复习提纲有答案安徽农业大学12电气龙凤兰

1、第1章1. 什么是EDA技术？什么是狭义EDA？什么是广义EDA？P1EDA 技术是一门迅速发展起来的新技术。EDA 设计就是设计人员在计算机 上通过特定功能的软件开发工具，以全自动或半自动化方式按要求完成电子系统 的设计。狭义EDA 技术就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述 语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发 软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式 设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、 逻辑布局布线、逻辑仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、 编程下载等工作，最终

2、形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。简单的 说狭义EDA 技术也就是使用EDA 软件进行数字系统的设计。广义EDA 技术就 是通过计算机及其电子系统的辅助分析和设计软件，完成电子系统某一部分的设 计过程。2. 利用EDA技术进行电子系统设计的最终目标是什么？P2 3. IEEE标准化的HDL语言有哪两种？P3 VHDL和Verilog4. EDA开发设计流程的步骤？其中设计输入有哪些方法？什么是综合？什么是适配？什么是功能仿真？什么是时序仿真？P58 步骤：设计目标、设计输入、功能仿真、综合优化、综合后仿真、实现或 适配、时序仿真、设计下载、系统调试以及验证等。 设计输入方法：图形输入

3、、硬件描述语言代码文本输入。综合：表面含义：把抽象的实体结合成单个或统一的实体。 电子设计领域：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。适配：指将综合生成的逻辑网表描述为具体CPLD芯片的实现过程。功能仿真：是对HDL、原理图描述或其他描述形式的逻辑功能进行测试模 拟，以了解其实现的功能是否满足原设计要求的过程。时序仿真：接近真实器件时序性能运行特性的仿真。5. 可编程逻辑器件有哪些分类方法？各可分为哪几类？P10l 集成度分：低集成度芯片、高集成度芯片；l 结构：乘机项结构器件、查找表结构器件；l 编程工艺：熔丝型、反熔丝型、EPROM型、EEPRO

4、M型、SRAM型、Flash型。6. 简单PLD中的PROM和GAL在结构上有何异同？P12 在“与或”阵列结构上均为与阵列可编程，或阵列固定的结构； GAL对PROM的I/O结构作出了改进，输出部分增加了输出逻辑宏单元，使PLD器件在组合逻辑和时序逻辑的可编程或可重构性能都成为可能。7. CPLD器件的最基本可编程单元是什么？由哪几部分组成？P14 LAB1) 来自作为通用逻辑输入的PIA的36个信号；2) 来自全局控制信号，用于寄存器辅助功能；3) 从I/O引脚到寄存器的直接输入通道。8. FPGA器件的最基本可编程单元是什么？由哪几部分组成？P17 LUT9.CPLD的内部结构组成？P1

5、4 FB、宏单元、快速连接开关矩阵、IOB。10. FPGA的内部结构组成？P17 FPGA 由6 部分组成，分别为可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、 嵌入式块RAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元和内嵌专用硬核等。11. 查找表原理？P16 查找表(Look-Up-Table)简称为 LUT，LUT 本质上就是一个 RAM。 目前 FPGA 中多使用4 输入的LUT，所以每一个LUT 可以看成一个有4 位地址线的 RAM。 当用户通过原理图或 HDL 语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能的结果，并把结果事先写入 RAM,这 样，每输入一个

6、信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应 的内容，然后输出即可。12. JTAG边界扫描测试技术的作用？使用哪几个引脚？JTAG端口的用途？P20作用：提供了有效的测试引线间隔致密的电路板上集成电路芯片的能力；以下五个引脚：测试数据输入(Test Data Input) ：测试指令和编程数据的串行输入引脚。数据在TCK的上升沿移入测试数据输出(Test Data Output) ：测试指令和编程数据的串行输出引脚，数据在TCK的下降沿移出。如果数据没有被移出时，该引脚处于高阻态。测试模式选择(Test Mode Select) ：控制信号输入引脚，负责TAP控制器的转换。TMS

7、必须在TCK的上升沿到来之前稳定。测试时钟输入(Test Clock Input) ：时钟输入到BST电路，一些操作发生在上升沿，而另一些发生在下降沿。测试复位输入(Test Reset Input) ：低电平有效，异步复位边界扫描电路(在IEEE规范中，该引脚可选)。13.PLD的编程工艺？P211 基于电可擦除存储单元的EEPROM或Flash技术2 基于SRAM查找表的编程单元 3 基于反熔丝编程单元14.什么是编程？什么配置？编程：基于电可擦除存储单元的EEPROM或Flash技术 配置：基于SRAM查找表的编程单元 15.什么是IP核？有哪几种？P23知识产权核，半导体产业定义为用于

8、ASIC或EPGA中的预先设计好的电路功能模块。软IP：用HDL描述的功能模块，以HDL源代码的形式出现，不涉及具体电路元件固IP：完成了综合的功能模块，以网表文件的形式出现硬IP：出厂时就固化在芯片中的功能块。16.什么是基于乘积项结构的器件？什么是基于查找表结构的器件？第2章1. VHDL程序的组成部分？各部分的作用？P26一个完整的 VHDL 程序包含实体(entity)、结构体(architecture)、配置 (configuration)、包集合(package)、库(library)5 个部分。 实体主要是用于描述外部设备的接口信号; 结构体用于描述系统的具体逻辑行为功能; 包存

9、放设计使用到的公共的数据类型、常数和子程序等; 配置用来从库中选择所需单元来组成系统设计的不同版本; 库存放已经编译的实体、结构体、包和配置等。2. 端口模式有哪几种？各模式有何异同？P29端口模式有: in:输入型，此端口为只读型。 out:输出型，只能在实体内部对其赋值。 inout:双向(输入输出型)，既可读也可赋值。 buffer:缓冲型，与 out 相似，但可读。输入仅允许数据流入端口。 输出仅允许数据流从实体内部输出。 缓冲模式的端口与输出模式的端口类似，只是缓冲模式允许内部引用该端口的信 号。 双向模式可以代替输入模式、输出模式和缓冲模式。3. 子程序定义的位置？子程序包含哪两种

10、类型？有何区别？（定义的区别？调用的区别？） P264子程序可以在三个位置定义:程序包、结构体、进程。 子程序有两种类型:函数FUNCTION 和过程PROCEDURE。4. 什么是重载函数？P266 同样名称的函数可以用不同的数据类型作为此函数的参赛定义多次，以此定义的函数成为重载函数。5. 程序包首和程序包体的关系P277 一个完整的程序包中，程序包首名和程序包体名是同一个名字； 程序包体并非总是必需的，程序包首可以独立定义和使用。6.VHDL标识符的使用规则？P36(1)标识符由字母(AZ;az)、数字和下划线字符组成。 (2) 任何标识符必须以英文字母开头。 (3) 末字符不能为下划线

11、。 (4)不允许出现两个连续的下划线。 (5)标识符中字母不区分大小写。 (6)VHDL 定义的保留字(或称关键字)不能用作标识符。(7)VHDL 中的注释由两个连续短线(-)开始，直到行尾。7.VHDL的三种数据对象？使用时的区别？P37常量、变量、信号。 常量定义语句所允许的设计单元有程序包、实体、结构体、块、进程和子程序; 变量是一个局部变量，它只能在进程语句、函数语句和过程语句结构中使用，用 作局部数据存储; 信号的使用和定义范围是实体、结构体和包集合(程序包)。习题：2-2、2-4、2-62-2 画出与下例实体描述对应的原理图符号元件: ENTITY buf3s IS - 实体 1:

12、 三态缓冲器 PORT (input : IN STD_LOGIC ; - 输入端 enable : IN STD_LOGIC ; - 使能端 output : OUT STD_LOGIC ) ; - 输出端 END buf3x ; ENTITY mux21 IS -实体 2: 2 选 1 多路选择器 PORT (in0, in1, sel : IN STD_LOGIC; output : OUT STD_LOGIC) ;2-4 数据类型 BIT, INTEGER 和 BOOLEAN 分别定义在那个库中? 哪些库和程序包总是可见的? 答案：BIT 定义在 IEEE 库中， INTEGER 和

13、BOOLEAN 定义在 STD 库中；除了 STD 库和 WORK 库外， IEEE 库面向 ASIC的库和用户自定义的库及其中的包集合 2-6 判断下列标示符是否合法， 如果有误指出原因: 16#OFA#， 10#12F#， 8#7989#， 8#356#， 2#0101010#， 74HC245， 74HC574， CLR/RESET， IN， 4/SCLK， D100% 答案：16#OFA# 10#12F# 8#7989# 8#356# 2#0101010# 以上不合法， 不能以数字开头和存在#符号。 74HC245 不能应用数字开头， 74HC574作为扩展标志合法， CLR

14、/RESET 含/ 字符和不能以关键字为标志符。第3章1. VHDL的数据类型限定了数据对象的什么内容？P41 为数据对象定义了一组取值的集合，以及针对这些组织所允许的操作。2.VHDL的数据类型分为哪几大类？P41u 标量型：实数类型、整数类型、枚举类型、时间类型 u 复合类型：数组型(Array)、记录型(Record) u 存取类型：为给定的数据类型的数据对象提供存取方式 u 文件类型：用于提供多值存取类型 3.VHDL中顺序语句有哪些？它们执行特点是什么？P50赋值语句、流程控制语句、等待语句、子程序调用语句、返回语句和空操作语句。特点：每一条顺序语句的执行顺序是与他们的书写顺序是一致

15、的。4. 进程语句有什么特点？P52(1) 进程与进程，或其它并发语句之间可以并发执行; (2)在进程内部的所有语句是按照顺序执行的;(3)进程的启动由其敏感向量表内的敏感向量或者WAIT 语句确定; (4)进程与进程，或其它并发语句之间通过传递信号量实现通信的5.触发器和锁存器的区别是什么？习题：3-1、3-2、3-5、3-6、3-8、3-12 3-1 回答有关 BIT 和 BOOLEAN 数据类型的问题: (1) 解释 BIT 和 BOOLEAN 的区别。 (2) 对于逻辑操作应使用哪种类型? (3) 关系操作的结果为哪种类型? 答案：(1) BIT 类型表示方法用字符 0 或

16、1 为一个位的两种取值， 可用来描述系统中总线的值， 而 BOOLEAN 类型具有两种状态“真” 或“假”， 没有数值意义， 也不能进行算术运算， 但能进行关系运算。 他常用来表示信号量的状态或者总线情况， 一般这类出具的初始值为 FALSE。 (2) 逻辑操作数应用 BIT 类型 (3) 关系操作的结果为 BOOLEAN 类型。3-5 表达式 c<=a+b, 且 a、 b、 c 的数据类型都是 std_logic_vector, 这样能不能直接进行加法运算 答: 不能 原因: VHDL 没有定义 STD_LOGIC_VECTOR 的“+” 操作 解决方法: 加载 ieee. std_l

17、ogic_unsigned 程序包 use ieee std_logic_unsigned. all;3-6 在 VHDL 设计中， 给时序电路清零(复位) 有两种不同方法， 它们是什么? 解: 设 Q 定义成信号， 一种方法: Q<=“000000”; 其中“000000” 反映出信号 Q 的位宽度。 第二种方法: Q<=(OTHERS=>0 ) ; 其中 OTHERS=>0 不需要给出信号 Q 的位宽度， 即可对 Q 清零。 3-8 设计一个具有同步置 1， 异步清零的 D 触发器。LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

18、 ENTITY DFF1 IS PORT(CLK,D,CLR,SET:IN STD_LOGIC; Q:OUT STD_LOGIC); END DFF1;ARCHITECTURE BHV OF DFF1 IS BEGIN PROCESS(CLK,CLR,SET) BEGIN IF CLR='1' THEN Q<='1' ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN IF SET='0' THEN Q<='0' ELSE Q<=D; END IF; END IF; END

19、PROCESS; END BHV; 第5章1. VHDL中并行语句有哪些？它们执行特点是什么？P1101)进程描述语句; 2)并行信号赋值语句; 3)条件信号赋值语句;4)并行过程调用语句和块语句。 2.条件信号赋值语句和选择信号赋值语句使用时有什么不同点，分别与进程中的哪种语句等效？P111112条件测试具有顺序性，各条件语句的范围允许有重叠。类似IF 语句。 在应用选择信号赋值语句的时候应注意: (1)各条件同时测试，不能有重叠的条件分支。 (2) 最后条件可为 others。否则，其它条件必须能包含表达式的所有可能值。 (3) 选择信号赋值语句与进程中的 case 语句等价。3. 块语句的作用？P113 块语句将一系列并行描述语句进行组合，目的是改善并行语句及其结构的可 读性。可使结构体层次鲜明，