《___数字系统设计___》试卷含答案

,考试作弊将带来严重后果！
华南理工大学期末考试
《数字系统设计》试卷
1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚；
所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)；
．考试形式：开（闭）卷；
本试卷共大题，满分100分，考试时间120分钟
(每小题2分，共16分)
大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对CPLD结构与工作原理
( C )
CPLD即是现场可编程逻辑器件的英文简称；
CPLD是基于查找表结构的可编程逻辑器件；
早期的CPLD是从GAL的结构扩展而来；
在Altera公司生产的器件中，FLEX10K 系列属CPLD结构；
在VHDL语言中，下列对时钟边沿检测描述中，错误的是( D )
then ...;
then ...;
then ...;
在VHDL语言中，下列对进程（PROCESS）语句的语句结构及语法规则的描述中，正确( A )
PROCESS为一无限循环语句；敏感信号发生更新时启动进程，执行完成后，等待下一.
敏感信号参数表中，应列出进程中使用的所有输入信号；
进程由说明部分、结构体部分、和敏感信号参数表三部分组成；
当前进程中声明的信号也可用于其他进程
基于EDA软件的FPGA / CPLD设计流程，以下流程中哪个是正确的：( C )
原理图/HDL文本输入→适配→综合→时序仿真→编程下载→功能仿真→硬件测试
原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→时序仿真→编程下载→适配→硬件测试；
原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→适配→时序仿真→编程下载→硬件测试
原理图/HDL文本输入→适配→时序仿真→编程下载→功能仿真→综合→硬件测试。

关于综合，从输入设计文件到产生编程文件的顺序正确的是：(B)
．逻辑综合→高层次综合→物理综合；
B. 高层次综合→逻辑综合→物理综合；
C. 物理综合→逻辑综合→高层次综合；
D. 高层次综合→逻辑综合→时序综合；
6. 进程中的信号赋值语句，其信号更新是( C )
A. 按顺序完成；
B. 比变量更快完成；
C. 在进程的挂起时完成；
D. 都不对。

7. 下列不属于VHDL基本程序结构是（A）
A．.CONFIGURATION定义区
B．.ARCHITECTURE定义区
C．USE定义区
D．ENTITY定义区
8.下面对利用原理图输入设计方法进行数字电路系统设计，那一种说法是不正确的_（C）。

A.原理图输入设计方法直观便捷，但不适合完成较大规模的电路系统设计；
B.原理图输入设计方法一般是一种自底向上的设计方法；
C.原理图输入设计方法无法对电路进行功能描述；
D.原理图输入设计方法也可进行层次化设计。

二．简答题（22分）
1. 简述利用EDA技术设计数字系统的特点。

(4分)
2. 什么是信号建立时间?（2分）什么是信号保持时间？（2分）
3. 仿真分为哪几个层次的仿真？（3分）
4. 实验中，对某程序进行编译时出现错误提示：“VHDL Design File “aaa.vhd”must contain an entity of the same name.”（4分）
这是什么原因？如何修改？
5.实验中，如果编译时出现“Can‟t open VHDL “WORK””这样的错误提示。

这又是什么原因，如何修改？（4分）
6.用图示法描述一般时序系统的模型，并作简要说明。

（3分）
三．根据下述VHDL程序段，画出相应的逻辑示意图,并加以简单说明（共10分，每题5分）。

1、Process(clk)
Begin
If (clk =…1‟) then Q<=data; End if;
End process;
2、ENTITY example IS
PORT ( a, b , c, g1, g2a, g2b: IN std_logic;
y: OUT std_logic_vector (7 DOWNTO 0) );
END ENTITY;
ARCHITECTURE behav OF example IS
SIGNAL indata : std_logic_vector(2 DOWNTO 0);
BEGIN
indata<=c & b & a ;
PROCESS( indata, g1, g2a, g2b)
BEGIN
IF (g1='1'and g2a='0' AND g2b='0') THEN
CASE indata IS
WHEN "000"=> y<="11111110";
WHEN "001"=> y<="11111101";
WHEN "010"=> y<="11111011";
WHEN "011"=> y<="11110111";
WHEN "100"=> y<="11101111";
WHEN "101"=> y<="11011111";
WHEN "110"=> y<="10111111";
WHEN "111"=> y<="01111111";
WHEN OTHERS => y<="XXXXXXXX";
END CASE;
ELSE
y<="11111111";
END IF;
END PROCESS;
END behav;
四．综合题（52分）
1. 根据原理图写出相应的VHDL程序：（10分）
2.有一个传输门，根据下述赋值语句和给定的波形，画出对应Z1,Z2，Z3和Z4的波形图。

（4分）
（1）Z1<=Vi ，惯性延时时间为4ns
（2）Z2 <=Vi after 4 ns，惯性延时时间为4ns
（3）Z3 <= TRANSPORT Vi AFTER 3 ns ，惯性延时时间为4ns
（4）Z4<=Vi，传输门的T r=4ns,T f=2ns
3. 根据ASM图画出时序图。

（4分）
4.下面的ASM图含有多少个状态单元，用虚线框加以表示（2分）。

并用双进程状态机描述，请在空白处填入合适语句, 使程序完整正确。

（8分）
Entity traffic is
Port ( reset, clk: in std_logic;
car,timed: in std_logic;
major_green, minor_green:out
std_logic）；
end entity;
Architecture asm of traffic is
Begin
seq: process(reset, clk)
begin
end process;
com: process （present_state, car, timed)
begin
start_timer<=…0‟;
case pressent_state is
when G =>
when R=>
major_green<=…0‟;
minor_green<=…1‟;
if (timed=…1‟) then
next_state<=G;
else next_state<=R;
end if ;
end case;
end process ;
End asm;
5.下图所示电路是某数字系统的控制器。

其中Z是系统数据处理器的状态信号；
C1和C2是控制器输出的控作信号。

试画出该控制器的ASM图。

（10分）
6.试编程实现以下功能。

（14分）
如下图所示，某数字系统有三条输入线分别为CLK、CONTROL和DA TA。

有一条输出应答线READY和8位输出总线Z。

从DATA数据线上输入的是8位串行数据。

串行输入数据从低位到高位依次输入。

当系统准备接受新的数据时READY信号置1，并监视输入信号CONTROL。

当CONTROL线在连续二个时钟周期为1时，系统将READY信号恢复为0。

随后的8个时钟由DA TA线依次输入8位数据。

之后一个时钟，再次将READY 信号置1，并将8为数据并行输出到数据总线Z。

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