最新FPGA-verilog-数字系统设计考试题

verilog 数字系统设计教程习题答案第二章HDL 既是一种行为描述语言，也是一种结构描述语言。

如果按照一定的规则和风格编写代码，就可以将功能行为模块通过工具自动转化为门级互联的结构模块。

这意味着利用Verilog 语言所提供的功能，就可以构造一个模块间的清晰结构来描述复杂的大型设计，并对所需的逻辑电路进行严格的设计。

2.模块的基本结构由关键词module和endmodule构成。

3.一个复杂电路系统的完整Verilog HDL 模型是由若干个VerilogHDL模块构成的，每一个模块又可以由若干个子模块构成。

其中有些模块需要综合成具体电路，而有些模块只是与用户所设计的模块交互的现存电路或激励信号源。

利用Verilog HDL语言结构所提供的这种功能就可以构造一个模块间的清晰层次结构来描述极其复杂的大型设计，并对所作设计的逻辑电路进行严格的验证。

HDL和VHDL乍为描述硬件电路设计的语言，其共同的特点在于：能形式化地抽象表示电路的结构和行为、支持逻辑设计中层次与领域的描述、可借用高级语言的精巧结构来简化电路的描述、具有电路仿真与验证机制以保证设计的正确性、支持电路描述由高层到低层的综合转换、硬件描述与实现工艺无关（有关工艺参数可通过语言提供的属性包括进去）、便于文档管理、易于理解和设计重用。

5.不是6.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。

7.综合工具可以把HDL变成门级网表。

这方面Synopsys工具占有较大的优势，它的Design Compile 是作为一个综合的工业标准，它还有另外一个产品叫Behavior Compiler ，可以提供更高级的综合。

另外最近美国又出了一个软件叫Ambit ，据说比Synopsys 的软件更有效，可以综合50万门的电路，速度更快。

今年初Ambit 被Cadence 公司收购，为此Cade nee放弃了它原来的综合软件Syn ergy。

fpga练习题库FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，广泛应用于数字电路设计和嵌入式系统开发。

为了帮助读者更好地掌握FPGA的相关知识，本篇文章将提供一套FPGA练习题库，旨在帮助读者巩固理论知识，并通过实践锻炼解决问题的能力。

一、概述本练习题库涵盖了FPGA的多个方面内容，包括Verilog语言编程、数字逻辑设计、时序分析、时钟分频以及外设接口等。

通过完成这些练习题，读者可以更好地理解FPGA的工作原理，掌握FPGA设计的基本方法和技巧。

二、练习题示例1. 编写一个Verilog代码，实现一个4位二进制加法器。

输入端包括两个4位的二进制数A和B，输出端为一个5位的二进制数S（其中前4位为和，最后1位为进位）。

2. 设计一个3:8译码器，使用FPGA实现。

译码器的输入端为3位二进制数A、B和C，输出端为8位译码结果D0-D7。

3. 在FPGA中实现一个时钟分频电路，输入端为一个时钟信号clk，输出端为两个时钟信号clk_div2和clk_div4，在输出端分别将输入时钟的频率分别分为原来的一半和四分之一。

4. 设计一个I2C总线控制器，实现与外部I2C设备的通信。

输入端为数据线SDA和时钟线SCL，输出端为I2C总线的控制信号（包括起始信号、停止信号、数据读写信号等）。

三、注意事项1. 在完成练习题时，建议使用Verilog HDL语言进行编程。

可以选择任何一款FPGA开发板进行搭建和验证。

2. 在编写代码时，注意书写规范和注释，增加代码的可读性和可维护性。

3. 在验证设计时，使用仿真工具进行功能验证，并通过FPGA开发板进行硬件验证。

4. 完成练习题后，可以通过波形验证、逻辑分析仪等工具进行结果检验。

5. 如果遇到问题，可以参考相关教材、文档或搜索引擎搜索相关资料，也可以向论坛、社群等渠道提问，寻求帮助和解答。

四、总结通过完成FPGA练习题库中的各种题目，读者可以提高FPGA设计和应用的能力。

西安电子科技大学考试时间分钟试题题号一二三四五六七八九十总分分数1.考试形式：闭（开）卷；2.本试卷共四大题，满分100分。

班级学号姓名任课教师一、选择题（每题2分，共18分）1. 下面哪个是可以用verilog语言进行描述，而不能用VHDL语言进行描述的级别？（ A ）(A) 开关级 (B)门电路级 (C) 体系结构级 (D) 寄存器传输级2.在verilog中，下列语句哪个不是分支语句？（ D ）(A) if-else (B) case (C) casez (D) repeat3．下列哪些Verilog的基本门级元件是多输出（ D ）(A) nand (B) nor (C) and (D) not4．Verilog连线类型的驱动强度说明被省略时，则默认的输出驱动强度为（ B ）(A) supply (B) strong (C) pull (D) weak5.元件实例语句“notif1 #(1:3:4,2:3:4,1:2:4) U1(out,in,ctrl);”中截至延迟的典型值为（ B ）(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 46．已知“a =1b’1; b=3b'001;”那么{a,b}＝（ C ）(A) 4b'0011 (B) 3b'001 (C) 4b'1001 (D) 3b'101第 2 页共 8 页7.根据调用子模块的不同抽象级别，模块的结构描述可以分为（ABC ）(A) 模块级 (B)门级 (C) 开关级 (D) 寄存器级8．在verilog语言中，a=4b'1011，那么 &a=（D ）(A) 4b'1011 (B) 4b'1111 (C) 1b'1 (D) 1b'09．在verilog语言中整型数据与（ C ）位寄存器数据在实际意义上是相同的。

(A) 8 (B) 16 (C) 32 (D) 64二、简答题（2题，共16分）1．Verilog HDL语言进行电路设计方法有哪几种（8分）1、自上而下的设计方法（Top-Down）2、自下而上的设计方法（Bottom-Up）3、综合设计的方法2．specparam语句和parameter语句在参数说明方面不同之处是什么（8分）。

verilog数字系统设计教程习题答案第二章1.Verilog HDL 既是一种行为描述语言，也是一种结构描述语言。

如果按照一定的规则和风格编写代码，就可以将功能行为模块通过工具自动转化为门级互联的结构模块。

这意味着利用Verilog语言所提供的功能，就可以构造一个模块间的清晰结构来描述复杂的大型设计，并对所需的逻辑电路进行严格的设计。

2.模块的基本结构由关键词module和endmodule构成。

3.一个复杂电路系统的完整Verilog HDL模型是由若干个Verilog HDL模块构成的，每一个模块又可以由若干个子模块构成。

其中有些模块需要综合成具体电路，而有些模块只是与用户所设计的模块交互的现存电路或激励信号源。

利用Verilog HDL语言结构所提供的这种功能就可以构造一个模块间的清晰层次结构来描述极其复杂的大型设计，并对所作设计的逻辑电路进行严格的验证。

4.Verilog HDL和VHDL作为描述硬件电路设计的语言，其共同的特点在于：能形式化地抽象表示电路的结构和行为、支持逻辑设计中层次与领域的描述、可借用高级语言的精巧结构来简化电路的描述、具有电路仿真与验证机制以保证设计的正确性、支持电路描述由高层到低层的综合转换、硬件描述与实现工艺无关（有关工艺参数可通过语言提供的属性包括进去）、便于文档管理、易于理解和设计重用。

5.不是6.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。

7.综合工具可以把HDL变成门级网表。

这方面Synopsys工具占有较大的优势，它的Design Compile是作为一个综合的工业标准，它还有另外一个产品叫Behavior Compiler，可以提供更高级的综合。

另外最近美国又出了一个软件叫Ambit，据说比Synopsys的软件更有效，可以综合50万门的电路，速度更快。

今年初Ambit被Cadence公司收购，为此Cadence 放弃了它原来的综合软件Synergy。

《verilog_数字系统设计课程》（第⼆版）思考题答案绪论1.什么是信号处理电路？它通常由哪两⼤部分组成？信号处理电路是进⾏⼀些复杂的数字运算和数据处理，并且⼜有实时响应要求的电路。

它通常有⾼速数据通道接⼝和⾼速算法电路两⼤部分组成。

2.为什么要设计专⽤的信号处理电路？因为有的数字信号处理对时间的要求⾮常苛刻，以⾄于⽤⾼速的通⽤处理器也⽆法在规定的时间内完成必要的运算。

通⽤微处理器芯⽚是为⼀般⽬的⽽设计的，运算的步骤必须通过程序编译后⽣成的机器码指令加载到存储器中，然后在微处理器芯⽚控制下，按时钟的节拍，逐条取出指令分析指令和执⾏指令，直到程序的结束。

微处理器芯⽚中的内部总线和运算部件也是为通⽤⽬的⽽设计，即使是专为信号处理⽽设计的通⽤微处理器，因为它的通⽤性也不可能为某⼀特殊的算法来设计⼀系列的专⽤的运算电路⽽且其内部总线的宽度也不能随便的改变，只有通过改变程序，才能实现这个特殊的算法，因⽽其算法速度也受到限制所以要设计专⽤的信号处理电路。

3.什么是实时处理系统？实时处理系统是具有实时响应的处理系统。

4.为什么要⽤硬件描述语⾔来设计复杂的算法逻辑电路？因为现代复杂数字逻辑系统的设计都是借助于EDA⼯具完成的，⽆论电路系统的仿真和综合都需要掌握硬件描述语⾔。

5.能不能完全⽤C语⾔来代替硬件描述语⾔进⾏算法逻辑电路的设计？不能，因为基础算法的描述和验证通常⽤C语⾔来做。

如果要设计⼀个专⽤的电路来进⾏这种对速度有要求的实时数据处理，除了以上C语⾔外，还须编写硬件描述语⾔程序进⾏仿真以便从电路结构上保证算法能在规定的时间内完成，并能通过与前端和后端的设备接⼝正确⽆误地交换数据。

6.为什么在算法逻辑电路的设计中需要⽤C语⾔和硬件描述语⾔配合使⽤来提⾼设计效率？⾸先C语⾔很灵活，查错功能强，还可以通过PLI编写⾃⼰的系统任务，并直接与硬件仿真器结合使⽤。

C语⾔是⽬前世界上应⽤最为⼴泛的⼀种编程语⾔，因⽽C程序的设计环境⽐Verilog HDL更完整，此外，C语⾔有可靠地编译环境，语法完备，缺陷缺少，应⽤于许多的领域。

【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？答：新型芯片的规模越来越大，成本越来越低,低端的FPGA已逐步取代了传统的数字元件.先进的ASIC生产工艺已经被用于FPGA的生产，越来越丰富的处理器内核被嵌入到高端的FPGA芯片中，基于FPGA的开发成为一项系统级设计工程。

随着半导体制造工艺的不同提高，FPGA的集成度将不断提高,制造成本将不断降低，其作为替代ASIC来实现电子系统的前景将日趋光明。

2、EDA 技术的优势是什么？答:1.用HDL对数字系统进行抽象的行为与功能描述以及具体的内部线路结构描述，从而可以在电子设计的各个阶段、各个层次进行计算机模拟验证，保证设计过程的正确性，可以大大降低设计成本，缩短设计周期。

2.EDA工具之所以能够完成各种自动设计过程，关键是有各类库的支持。

3.某些HDL也是文档型的语言，极大地简化了设计文档的管理。

4。

EDA具有日益强大的逻辑设计仿真测试技术，极大地提高了大规模系统电子设计的自动化程度。

5。

基于EDA技术的设计，由于用HDL表达的成功的专用功能设计在实现目标方面有很大的可选性,它既可以用不同来源的通用FPGA/CPLD实现，也可以直接以ASIC来实现，设计者拥有完全的自主权。

6。

EDA技术的设计语言是标准化的，不会由于设计对象的不同而改变;它的开发工具是规范化的，EDA软件平台支持任何标准化的设计语言；它的设计成果是通用性的,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。

7.EDA技术能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。

8。

EDA不但在整个设计流程上充分利用计算机的自动设计能力，在各个设计层次上利用计算机完成不同内容的仿真模拟,而且在系统板设计结束后仍可利用计算机对硬件系统进行完整全面的测试。

3、EDA 的设计流程包括哪几个环节？ANS: ①设计输入（原理图/HDL 文本编辑) ②综合③FPGA/CPLD 适配④时序仿真与功能门级仿真⑤FPGA/CPLD 编程下载⑥FPGA/CPLD 器件电路硬件检测。

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。

1．将设计的系统或电路按照EDA开发软件要求的某种形式表示出来，并送入计算机的过程称为（ 1）。

①设计输入②设计输出③仿真④综合2．VHDL属于（ 2）描述语言。

①普通硬件②行为③高级④低级3．在设计处理过程中，可产生供器件编程使用的数据文件，对于FPGA 来说是产生（ 2）文件。

①熔丝图②位流数据③图形④仿真5．在EDA工具中，能将硬件描述语言转化为硬件电路的重要工具软件称为（ 2）。

①仿真器 ②　综合器 ③　适配器 ④　下载器6、在下列可编程逻辑器件中，属于易失性器件的是（ C）。

A、PROMB、CPLDC、FPGAD、PAL7、以下四种PLD器件那个不是非易失型的（ D）.A、PROMB、EPLDC、EEPROMD、基于SRAM编程元件8、以下选项中其结构是由可编程与阵列和可编程或阵列构成的是（ C ）？A、PROMB、PLAC、PLAD、GAL9、一下编程软件不是用浮栅编程技术的是（ D）A、EPROMB、EEPROMC、FLASHD、PROM10、将由综合器产生的网表文件配置于指定的目标器件中，并产生最终的可下载文件的是（ B）？A、综合器B、适配器C、下载器D、编程11.不属于IP模块类型的是（D）A固核 B软核 C硬核 D黑核12.下类属于功能彷真的是（D）A考虑信号的时延 B考虑信号的大小C考虑信号的规律 D不考虑信号的时延13.下类不属于简单PLD的是（B）A PLAB PROMC PALD GAL14、EDA技术发展的第二阶段是（B）A、CADB、CAEC、EDAD、PLD15、（B）指的是以版图形式实现的设计模块。

A、软核B、硬核C、固核D、散核16、可编程逻辑阵列是（C）A、PROMB、PALC、PLAD、GAL17、查找表的原理类似于ROM，其物理结构是静态存储器（SRAM），N个输入项的逻辑函数可以由一个（A）位容量的SRAM来实现。

A、2B、2C、2D、2-118、QuartusⅡ进行EDA设计开发过程中的综合、适配属于（D）步骤中。

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（）。