件(某.vhd)C.OpenBu系统文件(某.OpenBu)D.VerilogHDL文件(某.v)2.在FPGA内构建一个包含处理器的系统时,如何将外部存储器映射到处理器地址访问空间?()A.通过系统导入命令B.由系统自动建立映射关系C.通过编译FPGA项目D.通过手工建立映射关系3.在FPGA项目设计的哪个处理阶段可以生成FPGA编程所需的二进制码流文件?()4.目前FPGA设计输入,即设计方法有多种,以下哪个不是开发FPGA 的方法?()A.原理图式设计方法B.VHDL语言描述设计方法C.Verilog语言描述设计方法D.在非嵌入式开发中,利用纯C语言设计描述5.FPGA通用集成库提供最多的是在FPGA设计中所用到的哪种器件?()A.逻辑器件B.外设接口器件C.处理器器件D.端口连接描述器件6.用厂商管脚文件来做什么用途?()~1~用于导入由布局布线工具决定的管脚分配,到约束文件用于创建新的VHDL实体的端口界面7.FPGA制造工艺体现摩尔定律优势,即FPGA容量和性能每18个月翻倍,早在2022年FPGA设计工艺已步入?()A.25nm时代B.38nm时代C.30nm时代D.28nm时代8.在AltiumDeigner设计OpenBu系统时,哪类IP目前还无法直接获得?()A.连接器(connector)B.处理器(proceor)9.NanoBoard板、外设板或者子板上的端口到管脚映射资源是在哪里定义的?()A.在FPGA项目结构里B.在动态生成的映射约束文件里C.在FPGA项目的顶层原理图D.在相应的板级约束文件里A.HDMIB.JTAGC.Ne某uD.JPEG11.关于配置和约束文件,下面哪种说法不正确?()A.一个配置可以包含多个绑定不同的物理器件的约束文件B.同一个约束文件可以被多个配置使用C.多个约束文件可以被分配到同一个配置D.自动配置功能是连接到桌面级NanoBoard平台的快速方法12.通用JTAG接口适配器的SOFT_TDI,SOFT_TDO,SOFT_TCK和SOFT_TMS信号探针的功能?()A.访问硬器件JTAG链,允许与物理器件交互B.访问软器件JTAG链,访问FPGA设计中的虚拟仪器C.访问板的NanoBoardJTAG链D.重启板的电源13.在哪里使能对物理器件的管脚状态的实时监控功能?()A.在原理图文件内~2~B.在硬件器件面板内C.在器件视图页面中D.在JTAG浏览面板内14.使用下面哪种虚拟仪器,可以输出一个数字频率信号?()A.调测终端(TERMINAL)B.数字IO(DIGITAL_IO)C.频率计数器(FRQCNT2)D.频率发生器(CLKGEN)15.数字IO模块能有多少输入和输出?()A.8B.16C.无限制D.3216.使用可配置的逻辑分析仪时,其最大可捕获的数据宽度为?()A.8B.64C.16D.3217.用于管理FPGA连接的硬件资源的“管理配置器”可以在如下的哪个命令中访问得到?()A.D某P>>PreferenceB.Deign>>DocumentOptionC.Project>>ProjectOptionD.Project>>Co nfigurationManager18.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()。
1.一个项目的输入输出端口是定义在 A 。
A. 实体中B. 结构体中C. 任何位置D. 进程体2. 描述项目具有逻辑功能的是 B 。
A. 实体B. 结构体C. 配置D. 进程3.关于1987标准的VHDL语言中,标识符描述正确的是 B 。
A. 下划线可以连用B. 下划线不能连用C. 不能使用下划线D. 可以使用任何字符4.VHDL语言中变量定义的位置是 D ;VHDL语言中信号定义的位置是 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5.变量和信号的描述正确的是 A 。
A. 变量赋值号是:=B. 信号赋值号是:=C. 变量赋值号是<=D. 二者没有区别6.变量和信号的描述正确的是 B 。
A. 变量可以带出进程B. 信号可以带出进程C. 信号不能带出进程D. 二者没有区别6.关于VHDL数据类型,正确的是 D 。
A. 数据类型不同不能进行运算B. 数据类型相同才能进行运算C. 数据类型相同或相符就可以运算D. 运算与数据类型无关7.关于VHDL数据类型,正确的是 B 。
A. 用户不能定义子类型B. 用户可以定义子类型C. 用户可以定义任何类型的数据D. 前面三个答案都是错误的8.可以不必声明而直接引用的数据类型是 C 。
A. STD_LOGICB. STD_LOGIC_VECTORC. BITD. 前面三个答案都是错误的9.使用STD_LOGIG_1164使用的数据类型时 B 。
A.可以直接调用B.必须在库和包集合中声明C.必须在实体中声明D. 必须在结构体中声明10.VHDL运算符优先级的说法正确的是 C 。
A. 逻辑运算的优先级最高B. 关系运算的优先级最高C. 逻辑运算的优先级最低D. 关系运算的优先级最低11.VHDL中顺序语句放置位置说法正确的是 D 。
A.可以放在进程语句中B. 可以放在子程序中C. 不能放在任意位置D. 前面的说法都正确12.不属于顺序语句的是 B 。
【第一章】1、FPGA芯片的发展主要体现在哪几个方面?未来的发展趋势是什么?(1) 大容量、低电压、低功耗(2) 系统级高密度(3) FPGA和ASIC出现相互融合。
(4) 动态可重构2、EDA技术的优势是什么?缩短开发周期,有各类库的支持,简化逻辑设计,有利于设计文档的管理,能仿真测试,开发者有自主权,将所有开发环节纳入统一的自顶向下的设计中,有效的利用了计算机的自动设计能力。
3、EDA的设计流程包括哪几个环节?①设计输入(原理图/HDL文本编辑)②综合③FPGA/CPLD 适配④时序仿真与功能仿真⑤FPGA/CPLD编程下载⑥FPGA/CPLD器件电路硬件检测。
4、硬件描述语言的种类有哪些?VHDL 、Verilog HDL、SystemVerilog、System C 等5、自顶向下设计方法的优点是什么?过程大部分由计算机完成,可植性强,便于系统的优化和升级,以及对模型进行及时的修改,以改进系统或子系统的功能,更正设计错误,提高目标系统的工作速度,减小面积耗用,降低功耗和成本等。
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。
高效,高稳定性,省时省力,成本较低。
6、ip核可分为哪几类?①软IP 、②固IP、③硬IP7、ip在EDA技术的应用和发展中的意义是什么?IP就是将某些功能固化,而当EDA设计也需要这些功能的时候,就可以直接将植入了此功能的IP拿过来直接用,而不用再重新设计。
这样既可以提高效率又可以减少设计风险。
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。
8、EDA的概念Electronic Design Automation,电子设计自动化。
简单一点EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译,化简,分割,综合,优化,布局,布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译,逻辑映射和编程下载等工作。
9、VHDL与verilog的优缺点的对比Verilog代码简明扼要,操作灵活方便,使用简单,有效的简化了设计过程。
Vhdl语句严谨,有很好的行为级描述能力和系统级描述能力。
缺点是代码过于冗长,对数据类型匹配要求过于严格,对版图级,管子级的描述几乎不支持。
【第二章】1、可编程逻辑器件经历哪些发展过程?PLD,PLA,PAL,GAL,EPLD,CPLD/FPGA2、Altera公司的PLD芯片主要有哪些系列?按照推出的先后顺序:Classic 、MAX、FLEX、APEX、ACEX、APEX 2、Cyclone/2/3/4、MAX2、Stratix-1/2/3/4/6.3、FPGA的配置方式有哪些?PS(被动串行)、PPS(被动并行同步)、PPA(被动并行异步)、PSA(被动串行异步)、JTAG模式、AS(主动串行)【第三章】1、verilog中标示符的命名规则是什么?a.标识符Verilog HDL中的标识符(Identifier)是由任意字母、数字、$符号和_(下划线)符号的组成的字符序列,但标识符的第一个字符必须是字母或者下划线。
此外,标识符是区分大小写的。
转义表示符(Escaped Identifier)为在标识符中包含任何可打印字符提供了一条途径。
转义标识符\(反斜线)符号开头,以空白结尾(空白可以是空格、制表符或换行符)。
在转义标识符中,反斜线和结束空格并不是转义标识符的一部分。
Verilog HDL语言中定义了一系列保留标识符,叫做关键词,仅用于表示特定的含义。
注意只有小写的关键词才是保留字。
指导原则:不能用大小写混用字符串表示关键词,也不能把转义的关键词作为标识别符。
b.注释在Verilog HDL中有2种形式的注释:/*開始,直到*///第二种形式:到本行结束为止c.格式Verilog HDL是大小写敏感的,也就是说,字符相同而字体(大小写)不同的两个标识符是不同的。
此外,Verilog HDL语句的格式很自由,即语句结构既可以跨越多行编写,也可以在一行内编写。
空白(空白行、制表符和空格)没有特殊含义。
指导原则:行的长度必须小于132个字符。
2、端口模式有哪些?1、INPUT2、OUTPUT3、INOUT双向端口3、Verilog中有哪些基本的数据类型?Reg,wire,parameters,integer4、在时序模块中,同步复位和异步复位有什么区别?所谓同步复位是指当复位信号发生变化时,并不立刻生效,只有当有效时钟沿采样到已变化的复位信号后,才对所有寄存器复位。
同步复位的应用要点如下:指定同步复位时,always的敏感表中仅有时钟沿信号,仅仅当时钟沿采到同步复位的有效电平时,才会在时钟沿到达时刻进行复位操作。
所谓异步复位是指当复位信号有效沿到达时,无论时钟沿是否有效,都会立即对目标(如寄存器、RAM等)复位。
异步复位的应用要点如下:指定异步复位时,只需always的敏感表中加入复位信号的有效沿即可,当复位信号有效沿到达时,无论时钟沿是否有效,复位都会立即发挥其功能。
5、verilog中的时钟过程表述的特点和规律1.某信号被定义成边沿敏感时钟信号,则posedge A或negedge A放敏感表中,always结构块中不能再出现信号A了。
2.若B被定义成对应于时钟的电平敏感异步控制信号,则除posedge B或negedge B放敏感表中,always块中必须给出逻辑描述,即表述上是边沿敏感,性能上是电平敏感。
3.若某信号对于时钟同步,则不能出现在敏感信号表中。
4. 敏感表中边沿敏感信号和电平敏感信号不能同时出现。
【第五章】1、简述阻塞式赋值和非阻塞式赋值的区别=,立即;<=过程结束(1)同一个块程序中:阻塞赋值语句是顺序执行的;非阻塞赋值语句是并行执行的。
(2)在组合逻辑建模中应使用阻塞赋值;在时序逻辑建模中应使用非阻塞赋值。
(3)无论是阻塞赋值语句还是非阻塞赋值语句,若在该语句之前对其值进行应用,则只能引用其上一个时钟周期赋于的旧值。
2、进程的特点是什么?(1)进程结构内部的所有语句都是顺序执行的。
(2)多进程之间是并行执行的,并可访问结构体或实体中所定义的信号。
(3)进程的启动是由进程标识符always后的信号敏感表所标明的信号来触发的(4)各进程之间的通信是由信号来传递的。
(5)进程语句的顺序性(6)进程的启动与执行过程当进程中定义的任一敏感型号发生更新(变化)时,由顺序语句定义的行为就要重复执行一次。
当进程中最后一个语句执行完毕后,执行过程将自动返回到进程的起始端,以等待下一次敏感信号的变化。
3、verilog语言有哪几种描述风格?RTL描述、行为描述、数据流描述、结构描述【第六章】1、列举5个宏功能模块①算数组件:包括累加器、加法器、乘法器和LPM算数函数等。
②组合电路:包括多路选择器、比较器和LPM门函数等。
③I/O组件:包括时钟数据恢复(CDR)、锁相环(PLL)、双数据速率(DDR)、千兆位收发器块(GXB)、LVDS接收器和发送器、PLL重新配置和远程更新宏功能模块。
④存储器编译器件:括FIFO Partitioner、RAM和ROM宏功能模块等。
⑤存储组件:存储器、移位寄存器宏模块和LPM存储器函数等。
2、Quartus能够接受的两种RAM或ROM初始化文件的格式是? .mif .hex3、知实验板上有一个10MHZ的有源晶振,现在要产生1MHZ的正弦波,请提出设计方案4、宏功能模块和LPM函数的优点是什么?使用LPM功能单元极大地简化了设计输入。
LPM函数与任何文本或图形设计输入工具都是兼容的,可以在GDF设计文件和HDL设计文件中任意调用LPM库元件。
当编译器分析整个逻辑电路时,它会自动利用已有的宏功能逻辑(Megafunction Logic)删除多余的门和触发器,以确保最优的设计效率。
【第七章】1、资源优化可以通过哪几种方式实现?资源共享、逻辑优化、串行化2、速度优化可以通过哪几种方式实现?流水线设计、寄存器配平、关键路径法、乒乓操作法【第八章】1、状态机的优点①高效的顺序控制模型②容易利用现成的EDA优化工具③性能稳定④设计实现效率高⑤高速性能2、一般的状态机结构包括哪几个部分?各自的功能是什么?①说明部分:说明部分用tpye语句定义新的数据类型,其元素通常用状态机的状态名来定义。
②主控时序过程:所谓主控时序过程是指负责状态机运转和在时钟驱动下负责状态转换。
③主控组合过程:也可称为状态译码过程,其任务是根据外部输入的控制信号,包括来自状态机外部的信号和来自状态机内部其他非主控的组合或时序进程的信号,以确定对外输出或对内部其他组合或时序进程输出信号的内容。
④辅助过程:辅助进程用于配合状态机工作的组合进程或时序进程。
3、状态机的状态编码有哪几种?各自的优缺点是什么?①直接输出型编码:这种编码最典型的应用就是计数器。
直接输出型编码方式就是所谓的用户自定义编码方式,它的优点是输出速度快,不太可能出现毛刺现象。
缺点是程序的可读性差,用于状态译码的组合逻辑资源比其他以相同触发器数量触发器构成的状态机多,而且控制非法状态出现的容错技术要求比较高。
②顺序编码:优点是这种编码方式最为简单,在传统设计技术中最为常用,其使用的触发器最少,剩余的非法状态也最少,容错技术较为简单。
缺点也很多,如常常会占用状态转换译码组合逻辑较多的资源,特别是有的相邻状态或不相邻状态的状态转换时涉及多个触发器的同时状态转换,因此将耗费更多的转换时间,而且容易出现毛刺现象。
③一位热码状态编码:一位热码状态编码虽然占用了较多的触发器,但其简单的编码方式大为简化了状态译码逻辑,提高了状态转换速度,增强了状态机的工作稳定性,这对于含有较多的时序逻辑资源、相对较少的组合逻辑资源的FPGA器件是最好的解决方案。
4、常用的去除毛刺的方法有哪几种?①延时方式去毛刺②逻辑方式去毛刺③定时方式去毛刺【第九章】1、verilog中两种基本的数据类型net(wire)和reg的区别。
reg相当于存储单元,wire相当于物理连线。
reg表示一定要有触发,没有输入的时候可以保持原来的值,但不直接实际的硬件电路对应。
wire表示直通,即输入有变化,输出马上无条件地反映(如与、非门的简单连接)。
两者的区别是:寄存器型数据保持最后一次的赋值,而线型数据需要持续的驱动。
wire使用在连续赋值语句中,而reg使用在过程赋值语句中。
在连续赋值语句中,表达式右侧的计算结果可以立即更新表达式的左侧。
在理解上,相当于一个逻辑之后直接连了一条线,这个逻辑对应于表达式的右侧,而这条线就对应于wire。
在过程赋值语句中,表达式右侧的计算结果在某种条件的触发下放到一个变量当中,而这个变量可以声明成reg类型的。