电子科技大学首届研究生EDA设计竞赛试题

电子科技大学首届研究生EDA设计竞赛试
题
近年来，随着科技的飞速发展，电子设计自动化（EDA）在电子工程领域中扮演了至关重要的角色。

为了激发研究生们对EDA设计的兴趣，电子科技大学决定举办首届研究生EDA设计竞赛。

以下是竞赛的试题。

问题一：数字电路设计
设计题目：实现一个4位二进制加法器，能够对两个4位二进制数进行加法运算，并输出结果。

要求：
1. 使用Verilog语言进行设计，确保设计的可综合性；
2. 使用行为级建模，采用组合逻辑实现；
3. 仿真测试程序的输入输出结果正确，仿真波形清晰可见；
4. 根据所给的时钟频率完成设计，设计的时延尽量小。

解题思路：
1. 首先，需要定义输入和输出端口，包括两个4位输入端口和一个4位输出端口；
2. 在设计中，需要使用基本的逻辑门进行组合逻辑的实现，如AND、OR、XOR等；
3. 实现加法器的逻辑，将两个输入数的对应位进行相加，并处理进位；
4. 最后，将结果输出到输出端口。

问题二：模拟电路设计
设计题目：实现一个非线性电阻器，其阻抗随输入电压的变化而变化。

要求：
1. 使用电路仿真软件进行设计；
2. 实现非线性电阻的输入输出关系；
3. 仿真测试电流电压的关系曲线平滑，无明显非线性间断点；
4. 提供仿真报告，详细描述设计过程和仿真结果。

解题思路：
1. 首先，根据题目要求，需要设计一个输入电压和输出电流之间存在非线性关系的电阻器；
2. 可以通过使用二极管、MOS管或者运算放大器等元件来实现非线性效果；
3. 根据输入电压，通过电路设计实现输出电流的调节；
4. 进行电路仿真，在仿真软件中绘制输入电压和输出电流的关系曲线；
5. 结果分析，撰写仿真报告。

问题三：EDA工具应用
设计题目：使用EDA工具完成一片小规模FPGA的设计和实现。

要求：
1. 使用Vivado或Quartus等主流EDA工具；
2. 实现一个简单的FPGA设计，例如LED流水灯，或按键控制的
信号发生器等；
3. 设计中包括输入输出端口的定义，逻辑电路的设计，时序约束的
设置等；
4. 生成比特流文件，并成功下载到目标FPGA芯片。

解题思路：
1. 首先，安装并学习使用所选EDA工具，熟悉其界面和操作流程；
2. 根据题目要求，进行FPGA设计的整体框架规划；
3. 定义输入输出端口，包括LED灯、按键等；
4. 设计逻辑电路，可以使用组合逻辑和时序逻辑结合的方式；
5. 根据FPGA芯片的特性，设置时序约束；
6. 进行综合和实现操作，生成比特流文件；
7. 将比特流文件下载到目标FPGA芯片；
8. 验证设计功能的正确性。

本文介绍了电子科技大学首届研究生EDA设计竞赛的试题。

通过
这些题目的设计与实现，参赛选手能够提升自己的电子设计能力，并
加深对EDA工具的理解与运用。

希望所有参赛选手能够充分发挥才能，取得优异的成绩。