EDA技术及应用+朱正伟课后习题答案

EDA技术及应用+朱正伟课后习题答案第五章1.试说明实体端口模式BUFFER和INOUT的不同之处？2.VHDL的数据对象有哪几种？它们之间有什么不同？3.说明下列各定义的意义：SIGNALa,b,c:BIT:=’0’;CONSTANTTIME1,TIME2:TIME:20ns;VARIABLEx,y,z:STD_LOGIC：=’x’;4.什么是重载函数？重载运算符有何用处？如何调用重载运算符函数？5.数据类型BIT\INTEGER\BOOLEAN分别定义在哪个库中？哪些库和程序包总是可见的？6.函数和过程有什么区别？7.若在进程中加入WAIT语句，应注意哪几个方面的问题？8.哪些情况下需用到程序包STD_LOGIC_UNSIGNED?试举一例。9.为什么说一条并行赋值语句可以等效为一个进程？如果是这样的话，怎样实现敏感信号的检测？10.比较CASE语句和WITH_SELECT语句，叙述它们的异同点？11.将以下程序段转换为WHEN_ELSE语句：PROCESS(a,b,c,d)BEGINIFa=’0’ANDb=’1’THENNEXT1<="1101";ELSEIFa=’0’THENNEXT1<=d;ELSEIFb=’1’THENNEXT1<=c;ELSENEXT1<="1011";ENDIF;ENDPROCESS;12.试用并行信号赋值语句分别描述下列器件的功能：(1)3-8译码器(2)8选1数据选择器13.利用生成语句描述一个由几个一位全加器构成n位加法器(n的默认值为4)。14.用VHDL设计输出占空比为50%的1000分频器。参考答案1.答：BUFFER端口：缓冲模式，具有读功能的输出模式，即信号输出到实体外部，但同时也在内部反馈使用，不允许作为双向端口使用。而INOUT端口：双向模式，即信号的流通是双向的,既可以对此端口赋值，也可以通过此端口读入数据。2.答：VHDL的数据对象有三种：信号、变量、常量。它们之间的的区别如下：信号赋值至少有δ延时，而变量和常量没有;信号除当前值外，有许多相关信息，变量只有当前值，常量的值在设计实体中始终不变;进程对信号敏感而对变量及常量不敏感;信号可以是多个进程的全局信号，变量只在定义它们的顺序域可见，而常量的使用范围取决于它被定义的位置;信号是硬件连线的抽象描述信号赋值，赋值符号<=而变量和常量的赋值符号:=。3.答：定义3个位数据类型的信号a、b、c,它们取值为0；定义2个时间数据类型的常量TIME1、TIME2,它们值为20ns;定义3个标准逻辑位STD_LOGIC数据类型的变量x、y、z,它们的值是强未知的。4.答：为了方便各种不同数据类型间的运算，VHDL允许用户对原有的基本操作符重新定义，赋予新的含义和功能，从而建立一种新的操作符，这就是重载操作符，定义这种操作符的函数成为重载函数。重载运算符的作用是为了方便各种不同的数据类型间的运算。要调用重载运算符函数，先要在程序包中进行函数体的定义，调用的格式如下：的函数要保持一致。x<=函数名（参数1，参数2，····）参数个数和类型与所定义5.答：数据类型BIT\INTEGER\BOOLEAN均定义在STD库中。IEEE库和程序包STD_LOGIC.1164、STD_LOGIC_UNSIGNED、STD_LOGIC_SIGNED、STD_LOGIC_ARITH等总是可见的。6.答：子程序有两种类型，即过程（PROCEDURE)和函数（FUNCTION)。它们的区别在于：过程的调用可以通过其界面获得多个返回值，而函数只能返回一个值；在函数入口中，所有参数都是输入参数，而过程有输入参数、输出参数和双向参数；过程一般被看作一种语句结构，而函数通常是表达式的一部分；过程可以单独存在，而函数通常作为语句的一部分调用。7.答：应注意以下问题：已列出敏感信号的进程中不能使用任何形式的WAIT语句；一般情况下，只有WAITUNTIL格式的等待语句LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYdecoder38ISPORT(a,b,c,g1,g1a,a2b:INSTD_LOGIC;q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDdecoder38;ARCHITECTUREbehave38OFdecoder38ISSIGNALinda:STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);BEGINinda<=c&b&a;PROCESS(indata,g1,g2a,g2b)BEGINIF(g1='1'ANDg2a='0'ANDg2b='0')THENCASEindaISWHEN"000"=>q<="11111110";WHEN"001"=>q<="11111101";WHEN"010"=>q<="11111011";WHEN"011"=>q<="11110111";WHEN"100"=>q<="11101111";WHEN"101"=>q<="11011111";WHEN"110"=>q<="10111111";WHEN"111"=>q<="01111111";WHENOTHERS=>q<="XXXXXXXX";ENDCASE;ELSEq<="11111111";ENDIF;ENDPROCESS;ENDbehave38;（2）功能描述如下：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYmux8ISPORT(d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7:INSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);s0,s1,s2:INSTD_LOGIC;q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDmux8;ARCHITECTUREbehaveOFmux8ISSIGNALs:STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);BEGINs<=s2&s1&s0;WITHsSECLECTd<=d0WHEN"000"