verilog数字系统设计教程习题答案
Verilog设计练习十例及答案
设计练习进阶前言:在前面九章学习的基础上,通过本章的练习,一定能逐步掌握Verilog HDL设计的要点。
我们可以先理解样板模块中每一条语句的作用,然后对样板模块进行综合前和综合后仿真,再独立完成每一阶段规定的练习。
当十个阶段的练习做完后,便可以开始设计一些简单的逻辑电路和系统。
很快我们就能过渡到设计相当复杂的数字逻辑系统。
当然,复杂的数字逻辑系统的设计和验证,不但需要系统结构的知识和经验的积累,还需要了解更多的语法现象和掌握高级的Verilog HDL系统任务,以及与C语言模块接口的方法(即PLI),这些已超出的本书的范围。
有兴趣的同学可以阅读Verilog语法参考资料和有关文献,自己学习,我们将在下一本书中介绍Verilog较高级的用法。
练习一.简单的组合逻辑设计目的: 掌握基本组合逻辑电路的实现方法。
这是一个可综合的数据比较器,很容易看出它的功能是比较数据a与数据b,如果两个数据相同,则给出结果1,否则给出结果0。
在Verilog HDL中,描述组合逻辑时常使用assign 结构。
注意equal=(a==b)1:0,这是一种在组合逻辑实现分支判断时常使用的格式。
模块源代码:" qual(equal),.a(a),.b(b)); 简单时序逻辑电路的设计目的:掌握基本时序逻辑电路的实现。
在Verilog HDL中,相对于组合逻辑电路,时序逻辑电路也有规定的表述方式。
在可综合的Verilog HDL模型,我们通常使用always块和@(posedge clk)或@(negedge clk)的结构来表述时序逻辑。
下面是一个1/2分频器的可综合模型。
eset(reset),.clk_in(clk),.clk_out(clk_out));endmodule仿真波形:练习:依然作clk_in的二分频clk_out,要求输出与上例的输出正好反相。
编写测试模块,给出仿真波形。
练习三. 利用条件语句实现较复杂的时序逻辑电路目的:掌握条件语句在Verilog HDL中的使用。
数字系统设计与veriloghdl课后答案
数字系统设计与veriloghdl课后答案【篇一:数字逻辑与数字系统设计习题参考答案】>第1章习题解答1.3 (1)86(2)219(3)106.25(4)0.6875 (4)0.1011.4 (1)101111(2)1001000(3)100001l.111.5 (1)(117)10=(165)8=(1110101)2=(75)16(2)(3452)10=(6574)8=(110101111100)2=(d7c)16(3)(23768.6875)10=(56330.54)8=(101110011011000.1011)2=(5cd 8.b)16 (4)(0.625)10=(0.5)8=(0.101)2=(0.a)16 1.6(1)(117)8=(1001111)2=(79)10(2)(7456)8=(111100101110)2=(3886)10(3)(23765.64)8=(10 0111 1111 0101.1101)2=(10229.8125)10(4)(0.746)8=(0.11111)2=(0.96875)10 1.7 (1)(9a)16=(10011010)2=(154)10(2) (3cf6)16=(11110011110110)2=(15606)10(3) (7ffe.6)16=(111111*********.011)2=(32766.375)10 (4)(0.c4)16=(0.110001)2=(0.765625)10 1-8(1)(125)10=(000100100101)8421bcd(2)(7342)10=(0111001101000010)8421bcd(3)(2018.49)10=(0010000000011000.01001001)8421bcd(4)(0.785)10=(0.011110000101)8421bcd1.9(1)(106)10=(1101010)2 原码=反码=补码=01101010 (2)(-98)10=(-1100010)2原码=11100010反码=10011101 补码=11100011(3)(-123)10=(-1111011)2 原码=11111011反码=10000101 补码=11111011(4)(-0.8125)10=(-0.1101)2 原码=1.1101000反码=1.0010111 补码=1.00110001.10(1)(104)10=(1101000)2 [1101000]补=01101000(-97)10=(-1100001)2 [-1100001]补=1001111101101000 + 10011111 0000011110000011 + 01001111 11010010[104-97]补=01101000+10011111=00000111, 104-97=(00000111)2=7 (2) (-125)10=(-1111101)2(79)10=(01001111)2[-1111101]补=10000011 [01001111]补=0100111101111000 [-125+79]补=10000011+01001111=11010010,-125+79=(-0101110)2=-46 (3) (120)10=(1111000)2[01111000]补=01111000(-67)10=(-1000011)2[-1000011]补=10111101[120-67]补=10000011+01001111=00110101,-125+79=(00110101)2=53 (4) (-87)10=(-1010111)2[-1010111]补=10101001(12)10=(1100)2[1100]补=00001100[-87+12]补=10101001+00001100=10110101,-125+79=(-1001011)2=-75+ 10111101 0011010110101001+ 00001100 10110101第2章习题解答2.3 解:根据逻辑图可直接写出逻辑表达式:(a) f=ab?bc;(b)f=abbcac解:设3个输入变量分别为a、b、c,输出为f,按题意,其中有奇数个为1,则输出f=1,因此可写出其逻辑表达式为f=abc?abc?abc?abc。
(完整版)VerilogHDL数字设计与综合(第二版)第七章课后习题答案
1.声明一个名为oscillate的寄存器变量并将它初始化为0。
使其每30个时间单位进行一次取反操作。
不要使用always语句。
提示:使用forever循环。
答:代码如下:reg oscillate;initialbeginoscillate<=0;forever #30 oscillate<=~oscillate;end2.设计一个周期为40个时间单位的时钟信号,其占空比为25%。
使用always和initial块进行设计。
将其在仿真0时刻的值初始化为0。
答:代码如下:reg clock;initialclock<=0;alwaysbegin#30 clock<=1;#10 clock<=0;end3.给定下面含有阻塞过程赋值语句的initial块。
每条语句在什么仿真时刻开始执行?a,b,c 和d在仿真过程中的中间值和仿真结束时的值是什么?答:仿真输出结果:4.在第3题中,如果initial块中包括的是非阻塞过程赋值语句,那么各个问题的答案是什么?答:第7章行为级建模79最终d没有输出,因为d<= #20 {a,b,c};语句执行的是先将a,b,c取值存储,在20个时间单位后将存储的值赋给d,因为b,c在初始时刻没有值,所以d值也是不确定的。
5.指出在下面的Verilog代码中各条语句的执行顺序。
其中是否含有不确定的执行顺序?a,b,c和d的最终值是什么?答:先执行a=1’b0,b=1’b1,然后执行#0 c=b,#0 d=a,执行顺序不确定,最终输出结果a=0,b=1,c=1,d=0. 6.在下面的例子中,d的最终值是什么?答:仿真输出波形如下,最终输出结果d=1。
0时刻b|c的值是1,在25个时间刻度后赋给d。
7.使用带有同步清零端的D触发器(清零端高电平有效,在时钟下降沿执行清零操作)设计一个下降沿触发的D触发器,只能使用行为语句。
提示:D触发器的输出q应当声明为寄存器变量。
verilog数字系统设计教程习题答案
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数字系统设计教程》夏宇闻第四版思考题答案(第2章)
《Verilog数字系统设计教程》夏宇闻第四版思考题答案(第2章)1.Verilog语⾔有什么作⽤?可描述顺序执⾏和并⾏执⾏的程序结构;⽤延迟表达式或事件表达式来明确的控制过程的启动时间;通过命名的事件来触发其它过程⾥的激活⾏为或停⽌⾏为;提供了条件如if-else,case等循环程序结构;提供了可带参数且⾮零延续时间的任务程序结构;提供了可定义新的操作符的函数结构;提供了⽤于建⽴表达式的算术运算符,逻辑运算符,位运算符;Verilog HDL语⾔作为⼀种结构化的语⾔⾮常适⽤于门级和开关级的模型设计;提供了⼀套完整的表⽰组合逻辑的基本元件的原话;提供了双向通路和电阻器件的原话;可建⽴MOS器件的电荷分享和电荷衰减动态模型;Verilog HDL的构造性语句可以精确地建⽴信号的模型;2.构成模块的关键词是什么?module,endmodule。
3.为什么说可以⽤Verilog构成⾮常复杂的电路结构?因为Verilog可描述顺序执⾏和并⾏执⾏的程序结构;⽤延迟表达式或事件表达式来明确的控制过程的启动时间;通过命名的事件来触发其它过程⾥的激活⾏为或停⽌⾏为;提供了条件如if-else,case等循环程序结构;提供了可带参数且⾮零延续时间的任务程序结构;提供了可定义新的操作符的函数结构;提供了⽤于建⽴表达式的算术运算符,逻辑运算符,位运算符;Verilog HDL语⾔作为⼀种结构化的语⾔⾮常适⽤于门级和开关级的模型设计;提供了⼀套完整的表⽰组合逻辑的基本元件的原话;提供了双向通路和电阻器件的原话;可建⽴MOS器件的电荷分享和电荷衰减动态模型Verilog HDL的构造性语句可以精确地建⽴信号的模型;4.为什么可以⽤⽐较抽象的描述来设计具体的电路结构?因为有可以⽤⽐较抽象描述设计电路结构的语⾔,⽽这种语⾔是适合数字系统设计的语⾔。
5.是否任意抽象的符合语法的Verilog模块都可以通过综合⼯具转变为电路结构?不能。
veriloghdl数字设计与综合答案
veriloghdl数字设计与综合答案【篇一:verilog习题选答】txt>答:fpga中,由程序来转换为可烧录的二进制码。
ic设计中,主要是由design-compiler来实现。
2.能否说模块相当于电路图中的功能模块,端口相当于功能模块的 3.assign声明语句,实例元件,always块,这三类描述中哪一种直接与电路结构有关?4.由连续赋值语句(assign)赋值的变量能否是reg型的?答:赋值运算分为连续赋值和过程赋值两种。
(1)连续赋值连续赋值语句只能对线网型变量进行赋值,而不能对寄存器型变量进行赋值,基本的语法结构为:assign #(延时量) 线网型变量名 = 赋值表达式; 一个线网型变量一旦被连续赋值语句赋值后,赋值语句右端赋值表达式的值将持续对赋值变量产生连续驱动,只要右端表达式任一操作数的值发生变化,就会立即触发对赋值变量的更新操作。
(2)过程赋值过程赋值主要用于两种结构化模块(initial和always)中的赋值语句。
在过程块中只能使用过程赋值语句,不能在过程块中出现连续赋值语句,同时过程赋值语句也只能用在过程赋值模块中。
基本的语法结构为:被赋值变量赋值操作符赋值表达式,其中,赋值操作符是“=”或“=”,它分别代表了阻塞赋值和非阻塞赋值类型。
过程赋值语句只能对寄存器类型的变量进行赋值,经过赋值后,上面这些变量的值将保持不变,直到另一条赋值语句对变量重新赋值为止。
5.如果都不带时间延迟、阻塞和非阻塞赋值有何不同?说明它们的不同点?答:代码1:module test(a,b,c,d,y); //两个与逻辑,1个或逻辑input a,b,c,d;output y;reg y,tmp1,tmp2;always @(a or b or c or d)// y的值并不等于当前的tmp1,tmp2相或的值,而是等于上 begin一次运算时tmp1,tmp2相或的值。
相当于一个延迟,在第2 tmp1 = ab; 次always模块运行完后得到想要的y值tmp2 = cd;y = tmp1|tmp2;endendmodule代码2:基本与代码1一样,只是在always的敏感列表中加入了temp1,temp2module test(a,b,c,d,y);input a,b,c,d;output y;reg y,tmp1,tmp2;always @(a or b or c or d or tmp1 or tmp2)//与代码一不同,begintmp1 = ab;tmp2 = cd;y = tmp1|tmp2;endendmodule代码3:在代码2中加进参数j,来帮助判断always模块的运行次数:module test(a,b,c,d,y);input a,b,c,d;output y;reg y,tmp1,tmp2;reg [8:0]j=0;always @(a or b or c or d or tmp1 or tmp2)beginj = j + 1;#5 //这里加了一个延时,方便分析tmp1 = ab;延迟消失了。
《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。
Verilog HDL数字设计与综合(第二版) 第三章课后习题答案
1.试写出以下数字:a.将十进制数123用8位二进制数表示出来,使用“_”增加可读性;b.未知的16位十六进制数,各位均为x;c.将十进制数 2使用4位二进制数表示出来,并写出结果的2的补码形式;d.一个无位宽说明的十六进制数1234。
答:a. 8’b0111_1011b. 16’hxc. -4’b0010,补码4’b1110d. ’h12342.下面的各个字符串是否合法?如果非法,请写出正确答案。
a.“This is a string displaying the % sign”b.“out =in1 +in2 ”c.“Please ring a bell \007”d.“This is a backslash \character\n”答:a是错误的,应改为“This is a string displaying the % %sign”,编译后输出:# This is a string displaying the % sign(注意,输出结果前#符号是仿真器输出每行前自带的标志符,在本习题解答中不予去除,下同)b# out =in1 +in2c# Please ring a belld# This is a backslash character#应改为双斜线\\,如“This is a backslash \\character\n”(主要考察的是特殊字符的输出,比如a中的输出%需要%%操作。
C中的\007在编译器中输出为空,复制到word中输出是一个 ,有兴趣的同学可以自己试验一下,比如\006输出是 ,\004输出是 ,等等。
d中的\character在转义操作符\后跟的单词无语法意义,故在输出character,而\n 表示换行,仿真后的输出也是如此显示的。
)3.下面的各个标识符是否合法?a.system1b.1regc.$latchd.exec$答:a是合法的;b、c不能以1和$开头;d是合法的。
数字系统设计与veriloghdl课后答案
数字系统设计与veriloghdl课后答案【篇一:数字逻辑与数字系统设计习题参考答案】>第1章习题解答1.3 (1)86(2)219(3)106.25(4)0.6875 (4)0.1011.4 (1)101111(2)1001000(3)100001l.111.5 (1)(117)10=(165)8=(1110101)2=(75)16(2)(3452)10=(6574)8=(110101111100)2=(d7c)16(3)(23768.6875)10=(56330.54)8=(101110011011000.1011)2=(5cd 8.b)16 (4)(0.625)10=(0.5)8=(0.101)2=(0.a)16 1.6(1)(117)8=(1001111)2=(79)10(2)(7456)8=(111100101110)2=(3886)10(3)(23765.64)8=(10 0111 1111 0101.1101)2=(10229.8125)10(4)(0.746)8=(0.11111)2=(0.96875)10 1.7 (1)(9a)16=(10011010)2=(154)10(2) (3cf6)16=(11110011110110)2=(15606)10(3) (7ffe.6)16=(111111*********.011)2=(32766.375)10 (4)(0.c4)16=(0.110001)2=(0.765625)10 1-8(1)(125)10=(000100100101)8421bcd(2)(7342)10=(0111001101000010)8421bcd(3)(2018.49)10=(0010000000011000.01001001)8421bcd(4)(0.785)10=(0.011110000101)8421bcd1.9(1)(106)10=(1101010)2 原码=反码=补码=01101010 (2)(-98)10=(-1100010)2原码=11100010反码=10011101 补码=11100011(3)(-123)10=(-1111011)2 原码=11111011反码=10000101 补码=11111011(4)(-0.8125)10=(-0.1101)2 原码=1.1101000反码=1.0010111 补码=1.00110001.10(1)(104)10=(1101000)2 [1101000]补=01101000(-97)10=(-1100001)2 [-1100001]补=1001111101101000 + 10011111 0000011110000011 + 01001111 11010010[104-97]补=01101000+10011111=00000111, 104-97=(00000111)2=7 (2) (-125)10=(-1111101)2(79)10=(01001111)2[-1111101]补=10000011 [01001111]补=0100111101111000 [-125+79]补=10000011+01001111=11010010,-125+79=(-0101110)2=-46 (3) (120)10=(1111000)2[01111000]补=01111000(-67)10=(-1000011)2[-1000011]补=10111101[120-67]补=10000011+01001111=00110101,-125+79=(00110101)2=53 (4) (-87)10=(-1010111)2[-1010111]补=10101001(12)10=(1100)2[1100]补=00001100[-87+12]补=10101001+00001100=10110101,-125+79=(-1001011)2=-75+ 10111101 0011010110101001+ 00001100 10110101第2章习题解答2.3 解:根据逻辑图可直接写出逻辑表达式:(a) f=ab?bc;(b)f=abbcac解:设3个输入变量分别为a、b、c,输出为f,按题意,其中有奇数个为1,则输出f=1,因此可写出其逻辑表达式为f=abc?abc?abc?abc。
Verilog设计练习十例及答案
Verilog设计练习十例及答案设计练习进阶前言:在前面九章学习的基础上,通过本章的练习,一定能逐步掌握Verilog HDL设计的要点。
我们可以先理解样板模块中每一条语句的作用,然后对样板模块进行综合前和综合后仿真,再独立完成每一阶段规定的练习。
当十个阶段的练习做完后,便可以开始设计一些简单的逻辑电路和系统。
很快我们就能过渡到设计相当复杂的数字逻辑系统。
当然,复杂的数字逻辑系统的设计和验证,不但需要系统结构的知识和经验的积累,还需要了解更多的语法现象和掌握高级的Verilog HDL 系统任务,以及与C语言模块接口的方法(即PLI),这些已超出的本书的范围。
有兴趣的同学可以阅读Verilog语法参考资料和有关文献,自己学习,我们将在下一本书中介绍Verilog较高级的用法。
练习一.简单的组合逻辑设计目的: 掌握基本组合逻辑电路的实现方法。
这是一个可综合的数据比较器,很容易看出它的功能是比较数据a 与数据b,如果两个数据相同,则给出结果1,否则给出结果0。
在Verilog HDL中,描述组合逻辑时常使用assign 结构。
注意equal=(a==b)?1:0,这是一种在组合逻辑实现分支判断时常使用的格式。
模块源代码://--------------- compare.v -----------------module compare(equal,a,b);input a,b;output equal;assign equal=(a==b)?1:0; //a等于b时,equal输出为1;a不等于b时,//equal输出为0。
endmodule测试模块用于检测模块设计得正确与否,它给出模块的输入信号,观察模块的内部信号和输出信号,如果发现结果与预期的有所偏差,则要对设计模块进行修改。
测试模块源代码:`timescale 1ns/1ns //定义时间单位。
`include "./compare.v" //包含模块文件。
数字系统设计与VerilogHDL课后习题
数字系统设计与VerilogHDL课后习题习题11.1现代EDA技术的特点有哪些?1.2什么是T op-down设计方式?1.3数字系统的实现方式有哪些?各有什么优缺点?1.4什么是IP复用技术? IP核对EDA技术的应用和发展有什么意义?1.5用硬件描述语言设计数字电路的优势是什么?1.6结合自己的使用情况谈谈对EDA工具的认识。
1.7基于FPGA/CPLD的数字系统设计流程包括哪些步骤?1.8什么是综合?常用的综合工具有哪些?1.9功能仿真与时序仿真有什么区别?1.10 FPGA与ASIC在概念上有什么区别?习题22.1 PLA和PAL在结构上有什么区别?2.2说明GAL的OLMC有什么特点,它怎样实现可编程组合电路和时序电路?2.3简述基于乘积项的可编程逻辑器件的结构特点。
2.4基于查找表的可编程逻辑结构的原理是什么?2.5基于乘积项和基于查找表的结构各有什么优点?2.6 CPLD和FPGA在结构上有什么明显的区别?各有什么特点?2.7 FPGA器件中的存储器块有何作用?2.8 Altera的MAX II器件是属于CPLD还是FPGA,请查阅有关资料并进行分析。
2.9边界扫描技术有什么优点?2.10说说JTAG接口都有哪些功能。
2.11 FPGA/CPLD器件未来的发展趋势有哪些?习题44.1 用Verilog设计一个8位加法器,进行综合和仿真,查看综合和仿真结果。
4.2 用Verilog设计一个8位二进制加法计数器,带异步复位端口,进行综合和仿真,查看综合和仿真结果。
4.3用Verilog设计一个模60的BCD码计数器,进行综合和仿真,查看综合和仿真结果。
习题66.1阻塞赋值和非阻塞赋值有什么本质的区别?6.2用持续赋值语句描述一个4选1数据选择器。
6.3用行为语句设计一个8位计数器,每次在时钟的上升沿,计数器加1,当计数器溢出时,自动从零开始重新计数。
计数器有同步复位端。
6.4设计一个4位移位寄存器。
数字系统设计与Verilog HDL课后习题
习题11.1现代EDA技术的特点有哪些?1.2什么是Top-down设计方式?1.3数字系统的实现方式有哪些?各有什么优缺点?1.4什么是IP复用技术? IP核对EDA技术的应用和发展有什么意义?1.5用硬件描述语言设计数字电路的优势是什么?1.6结合自己的使用情况谈谈对EDA工具的认识。
1.7基于FPGA/CPLD的数字系统设计流程包括哪些步骤?1.8什么是综合?常用的综合工具有哪些?1.9功能仿真与时序仿真有什么区别?1.10 FPGA与ASIC在概念上有什么区别?习题22.1 PLA和PAL在结构上有什么区别?2.2说明GAL的OLMC有什么特点,它怎样实现可编程组合电路和时序电路?2.3简述基于乘积项的可编程逻辑器件的结构特点。
2.4基于查找表的可编程逻辑结构的原理是什么?2.5基于乘积项和基于查找表的结构各有什么优点?2.6 CPLD和FPGA在结构上有什么明显的区别?各有什么特点?2.7 FPGA器件中的存储器块有何作用?2.8 Altera的MAX II器件是属于CPLD还是FPGA,请查阅有关资料并进行分析。
2.9边界扫描技术有什么优点?2.10说说JTAG接口都有哪些功能。
2.11 FPGA/CPLD器件未来的发展趋势有哪些?习题44.1 用Verilog设计一个8位加法器,进行综合和仿真,查看综合和仿真结果。
4.2 用Verilog设计一个8位二进制加法计数器,带异步复位端口,进行综合和仿真,查看综合和仿真结果。
4.3用Verilog设计一个模60的BCD码计数器,进行综合和仿真,查看综合和仿真结果。
习题66.1阻塞赋值和非阻塞赋值有什么本质的区别?6.2用持续赋值语句描述一个4选1数据选择器。
6.3用行为语句设计一个8位计数器,每次在时钟的上升沿,计数器加1,当计数器溢出时,自动从零开始重新计数。
计数器有同步复位端。
6.4设计一个4位移位寄存器。
6.5 initial语句与always语句的关键区别是什么?6.6分别用任务和函数描述一个4选1多路选择器。
VerilogHDL数字设计与综合(第二版)第七章课后习题答案
VerilogHDL数字设计与综合(第⼆版)第七章课后习题答案1.声明⼀个名为oscillate的寄存器变量并将它初始化为0。
使其每30个时间单位进⾏⼀次取反操作。
不要使⽤always语句。
提⽰:使⽤forever循环。
答:代码如下:reg oscillate;initialbeginoscillate<=0;forever #30 oscillate<=~oscillate;end2.设计⼀个周期为40个时间单位的时钟信号,其占空⽐为25%。
使⽤always和initial块进⾏设计。
将其在仿真0时刻的值初始化为0。
答:代码如下:reg clock;initialclock<=0;alwaysbegin#30 clock<=1;#10 clock<=0;end3.给定下⾯含有阻塞过程赋值语句的initial块。
每条语句在什么仿真时刻开始执⾏?a,b,c 和d在仿真过程中的中间值和仿真结束时的值是什么?答:仿真输出结果:4.在第3题中,如果initial块中包括的是⾮阻塞过程赋值语句,那么各个问题的答案是什么?答:第7章⾏为级建模79最终d没有输出,因为d<= #20 {a,b,c};语句执⾏的是先将a,b,c取值存储,在20个时间单位后将存储的值赋给d,因为b,c在初始时刻没有值,所以d值也是不确定的。
5.指出在下⾯的Verilog代码中各条语句的执⾏顺序。
其中是否含有不确定的执⾏顺序?a,b,c和d的最终值是什么?答:先执⾏a=1’b0,b=1’b1,然后执⾏#0 c=b,#0 d=a,执⾏顺序不确定,最终输出结果a=0,b=1,c=1,d=0. 6.在下⾯的例⼦中,d的最终值是什么?答:仿真输出波形如下,最终输出结果d=1。
0时刻b|c的值是1,在25个时间刻度后赋给d。
7.使⽤带有同步清零端的D触发器(清零端⾼电平有效,在时钟下降沿执⾏清零操作)设计⼀个下降沿触发的D触发器,只能使⽤⾏为语句。
Verilog练习参考答案
一、问答题1、下面哪些是正确的用户定义的标识符?对错误的标识符,指出其错误的原因。
1)Help √2)2nd_item Χ,以数字2为首3)casex Χ,casex是verilog的关键字4)integer Χ,integer是verilog的关键字5)_na36me √6)$time Χ7)module Χ,modul是everilog的关键字8)‘xy_a Χ,不允许出现字符‘9)7tyr Χ,以数字7为首10)myex4 mp Χ,含有空格符2、定义如下的变量和常量1)32位的寄存器变量buf1 reg[31:0] buf1;2)整数age integer age ;3)容量为256单元、字长为16位的存储器memoryreg[15:0] memory[255:0] ;4)长度为32的向量buf2 reg[31:0] buf2 ;5)值为50的参数COUNT parameter COUNT=50 ;3、写出下列表达式的值1) (20==5) ? 8: (26>3) ? 3 : 9 3 2) 9/6 13)4’b0110&4’b1100 0100 4) 4’b0110&&4’b1100 15)4’b0011|4’b1100 1111 6)4’b0011||4’b1100 17) 9%6 3 8)4’b0111>>2 0001 9)4’b0111<<2 1100二、读程序,回答相关问题:1、module a1(a,b,sel,out) ;input [3:0] a,b ; input [1:0] sel ;output [3:0] out ;always @(a or b or sel)case (sel)2’b00 : out=a+b ;2’b01 : out=a ;2’b10 : out=b2’b11 : out=a-b ;endcase;endmodule若输入1)a=s’b0111 b=4’b0100 sel=2’b00 问输出out= 1011;2)a=s’b1011 b=4’b0100 sel=2’b01 问输出out= 1011;3)a=s’b1011 b=4’b0100 sel=2’b10 问输出out= 0100;4)a=s’b1011 b=4’b0100 sel=2’b11 问输出out= 0111 .2、’timescale 100ns/10nsmodule gete2( a,b,out) ;input a,b ;output out ; and # (10.46, 5.87) (z,a,b) ; nor # (9.49,5.37) (out,z,a) ; endmodule问:仿真时,当输入a 、b 从11变到01时,则输出out 如何变化?相对a 的变化,out 的变化延时多少时间? 延时1540ns3、module a2( clk,clr,set,a, z) ;input a,clk,clr ;output reg z ;reg[3:0] q ;always @(posedge clk or posedge clr)begin if (clr) q<=4’b0 ;else if (set) q<=4`hf ; else begin q<<1 ; q[0]<=a; endendassign z=q[3] ;endmodule试判断该逻辑电路的逻辑功能;若输入信号set 、clr 、clk 、a 的波形如下,试画出输出z 的波形。
veriloghdl数字设计与综合答案
veriloghdl数字设计与综合答案【篇一:verilog习题选答】txt>答:fpga中,由程序来转换为可烧录的二进制码。
ic设计中,主要是由design-compiler来实现。
2.能否说模块相当于电路图中的功能模块,端口相当于功能模块的 3.assign声明语句,实例元件,always块,这三类描述中哪一种直接与电路结构有关?4.由连续赋值语句(assign)赋值的变量能否是reg型的?答:赋值运算分为连续赋值和过程赋值两种。
(1)连续赋值连续赋值语句只能对线网型变量进行赋值,而不能对寄存器型变量进行赋值,基本的语法结构为:assign #(延时量) 线网型变量名 = 赋值表达式; 一个线网型变量一旦被连续赋值语句赋值后,赋值语句右端赋值表达式的值将持续对赋值变量产生连续驱动,只要右端表达式任一操作数的值发生变化,就会立即触发对赋值变量的更新操作。
(2)过程赋值过程赋值主要用于两种结构化模块(initial和always)中的赋值语句。
在过程块中只能使用过程赋值语句,不能在过程块中出现连续赋值语句,同时过程赋值语句也只能用在过程赋值模块中。
基本的语法结构为:被赋值变量赋值操作符赋值表达式,其中,赋值操作符是“=”或“=”,它分别代表了阻塞赋值和非阻塞赋值类型。
过程赋值语句只能对寄存器类型的变量进行赋值,经过赋值后,上面这些变量的值将保持不变,直到另一条赋值语句对变量重新赋值为止。
5.如果都不带时间延迟、阻塞和非阻塞赋值有何不同?说明它们的不同点?答:代码1:module test(a,b,c,d,y); //两个与逻辑,1个或逻辑input a,b,c,d;output y;reg y,tmp1,tmp2;always @(a or b or c or d)// y的值并不等于当前的tmp1,tmp2相或的值,而是等于上 begin一次运算时tmp1,tmp2相或的值。
相当于一个延迟,在第2 tmp1 = ab; 次always模块运行完后得到想要的y值tmp2 = cd;y = tmp1|tmp2;endendmodule代码2:基本与代码1一样,只是在always的敏感列表中加入了temp1,temp2module test(a,b,c,d,y);input a,b,c,d;output y;reg y,tmp1,tmp2;always @(a or b or c or d or tmp1 or tmp2)//与代码一不同,begintmp1 = ab;tmp2 = cd;y = tmp1|tmp2;endendmodule代码3:在代码2中加进参数j,来帮助判断always模块的运行次数:module test(a,b,c,d,y);input a,b,c,d;output y;reg y,tmp1,tmp2;reg [8:0]j=0;always @(a or b or c or d or tmp1 or tmp2)beginj = j + 1;#5 //这里加了一个延时,方便分析tmp1 = ab;延迟消失了。
Verilog HDL数字设计与综合(第二版)(本科教学版)解答 (12)[3页]
可参考附录B和IEEE Standard Verilog Hardware Description Language文档中的PLI存取和实用子程序、它们的功能和用法。
下面将会用到一些本章没有讨论到的PLI库调用。
1.编写一个用户自定义系统任务$get_in_ports,该任务能获取模块实例输入端口的完整层次名称。
模块实例的层次名称是该任务的输入(提示:以例13.2中的C子程序为参考)。
把该任务连接到Verilog仿真器。
找到例5.7中定义的一位全加器的输入端口。
答:verilog代码如下:module fulladd(sum,c_out,a,b,c_in);output sum,c_out;input a,b,c_in;wire s1,c1,c2;xor (s1,a,b);and (c1,a,b);xor (sum,s1,c_in);and (c2,s1,c_in);xor (c_out,c2,c1);endmodulemodule top13_1;wire OUT;reg I0,I1,S;fulladd my_fa(sum,c_out,a,b,c_in);initialbegin$get_in_ports("top13_1.my_fa");endendmodule2.编写一个用户自定义系统任务$count_and_gates,该任务计算模块实例中的与门的数目。
模块实例的层次名称是该任务的输入。
调用这个任务来计算例5.5中的四选一多路选择器中的与门数目。
答:verilog代码如下:module mux4_to_1(out,i0,i1,i2,i3,s1,s0);output out;input i0,i1,i2,i3;input s1,s0;wire s1n,s0n;wire y0,y1,y2,y3;第13章编程语言接口185not (s1n,s1);not (s0n,s0);and (y0,i0,s1n,s0n);and (y1,i1,s1n,s0n);and (y2,i2,s1,s0);and (y3,i3,s1,s0);or (out,y0,y1,y2,y3);endmodulemodule top13_2;wire out;reg i0,i1,i2,i3;reg s1,s0;mux4_to_1 my_mux(out,i0,i1,i2,i3,s1,s0);initialbegin$count_and_gates("top13_2.my_mux");endendmodule3.创建一个用户自定义系统任务$monitor_mod_output,该任务能找出模块实例的所有输出信号,并把它们添加到一个监视列表中。
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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。
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。
随着FPGA 设计的规模越来越大,各EDA公司又开发了用于FPGA设计的综合软件,比较有名的有:Sy nopsys 的FPGAExpress,Cade nee 的Syn plity ,Mentor的Leonardo,这三家的FPGA综合软件占了市场的绝大部分。
8.整个综合过程就是将设计者在EDA平台上编辑输入的HDL文本、原理图或状态图形描述,依据给定的硬件结构组件和约束控制条件
进行编译、优化、转换和综合,最终获得门级电路甚至更底层的电路描述网表文件。
用于适配,适配将由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,如JEDEC Jam格式的
文件
9.在FPGA设计中,仿真一般分为功能仿真(前仿真)和时序仿真(后仿真)。
功能仿真又叫逻辑仿真,是指在不考虑器件延时和布线延时的理想情况下对源代码进行逻辑功能的验证;而时序仿真是在布局布线后进行,它与
特定的器件有关,又包含了器件和布线的延时信息,主要验证程序在目标器件中的时序关系。
在有些开发环境中,如
Xilinx ISE 中,除了上述的两种基本仿真外,还包括综合后仿真,转换(post-translate )仿真,映射后(post-map )仿真等,这样做完每一步都可进行仿真验证,从而保证设计的正确性。
10.仿真的三个阶段:
(1)行为仿真:目的是验证系统的数学模型和行为是否正确,对系统的描述的抽象程度较高。
在行为仿真时,VHDL的语法语句都
可以执行。
(2)RTL仿真:目的是使被仿真模块符合逻辑综合工具的要求,使其能生成门级逻辑电路。
在RTL仿真时,不能使用VHDL中一些不可综合和难以综合的语句和数据类型。
该级仿真不考虑惯性延时,但要仿真传输延时。
(3)门级仿真:门级电路的仿真主要是验证系统的工作速度,惯性延时仅仅是仿真的时候有用在综合的时候将被忽略。
0声明
模块的端口声明了模块的输入输出端口,其格式如下:
Module模块名(端口1,端口2,端口3,端口4,…);
I/O 说明的格式如下:
输入口:in put端口名1,端口名2,…,端口名i ;个模块能够在另外一个模块中被引用, 这样就建立了描述的层次。
模块实例化语句形式如
下:
module_name instance_name(port_associations) ;
信号端口可以通过位置或名称关联;但是关联方式不能够混合使用。
端口关联形式如下:
port_expr / / 通过位置。
.PortName (port_expr) / / 通过名称。
例[1] :
module and (C, A, B);
input A ,B;
output C ;
and A1 (T3, A, B ); 是and器件的端口,其与信号T3相连
.C(T3),
.A(A),
.B(B)
);
13. 如always #50 clock=~clock; 任何数字逻辑电路都可以只由3 类基本门组成:AND OR和NOT事实上,任何数字逻辑电路都可以由NANDT (或NOF门)构成,每个NAND或NOF门包含4个晶体管。
这些基础门由多种技术的SSI 芯片提供,最主流的技术就是晶体管—晶体管逻辑(TTL)。
从20世纪60年代到70年代,这些TTL芯片是数字设计的核心。
而多种MSI TTL芯片又可以用于实现不同类型的数字逻辑函数,如译码器、加法器、复用器、比较器及其他逻辑函数。
参考3题。