fpga选数据选择器 - 360文档中心

EDA技术与应用实践案例1 数据选择器

案例1数据选择器1.1 预习内容(1)数据选择器的逻辑功能图1 数据选择器的逻辑符号(2)Quartus软件下的FPGA开发流程设计输入(原理图／HDL文本编辑)，综合，适配，时序仿真与功能仿真，编程下载，硬件测试。

1.2 案例目的熟悉利用QuartusⅡ的代码输入方法设计简单组合电路，并掌握编程配置以及硬件测试验证等一系列相关技术。

1.3 案例环境为了避免将EDA技术的学习仅仅停留在软件设计和功能模拟上而是立足于有效地提高VHDL的应用和实践的能力本章提供了19则基于VHDL的逻辑设计示例及相应的实训案例。

1.4 案例原理图2 数据选择器的逻辑图思考：EDA技术是如何把代码变成网表电路图的？1.5 案例步骤(1)按照第一部分介绍的方法与流程，完成代码的输入、编译、综合，通过对报错信息的分析调试代码直到代码完全正确。

完成电路的仿真，观察仿真波形是否符合电路的逻辑功能要求。

(2)完成电路的引脚锁定，将a，b，s分别锁定到按键或者跳线上，将Y锁定到LED小灯上。

(3)适配、实验板上的硬件测试，观察电路工作是否正常。

1.6 案例报告详细叙述数据选择器的设计流程；给出综合后的网表电路图；给出数据选择器的时序分析情况；最后给出硬件测试流程和结果。

1.7 附录1.7.1 设计代码ENTITY mux21a ISPORT(a, b : IN BIT;s: IN BIT;y: OUT BIT );END ENTITY mux21a;ARCHITECTURE one OF mux21a ISBEGINy <= a WHEN s = '0' ELSE b ;END ARCHITECTURE one;数据选择器的VHDL描述1ENTITY mux21a ISPORT(a, b, s: IN BIT;y:OUT BIT);END ENTITY mux21a;ARCHITECTURE one OF mux21a ISBEGINPROCESS (a,b,s)BEGINIF s='0' THENy <= a; ELSEy <= b;END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE one;数据选择器的VHDL描述2 1.7.2 仿真结果图4 数据选择器仿真波形图。

多路数据选择器

基于FPGA的多路数据采集器的设计李庭武李本印（陇东学院电气工程学院，甘肃庆阳745000）摘要：数据采集是从一个或多个信号获取对象的过程，它是计算机与外部物理世界连接的桥梁，尤其在恶劣的数据采集环境中得到广泛应用。

本课题主要研究利用FPGA把采集到的八路模拟信号电压分别转换成数字信号，在数码管上实时显示电压值，并且与计算机运行的软件示波器连接，实现电压数据的发送和接收功能。

关键词：FPGA；模数转换；数码显示管；键盘；设计Design of multi-channel data terminal Based on FPGALi Tingwu Li Benyin(Electrical Engineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China)Abstract: Data acquisition is a process that access to the object from the one or more signal, it is the bridge between the computer and the external physical world, and especially widely applied in data acquisition in harsh environment . This essay mainly studies on the usage of FPGA to collect the eight analog signals that are converted to digital voltage signal, digital tube display real-time voltage value. Connecting with the computer running software oscilloscope so that to realize the voltage data sending and receiving function.Keywords: FPGA; analog-to-digital converting chip; digital display tube; keyboard; design0 引言20世纪以来，数字信号处理技术已逐渐渗透到通信、家电、军事等各个应用领域。

基于FPGA实现四选一选择器的设计

基于FPGA实现四选一选择器的设计摘要本文是基于FPGA的四选一选择器的设计：基于FPGA在数据选择方面的优势，把FPGA作为选择器的控制核心；主要研究如下：软件部分——四选一选择器程序。

针对数据选择器的设计，对FPGA进行了型号选择，使用VHDL语言在型号FLEX10K/20RC208-4上编写了四选一选择器的程序，通过使能端的控制，从而达到四选一的功能。

硬件部分——使用protel画出原理图并作出PCB板。

本设计采用了单八路模拟开关CD4051，通过输入端的控制，选择一路信号，通过ADC0804模数转化，输出8路信号给FLEX10K/20RC208-4，经FLEX10K/20RC208-4处理后，接TCL7528后，将数字信号转换为模拟信号并输出。

本文通过软件和硬件的两个方面的设计，实现了四选一选择器的功能。

关键词：FPGA ；VHDL ；PROTEL ；选择器内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）FPGA implementation based on four selected design of a selectorAbstrateThis article is based on a choice selection of four FPGA Design: FPGA-based data selection in the advantages of the FPGA as a selector control center; main research are as follows:Software parts - 4 election a choice program. Design for data selection, model selection on the FPGA, using the VHDL language in the model FLEX10K/20RC208-4 four selected to write a program selector, by enabling the client to control, so as to achieve a function of four elections.Hardware - protel schematic drawing and make a PCB board. This design uses a single eight-way analog switches CD4051, through the control input, select the way the signal, ADC0804 module through the transformation of the output signal 8 to FLEX10K/20RC208-4, by FLEX10K/20RC208-4 treatment, then TCL7528, will digital signal is converted to analog signals and output.In this paper, two aspects of hardware and software design, implementation, choose one of four selector functions.Keywords: FPGA ; VHDL ; ROTEL ; selectorI目录摘要 .............................................................................................................................................. Abstrate (I)第一章绪论 01.1 FPGA简介 01.1.1 FPGA发展现状 01.1.2 FPGA的发展趋势 (1)1.1.3 FPGA基本结构 (1)1.1.4 FPGA的特点 (3)1.1.5 FPGA选型 (4)1.1.6 FPGA设计原则 (5)1.2本论文研究的主要内容 (6)第二章FPGA芯片设计 (7)2.1 BTYG-EDA实验开发系统简介 (7)2.1.1 BTYG-EDA实验开发系统特点 (7)2.1.2 BTYG-EDA实验开发系统资源介绍 (7)2.1.3 主芯片引脚和外部硬件连接关系 (7)2.2 FLEX10K/20RC208-4 (11)2.3 本章小结 (13)第三章MAX+plus II软件和VHDL语言――软件部分 (14)3.1 MAX+plus II开发软件 (14)3.1.1 MAX+plus II功能特点 (14)3.1.2 MAX+plus II系统要求 (15)3.1.3 MAX+plus II设计流程 (15)3.2 VHDL语言简介 (18)3.2.1 VHDL基本介绍 (18)3.2.2 VHDL语言的特点 (19)3.2.3 VHDL系统优势 (20)II内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）3.2.4 VHDL程序基本结构 (20)3.3 MAX十plus II中硬件描述语言输入的设计过程 (21)3.3.1 输入VHDL文件 (21)3.3.2 将文件指定为设计项目 (21)3.3.3 项目编译 (22)3.3.4 项目仿真 (22)3.4 程序仿真介绍及仿真图 (22)3.5本章小结 (24)第四章protel99——硬件部分 (25)4.1 protel简介 (25)4.1.1 Protel99SE的功能特点 (25)4.1.2 用Protel99SE进行电路设计的步骤 (26)4.2 四选一选择器的原理图及各元件介绍 (26)4.3 本章小结 (33)第五章总结与展望 (34)5.1 取得的成果 (34)5.2 工作展望 (34)参考文献 (35)附录A (36)附录B (37)致谢 (39)III第一章绪论1.1 FPGA简介1.1.1 FPGA发展现状当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会，数字集成电路本身在不断地进行更新换代。

基于FPGA的数字电子钟的设计与实现

基于FPGA的数字电⼦钟的设计与实现背景：本实验所有结果基于Quartus II 13.1 (64-bit)实现，实验过程采⽤⾃下⽽上⽬录⼀、基本功能设计与思路基本功能：能实现秒、分钟、⼩时的计数，计数结果清晰稳定的显⽰在 6 位数码管上。

1、动态显⽰模块该模块主要功能是通过数码管的动态扫描实现 6 位数码管显⽰计数结果，本模块由扫描模块scan_cnt6，位选控制模块 dig_select，数据选择控制模块 seg_select 以及译码模块 decoder 构成扫描模块 scan_cnt6模块功能：产⽣位选控制端dig_select 和数据选择端 code_select 模块所需要的地址信息，扫描时钟决定位选信号和数据切换的速度。

设计思路：利⽤74390芯⽚（P160 TTL 双⼗进制异步计数器）构建⼀个模六计数器，就是6进制计数器，利⽤计数到6（110）时，“q2”和“q1”为⾼电平，产⽣⼀个复位信号，加到74390的⾼电平有效的异步清0端“1CLR”上，使计数器回0，从⽽实现模六计数。

设计结果：cnt6模块设计图波形仿真：（默认为时序仿真）cnt6模块波形仿真图位选模块 dig_select模块功能：在地址端的控制下，产⽣位选信号。

设计思路：利⽤74138芯⽚（3线-8线译码器），当选通端输⼊端G1为⾼电平，选通端输⼊端G2AN和G2BN为低电平时，将扫描信号cnt6的输出作为输⼊信号，dig[5..0]是译码输出，输出低电平有效。

设计结果：dig_select模块设计图波形仿真：dig_select模块波形仿真图数据选择模块 seg_select模块功能：输⼊ 6 组数据，每组数据 4bit，本模块完成在地址端的控制下从6 组数据当中选择 1 组输出。

设计思路：利⽤74151芯⽚（P91 8选1数据选择器），在控制输⼊端GN为低电平时，将扫描信号的选择下，分别选中D[5..0]对应的输⼊信号输出为Y。

在FPGA的设计中如何减少器件资源的消耗的方法

在FPGA的设计中如何减少器件资源的消耗的⽅法尽量减少系统所耗⽤的器件资源也是我们进⾏电路设计所追求的⼀个⽬标，在这⽅⾯，资源共享是⼀个较好的⽅法，尤其是将⼀些耗⽤资源较多的模块进⾏共享，能有效的降低整个系统所占⽤的芯⽚⾯积。

这⾥是⼀个有关资源耗⽤的例⼦，⽐如要实现这样的功能：当sel=0时,sum=a+b；当sel=1时，sum=c+d;a,b,c,d的宽度是可变的，在本例中定义为4位，有以下两种实现⽅式如下所⽰：⽅式⼀：先加后选Verilog语⾔描述如下：module resource1(sum,a,c,d,sel);parameter size=4;output[size:0] sum;input sel;input[size-1:0] a,b,c,d;reg[size-1:0] sum;always @(a or b or c or d or sel)beginif(sel)sum=a+b;elsesum=c+d;endendmodule⽅式⼆:先选后加这种实现⽅式需要两个数据选择器，⼀个加法器Verilog描述如下：module resource1(sum,a,c,d,sel);parameter size=4;output[size:0] sum;input sel;input[size-1:0] a,b,c,d;reg[size-1:0] sum;reg[size-1:0] atemp,btemp;always @(a or b or c or d or sel)beginif(sel)beginatemp=a;btemp=b;endelsebeginatemp=c; btemp=d;endsum=atemp+btemp;endendmodule资源消耗的⽐较设计规模size⽅式⼀（resourcel）⽅式⼆(resource2)4位18个LC15个LC8位38个LC31个LC10位48个LC39个LC上⾯的例⼦中，⽅式⼀需要两个加法器，⽽⽅式⼆通过增加⼀个MUX，共享⼀个加法器，由于加法器消耗的资源⽐MUX多，因⽽⽅式⼆更节省资源，所以在电路设计中应尽可能的使硬件代价⾼的功能模块资源共享，从⽽降低整个系统设计的成本。

EDA技术及应用—基于FPGA的电子系统设计：基于Verilog hdl的数字电路设计

10100
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15
10101
8421BC 余三码 D码
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4位格雷码
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
4'b0011:a_to_g=7'b1111001; //显示3
4'b0100:a_to_g=7'b0110011; //显示4
4'b0101:a_to_g=7'b1011011; //显示5
4'b0110:a_to_g=7'b1011111; //显示6
4'b0111:a_to_g=7'b1110000; //显示7
4: y= {d[2:0],d[3]}; // rol
5: y= {d[3],d[3:1]}; // asr
6: y= {d[1:0],d[3:2]}; // ror2
7: y= d;
// noshift
default: y = d;
图6-2 基本门电路仿真结果
综合结果如图6-3所示。
图6-3 基本门电路综合结果
2、三态逻辑电路

verilog4选一数据选择器原理(一)

verilog4选一数据选择器原理(一)Verilog中的4选1数据选择器简介在数字电路中，数据选择器是一种常见的电路组件，用于从多个数据输入中选择一个输出。

Verilog是一种硬件描述语言，广泛用于数字电路的设计和仿真。

本文将介绍Verilog中的4选1数据选择器的原理和实现方法。

原理4选1数据选择器有4个输入和1个输出。

根据选择信号，从4个输入中选择一个输入作为输出。

选择信号是2位的二进制数，共有4种可能的状态，每种状态对应一个输入。

当选择信号为00时，输出为第一个输入；当选择信号为01时，输出为第二个输入；当选择信号为10时，输出为第三个输入；当选择信号为11时，输出为第四个输入。

逻辑电路图以下是4选1数据选择器的逻辑电路图：______S0 ----| || |S1 ----| |----- Y|______|Verilog实现下面是实现4选1数据选择器的Verilog代码示例：module mux4to1 (input [3:0] D, input [1:0] S, outpu t Y);assign Y = (S[1] & S[0] & D[3]) | (S[1] & ~S[0] & D [2])| (~S[1] & S[0] & D[1]) | (~S[1] & ~S[0] & D[0]);endmodule在上面的代码中，D是4个输入的信号线，S是选择信号线，Y是输出信号线。

根据选择信号的不同状态，使用逻辑运算符进行输入的选取，然后将结果输出到输出信号线Y上。

仿真测试为了验证4选1数据选择器的正确性，可以进行仿真测试。

以下是一个简单的测试示例：module test_mux4to1;// Declare signalsreg [3:0] D;reg [1:0] S;wire Y;// Instantiate the modulemux4to1 mux (D, S, Y);// Stimulusinitial begin// Test case 1D = 4'b0001; S = 2'b00; // Expect Y to be 0 #10;// Test case 2D = 4'b0001; S = 2'b01; // Expect Y to be 0 #10;// Test case 3D = 4'b0001; S = 2'b10; // Expect Y to be 0 #10;// Test case 4D = 4'b0001; S = 2'b11; // Expect Y to be 1 #10;$finish;endendmodule上述代码中，D和S是输入信号，Y是输出信号。

fpga常用程序例子

1. 或门的描述LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD LOGIC 1164.ALLENTITY or1 ISPORT( a,b: IN STD_LOGIC;y: OUT STD LOGIC);END or1;ARCHITECTURE example1 OF or1 IS BEGINy<=a OR b;END example1;2. 半加器的描述LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY h_adder ISPORT(a,b:IN STD_LOGIC;so,co:OUT STD_LOGIC);END h_adder;ARCHITECTURE example2 OF h_adder IS BEGINso<=a XOR b;co<=a AND b;END example2;3. 2选1数据选择器的描述LIBRARY IEEE；USE IEEE.STD LOGIC 1164.ALLENTITY mux21 ISPORT( a,b: IN STD LOGIC;s: IN STD LOGIC;y: OUT STD LOGIC);END mux21;ARCHITECTURE example3 OF mux21 ISBEGINy<=a WHEN s=’0’ ELSEb；END ARCHITECTURE example3；4. 锁存器的描述LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY latch1 ISPORT ( d :IN STD_LOGIC;q :OUT STD_LOGIC);END latch1;ARCHITECTURE example4 OF latch1 ISSIGNAL sig_save:STD_LOGIC:=‘0’;/*赋初始值0*/ BEGINPROCESS (d,ena)BEGINIF ena='1' THENSig_save<=D;END IF;Q<=sig_save;END PROCESS;END example4;LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY coder ISPORT(a:IN STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 7);y:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0)); END coder;ARCHITECTURE example2 OF coder ISBEGINPROCESS(a)BEGINIF a(7)='0' THEN y<="111";ELSIF (a(6)='0') THEN y<="110";ELSIF (a(5)='0') THEN y<="101";ELSIF (a(4)='0') THEN y<="100";ELSIF (a(3)='0') THEN y<="011";ELSIF (a(2)='0') THEN y<="010";ELSIF (a(1)='0') THEN y<="001";ELSE y<="000";END IF;END PROCESS;END example2;LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY mux41 ISPORT(s1,s2:IN STD_LOGIC;a,b,c,d:IN STD_LOGIC;END mux41;ARCHITECTURE example3 OF mux41 ISSIGNAL s:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); BEGINs<=s1&s2;PROCESS(s1,s2,a,b,c,d)BEGINCASE s ISWHEN "00" => z <= a;WHEN "01" => z <= b;WHEN "10" => z <= c;WHEN "11" => z <= d;WHEN OTHERS => z <= 'X';END CASE;END PROCESS;END;例1 异步清零十进制加法计数器的描述LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY cnt10y ISPORT(clr:IN STD_LOGIC;clk:IN STD_LOGIC;cnt:BUFFER INTEGER RANGE 9 DOWNTO 0); END cnt10y;ARCHITECTURE example9 OF cnt10y ISBEGINPROCESS(clr,clk)BEGINIF clr='0' THEN cnt<=0;ELSIF clk'EVENT AND clk='1' THENIF (cnt=9) THENcnt<=0;ELSEcnt<=cnt+1;END IF;END IF;END PROCESS;END example9;例求最大值的函数：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;PACKAGE bpac ISFUNCTION max(a,b:IN STD_LOGIC_VECTOR)RETURN STD_LOGIC_VECTOR; --声明函数首END ;PACKAGE BODY bpac ISFUNCTION max(a,b: IN STD_LOGIC_VECTOR)--声明函数体RETURN STD_LOGIC_VECTOR ISBEGINIF (a>b) THEN RETURN a;ELSE RETURN b;END IF;END max;END ;利用2输入端与非门元件，设计4输入端的或电路。

八选一数据选择器

1.4’b1001<<2=（6‘b100100），4’b1001>>2=（4’b0010 ）。

2、完整的条件语句将产生（组合逻辑电路）电路，不完整的条件语句将产生（时序逻辑电路）电路。

3、用EDA技术进行电子系统设计的目标是最终完成（专用集成电路ASIC）的设计。

4、可编程器件分为（现场可编程列阵FPGA）和（复杂可编程逻辑器件 PLD）5、系统函数和任务函数的首字符标志为（$），预编译指令首字符标志为（#）。

6、一个基本的Verilog-HDL程序由（Verilog-HDL ）模块构成。

7、EDA技术在应用设计领域主要包含哪四个方面的内容（HDL）、（PLD ）、（ EDA工具软件）、（EDA开发系统）8、EDA技术的基本特征主要有哪5个方面：（自顶向下的设计方法）、（采用硬件描述语言）、（高层综合和优化）.（并行工程）、（开放性和标准化） 9、当前最流行的并成为IEEE标准的硬件描语言是（ VHDI ）和（ Verilog-HDL）10、一个完整的Verilog-HDL设计模块包括：（模块关键字和模块名）、（端口列表）、（端口定义）、（功能描述）这4部分。

11Verilog-HDL模块的I/O端口声明用来声明模块端口定义中各端口数据流动方向，包括（输入端口）、（输出端口）、和（双向端口）12、Verilog-HDL语言的三种常用的模型描述方法为（行为描述）、（数据描述）和（结构描述）13、Verilog-HDL的数值集合由哪四种基本的值组成（ 0）、（1 ）、 x）、( z ）14、10’hxf=（ 10’xxxxxx1111 ） 10’hzf=（ 10’zzzzzz1111 ）15、若a=5’b10x01,b=5’b10x01,则a= =b的结果为（ X ）、a= = =b的结果为（ 1 ）16、Wire[15:0] wire-b表示连线宽度为（16 ）位，其最高位为（15），最低位为（0）。

数字电子技术)12数据选择器

结合硬件实现的快速性和软件实现的灵活性，通过硬件加速器与软件的协同工作，提高数据选择器的性能和功能。
可重构实现
利用可编程逻辑器件（如FPGA、 CPLD等），通过配置逻辑单元来实现数据选择器的功能，具有较好的可重构性和灵活性。
05
12数据选择器的性能指标
选择性
01 02
选择性
数据选择器的选择性是指其能够从多个输入中选择一个有效输入信号的能力。对于12数据选择器，其选择性通常由其地址输入端的数量决定，地址输入端的数量越多，其选择性越好。
通过将多个数据选择器组合使用，可以实现复杂的组合逻辑电路，如编码器、译码器等。
数据传输和控制
数据传输
在数据传输过程中，数据选择器可以用于选择和切换不同的数据源，实现多路数据的复用和解复用。
控制系统
在控制系统中，数据选择器可以用于选择不同的控制信号，实现多路控制信号的切换和组合。
信号处理和转换
高效率。
06
12数据选择器的设计实例
基于Verilog的设计实例
总结词
Verilog是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统。基于Verilog的12数据选择器设计实例可以清晰地描述电路的结构和行为，便于仿真和实现。
详细描述
在Verilog中，12数据选择器可以表示为一个多路选择器（MUX）电路，具有12个数据输入、4个选择输入和1个输出。设计实例中需要定义输入和输出端口，并使用条件语句（if-else语句）或case语
信号选择
在信号处理中，数据选择器可以用于选择不同的信号输入，实现多路信号的选择和切换。
模数转换
数据选择器可以用于模数转换器（ADC）中，作为比较器的输入选择器，实现模拟信号到数字信号的转换。

《数据选择器》课件

VS
详细描述
分布式数据选择器由多个数据选择器组成，每个数据选择器具有独立的选择信号和数据输入/输出端口。通过将各个数据选择器的数据输出端口连接起来，可以实现数据的分布式处理和传输。分布式数据选择器具有灵活性和可扩展性，适用于大规模数据处理和复杂系统。
可编程数据选择器
总结词
可编程数据选择器是一种可以通过编程配置其选择逻辑和数据输入端口的自定义选择器。
数字信号。
多路复用
数据选择器可以用于实现多路复用技术，如频分复用和时分复用等。通过选择不同的输入通道，数据选择器可以实现多路信号的同时传输，从而提高通信系统的传输效率和可
靠性。
04
数据选择器的扩展
多路数据选择器
总结词
多路数据选择器是一种能够同时处理多个数据输入的选择器，具有多个数据输入端口和多个数据输出端口。
个对应的输出信号。
高速性能
数据选择器通常具有高速性能，能够快速地完成数据的传输和处理。
灵活性
数据选择器的选择输入信号和数据输入信号可以有多种组合方式，因此具有很高的灵活性，可以适用于各种不同的应用场景。
03
数据选择器的应用
数据选择器在数字系统中的应用
实现多路数据分时传输
数据选择器在数字系统中常被用于实现多路数据的分时传输。通过选择不同的输入端口，数据选择器可以在同一时间选择并传输一路数据，从而实现多路数据的并行处理。
06
数据选择器的优缺点
数据选择器的优点
并行处理能力强
灵活性高
数据选择器能够同时处理多个输入数据，提高了并行处理能力，使得数据处理速度更快。
数据选择器可以根据需要选择不同的输入数据，使得系统更加灵活，能够适应不同的数据处理需求。

FPGA习题集及参考答案

习题集及参考答案一、填空题1.一般把技术的开展分为〔〕个阶段。

2.有如下设计步骤：①原理图文本输入、②适配、③功能仿真、④综合、⑤编程下载、⑥硬件测试，正确的设计顺序是①〔〕⑤⑥。

3.在工具中，能完成在目标系统器件上布局布线的软件称为〔〕。

4.设计输入完成之后，应立即对文件进展〔〕。

5.基于硬件描述语言的数字系统设计目前最常用的设计方法称为〔〕设计法。

6.将硬件描述语言转化为硬件电路的过程称为〔〕。

7.核在技术和开发中具有十分重要的地位，以方式提供的被称为〔〕。

8.系统又称为〔〕系统。

系统又称为〔〕系统。

9.将硬核和固核作为〔〕核，而软核作为〔〕核。

10.核在技术和开发中具有十分重要的地位，以方式提供的被称为〔〕。

11.综合器就是逻辑综合的过程，把可综合的转化成硬件电路时，包含了三个过程，分别是〔〕、〔〕、〔〕。

12.软件工具大致可以由五个模块构成，分别是设计输入编辑器、〔〕、〔〕、〔〕和〔〕。

13.按仿真电路描述级别的不同，仿真器分为〔〕仿真、〔〕仿真、〔〕仿真和门级仿真。

14.系统仿真分为〔〕、〔〕和〔〕。

15.〔〕仿真是对设计输入的标准检测，这种仿真通过只能表示编译通过，说明设计满足一定的语法标准，但不能保证设计功能满足期望。

16.〔〕仿真是对综合后的网表进展的仿真，它验证设计模块的根本逻辑功能，但不带有布局布线后产生的时序信息，是理想情况下的验证。

17.〔〕仿真是布局布线后进展的后仿真，仿真时考虑了布线延时，和芯片实际的工作情况更加接近。

18.目前公司生产的主要采用了〔〕配置存储器构造。

19.描述测试信号的变化和测试工程的模块叫做〔〕。

20.现代电子系统设计领域中的采用〔〕的设计方法。

21.有限状态机可分为〔〕状态机和〔〕状态机两类。

22.中的端口类型有三类：〔〕、〔〕、输入/输出端口。

23.常用两大数据类型：〔〕、〔〕。

24. / 设计流程为：原理图文本输入→〔〕→综合→适配→〔〕→编程下载→硬件测试。

EDA实验1lxm二选一数据选择器

实验一二选一数据选择器VHDL设计Quartus II 6.0开发环境与EDA实验箱使用一实验目的1．熟悉在Quartus II 6.0环境下原理图输入方法。

2．熟悉Quartus II 6.0环境下编辑、编译综合、仿真的操作方法。

3、掌握利用EDA软件进行电路设计的详细流程；4、熟悉EDA实验箱的基本使用方法。

学会对实验板上的FPGA/CPLD进行编程下载，硬件验证自己的设计项目。

二实验仪器PC机、Quartus II 6.0软件三实验内容1．详细解读教材117页。

2．在QuartusⅡ上输入该设计的原理图，并进行编辑、编译、综合、适配、仿真。

3．给出其所有信号的时序仿真波形。

四实验原理及步骤1．启动Quartus II 6.0软件在桌面上双击Quartus II 6.0图标或者在开始—>所有程序—>Altera—> Quartus II 6.0，如下图2．建立工作库文件夹及工程任何一次设计都是一项工程（Project），所有此工程相关的所有设计文件都需要放在同一个文件夹里。

不同的设计放在不同的文件夹中。

在E盘下建立一个存放本次设计的工程文件夹，比如“shiyan1”。

注意不要使用中文文件夹，文件夹的存放路径也不要包含中文。

注意本实验室计算机C盘和D盘是重启后复原，不要将任何文件和文件夹放置在桌面或者C、D盘下。

初次打开Quartus II 6.0，会有如图提示：选择是的情况下，首先是新工程向导：介绍下一步下一步下一步，选择目标芯片，首先在Family栏选择ACEX1K系列，然后选择此系列的具体芯片:EP1K30TC144-3。

注意不要选成了EP1K30TC144-3。

下一步就点完成。

3．建立文本程序文件选择File菜单下的New或者直接点击工具栏中的新建图标，选择新建文件类型为VHDL File。

接下来另存文件：保存时需更改文件名与项目名称一样，注意保存在同一个工程文件夹下面。

FPGA题及答案

1、本课程的讲授目标：了解一种新技术EDA；掌握一种设计工具（器件：Altera FPGA软件：Quartus II）；掌握一种语言Verilog HDL。

2、使用Quartus II进行逻辑设计，常用的设计思想的输入方式有：原理图、HDL 等。

3、高级语言C程序经过软件程序编译器形成cpu指令/数据代码流；Verilog HDL程序经过综合器形成电路网表文件4、CPLD是在PAL，GAL等类型器件的基础上发展起来的与或阵列型PLD器件，大多数FPGA采用了查找表结构，其物理结构是静态存储器SRAM.。

5、JTAG边界扫描技术用于对高密度、引脚密集的器件和系统进行测试，如：CPU，DSP，ARM，PLD 等。

同时，JTAG接口也被赋予了更多的功能：编程下载、在线逻辑分析。

6、使用Verilog HDL进行逻辑设计，变量的值有4种状态：0、1、x、z；7、定义逻辑功能的几种基本方法：用assign持续赋值语句定义、用always过程块定义、调用元件（元件例化）。

8、整数按如下方式书写：+/-<size> '<base><value> 即+/-<位宽>'<进制><数字>size 为对应二进制数的宽度；base为进制；value是基于进制的数字序列。

进制有如下4种表示形式：二进制（b或B）、十进制（d或D或缺省）、十六进制（h或H）、八进制（o或O）9、定义reg型标量型变量：reg qout;//变量名qout10、定义wire型向量：wire[7:0] databus；//databus的宽度是8位11、在状态机设计中使用一位热码定义5种状态，并定义状态变量：parameter s0=5’b00001，s1=5’b 00010，s2=5’b 00100，s3=5’b 01000，s4=5’b 10000；reg [4:0] state,next_state;12、在状态机设计中使用顺序码定义5种状态，并定义状态变量：parameter s0=3’b 000，s1=3’b 001，s2=3’b 010，s3=3’b 011，s4=3’b 100；reg [2:0] state,next_state;1、成为IEEE标准的HDL有VHDL 、Verilog HDL2、Quartus II 是（ A ）公司的（ D ）开发工具。

Verilog入门训练3—二选一数据选择器

在出现的编辑界面左侧右键，选择如下：
在“Insert Node or Bus”里选择“Node Finder…”
在弹出来的 “Node Finder” 中，首先在“Filter” 中选择 “Pins： Unassigned” ，然后点击“list” ，
在“Nodes Found”中会列出所有的引脚，第三步选择全部引脚（鼠标拉），点击“>>” ，最后点击“OK”即可。在回到的“Insert Node or Bus”界面点击“OK” 。
得到：F=AS + BS
A S
0
&
0
0
F
&
0 0
B
0
3. 使用 Quartus 8.0 建立项目，建立过程和注意事项见前两周的实验指导，选择器件时随便指定一个。这里的项目名称为 mux21。（切记项目保存路径和实验过程中新建的文件保存路径都不要出现中文） 4. 项目建好后，新建 Verilog 选择“File”——“New”——“Verilog HDL file” 。输入以下代码
A S
not_s
0
&
0
andcntrl1
0
F
&
0 0
B
0
andcntrl2
其他设置全部不要改变，回到 Verilog 代码，将原来的代码改写为下述代码：
代码主体部分中的 not、and 和 or 是 quartus 中已经定义好的基本门电路，代码相当于直接调用。这点非常重要，意味着写好了一个电路的代码，如果它可以作为其他更复杂电路的一部分，直接调用即可。这样不管怎么复杂的电路，都可以由一个一个的小电路 “堆砌” 而成，这就是 Verilog 的核心思想， “建模” ！更复杂的用法将在后面的学习中接触，这里不必深究。

基于FPGA的多功能数据选择器设计与实现

基于FPGA的多功能数据选择器设计与实现章军海201022020671[摘要]传统的数字系统设计采用搭积木式的方法来进行设计，缺乏设计的灵活性。

随着可编程逻辑器件(PLD)的出现，传统设计的缺点得以弥补，基于PLD的数字系统设计具有很好的灵活性，便于电路系统的修改与调试。

本文采用自顶向下的层次化设计思想，基于FPGA设计了一种多功能数据选择器，实现了逻辑单元可编程、I/O单元可编程和连线可编程功能，并给出了本设计各个层次的原理图和仿真时序图；本文还基于一定的假设，对本设计的速度和资源占用的性能进行了优化。

[关键词]层次化设计;EDA;自顶向下；最大时延0引言：在现代数字系统的设计中，EDA(电子设计自动化)技术已经成为一种普遍的工具。

基于EDA技术的设计中，通常有两种设计思想，一种是自顶向下的设计思想，一种是自底向上的设计思想[1]。

其中，自顶向下的设计采用层次化设计思想，更加符合人们的思维习惯，也容易使设计者对复杂系统进行合理的划分与不断的优化，因此是目前设计思想的主流。

基于层次化设计思想，实现逻辑单元、I/O单元和连线可编程可以提高资源的利用效率，并且可以简化数字系统的调试过程，便于复杂数字系统的设计[2][3]。

1系统原理图构架设计1.1系统整体设计原理本设计用于实现数据选择器和数据分配器及其复用的I/O端口和连线的可编程却换，提高系统的资源利用效率。

系统顶层原理框图如图1所示，系统拥有两个地址选择端口a0、a1，一个功能选择端口ctr，还有五路I/O复用端口。

其中，地址选择端口用于决定数据选择器的数据输入端和数据分配器的数据输出端；功能选择端口用于切换数据选择器和数据分配器，以及相应的I/O端口和连线；I/O复用端口数据的输入和输出，其功能表如表一所示。

图1顶层模块原理图表一顶层系统功能表根据层次化设计思想，要实现上述功能表中的功能，系统得由数据选择器、数据分配器和端口控制器三部分组成。

FPGA基础与应用设计测试

FPGA基础与应用设计测试（答案见尾页）一、选择题1. FPGA的基本构成是什么？A. 只有逻辑门电路B. 逻辑门电路、触发器和寄存器C. 只有触发器和寄存器D. 只有逻辑门电路和寄存器2. 在FPGA设计中，哪种类型的器件最适合用于实时应用？A. CPLDB. FPGAC. ASICD. CPU3. 下列哪个不是FPGA设计中的常用编程语言？A. VerilogB. VHDLC. AssemblyD. Python4. 在FPGA设计中，如何确定IO口的驱动能力？A. 查看数据手册中的I/O端口规格B. 查询元件库中的IO单元规范C. 基于实际测试D. 阅读设计文档5. FPGA设计中，哪种技术用于在硬件中实现可重配置的计算？A. 硬件描述语言（HDL）B. 微码C. 状态机D. 算术逻辑单元（ALU）6. 在FPGA设计中，哪种同步机制用于确保数据传输的准确性？A. 使用计数器B. 使用锁相环（PLL）C. 使用数据选择器D. 使用触发器7. 下列关于FPGA设计中的时序要求的说法，哪项是错误的？A. 同步电路设计时，应确保时钟沿的到达时间始终一致B. 时序分析的目的是为了确保设计满足时序要求C. 时序裕度越大，设计越可靠D. 时序要求只适用于数字电路设计8. 在FPGA设计中，如何优化布线以减少信号传输延迟？A. 减少布线长度B. 使用更粗的线径C. 增加布线宽度D. 尽可能减少布线拐角9. 在FPGA设计中，哪种技术用于实现高性能计算？A. 内置处理器B. 使用GPUC. 基于软件的并行计算D. 以上都是10. 在FPGA设计中，如何验证设计的正确性和性能？A. 使用硬件描述语言（HDL）仿真B. 使用逻辑分析仪C. 进行实际硬件测试D. 以上都是11. FPGA的基本结构由哪些部分组成？A. 核心逻辑单元B. 输入输出接口C. 缓存存储器D. 电源管理单元E. 可编程逻辑阵列12. 在FPGA设计中，哪种语言是最常用的编程语言？A. C语言B. 汇编语言C. Verilog HDLD. VHDLE. Python13. FPGA的设计通常分为几个阶段？A. 系统设计阶段B. 物理设计阶段C. 逻辑设计阶段D. 编程与配置阶段E. 测试与验证阶段14. 下列哪个选项是FPGA设计中常用的时序约束条件？A. 边沿触发B. 完全同步C. 同步时钟D. 反相时钟E. 数据保持15. 在进行FPGA设计时，选择合适的逻辑单元和算法实现方式可以提高系统的性能。

数据选择器及数据分配器

可编程分配器
可编程分配器是指可以通过编程来改变其数据分配方式
05
数据选择器和数据分配器的实际应用
数字信号处理
数字信号处理是利用数字信号处理器（DSP）对模拟信号进行采样、量化和编码，转换成数字信号后进行数字运算、分析和处理的技术。数据选择器和数据分配器在数字信号处理中有着广泛的应用，例如在滤波器、频谱分析、数字滤波等算法中实现多路信号的选择和分配。
VS
多路分配器
多路分配器与多路选择器类似，但方向相反。在多路分配器中，多个数据输入被分配到不同的数据输出。多路分配器在实现复杂的逻辑功能时非常有用，例如在实现复杂的组合逻辑电路时。
异步选择器和异步分配器
异步选择器
异步选择器是指选择信号与数据输入信号不同步的选择器。在异步选择器中，选择信号可以在任何时间点变化，而不必等待数据输入信号的稳定。这种类型的选择器在处理高速数据流时非常有用。
结构比较
数据选择器
由多个输入、选择信号和多个输出组成，选择信号决定哪个输入信号传输到输出端。
数据分配器
由多个输入、选择信号和单个输出组成，选择信号决定哪个输入信号传输到输出端。
功能比较
数据选择器
从多个数据中选择一个数据输出，相当于多路选择的功能。
数据分配器
将一个数据分配到指定的输出路径，相当于多路复用的功能。
数据分配器的应用场景
数据分配器在通信、计算机、数字信号处理等领域有广泛应用。
例如，在通信中，数据分配器可用于将一个高速串行数据流拆分成多个低速并行数据流，以便于后续处理或传输。
在计算机中，数据分配器可用于实现多路复用器或解复用器，以实现多个设备共享一个数据总线或地址总线。

《数据选择器》课件

越好。
影响因素
可靠性受到多种因素的影响，包括数据选择器的内部电路设计、制造工艺、工作环境等。
测试方法
通过在长时间内进行高低温循环、振动、湿度等环境试验，可以评估数据选择器的可靠性。
06
数据选择器的发展趋势
高性能数据选择器的发展趋势
高速数据传输
随着数据传输速率的不断提高，高性能数据选择器需要具备更高的工作频率和更低的延迟，以满足高速数据传输的需求。
选择信号
数据选择器的选择信号由二进制编码组成，通过这些信号可以选择一个相应的数据输入。
输出信号
数据选择器的输出信号是经过选择的输入信号，这些信号通过译码输出端输出。
数据选择器的信号传输方式
并行传输
数据选择器的数据输入端可以同时接收多个数据信号，实现数据的并行传输。
串行传输
数据选择器的译码输出端只能输出一个信号，实现数据的串行传输。
基于FPGA的数据选择器实现方式
FPGA实现方式
通过现场可编程门阵列（FPGA）来实现数据选择器的功能。这种实现方式结合了硬件和软件的优点，具有速度快、灵活性高、易于扩展和修改的优点，同时也有功耗低、可靠性高等优点。
FPGA实现方式的优缺点
优点是速度快、灵活性高、易于扩展和修改，功耗低、可靠性高，适用于对速度、稳定性、功耗和灵活性要求较高的应用场景；缺点是需要专业的开发工具和经验，且相对于硬件和软件实现方式来说成本较高。
05
数据选择器的性能指标
传输延迟时间
传输延迟时间
指数据选择器在接收到选择信号后，将数据从输入端传输到输出端所需要的时间。传输延迟时间越短，数据选择器的速度越快。
影响因素
传输延迟时间受到多种因素的影响，包括数据选择器的内部电路