EDA技术实用教程-Verilog(第四版)前两章考试复习资料
第一章 EDA 基础知识
1．EDA 技术概念
答：利用EDA技术可以实现专用集成电路ASIC的设计和实现（FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。FPGA和CPLD通常也被称为可编程专用IC，或可编程ASIC。FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC（片上系统）和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。）
2． EDA 技术发展的 3 个阶段（CAD ， CAE ，EDA）
答：（1）20世纪70年代：CAD阶段-CAD概念已见雏形，人们开始利用计算机及取代手工劳动，辅助进行集成电路板图编辑、PCB（印制电路板）布局布线等工作。（2）20世纪80年代：CAE阶段。（3）20世纪90年代：EDA阶段。 3． EDA 技术实现目标
答：利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC或印制电路板（PCB）的设计和实现（图1-1）。
4． EDA 技术实现目标的途径
答：
（1）可编程逻辑器件：；FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。FPGA和CPLD通常也被称为可编程专用IC，或可编程ASIC。FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC（片上系统）和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。
（2） 半定制或全定制ASIC
a:门阵列ASIC
b:标准单元ASIC
(3)混合ASIC
5． 硬件描述语言
答： VHDL、Verilog HDL、SystemVerilog、System C
6． VERILOG HDL的发展过程
（1）含义
（2）创建时间
答：1983年、创建公司：Gateway Design Automation(GDA)
（3） 特点:
答：a：参照C语言的语法设立的（但与C有本质的区别）
b：代码简明扼要，使用灵活，且语法规定不是很严谨，很容易上手。
c：具有很强的电路描述和建模能力。
7． VERILOG HDL 的设计方法 ，分为哪几个阶段
答：
8． 自顶向下，自底向上方法比较
答：自底向上：低效、低可靠性、费时费力、成本高昂。
自顶向下：高效、高可靠性、成本低。
9． EDA（FPGA/CPLD）设计流程 设计输入；综合；适配；时序与功能仿真；编程下载
答：
（1）设计输入(原理图/HDL文本编辑)
答：（a）图形输入
(b) HDL文本输入
（2）综合
（3）适配
（4）时序与功能仿真
（5）编程下载
（6）硬件测试
10． FPGA/CPLD 结构特点
答：利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现；FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。FPGA和CPLD通常也被称为可编程专用IC，或可编程ASIC。FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC（片上系统）和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。
11． ASIC 设计方法
答：
12． ASIC 设计流程
(1)系统规范说明
(2)系统划分
(3)逻辑设计与综合
(4)综合后仿真
(5)版图设计
(6)版图验证
(7)参数提取与后仿真
(8)制版、流片
(9)芯片测试
14． 常用 EDA 工具及功能 答：（1）设计输入编辑器
（2）HDL综合器
（3）仿真器
（4）适配器
（5）下载器
15． IP 核概念
答：IP就是知识产权核或知识产权模块的意思，在EDA技术开发中具有十分重要的地位。
软IP是用Verilog/VHDL等硬件描述语言描述的功能块，但是并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能
固IP是完成了综合的功能块。
硬IP提供设计的最终阶段产品：掩模。
16． 常用缩写的含义：EDA，CAD，CAE，CAM，ASIC，PLD，FPGA/CPLD，VERILOG HDL，IP，SOC，SOPC， RTL，ISP，IEEE 等
答：EDA-Electronic Design Automation、CAD(计算机辅助设计) CAE(计算机辅助工程)、CAM(计算机辅助制造)、
ASIC-Application Specific Integrated Cricuit(专用集成电路)
PLD-Programmable Logic Device(可编程逻辑器件)
FPGA-Filed Programmable Gate Array
CPLD-Complex Programmable Logic Device
HDL-Hardware Description Language
IP-Intellectual Property(知识产权)
SOC-
SOPC-
RTL-
ISP-
IEEE-The Institute of Electrical and Electrics Engineers
第二章 FPGA与CPLDDE的结构原理
1． 基本PLD的结构原理图
2. PLD的发展历程
答：（1）20世纪70年代—熔丝编程PROM和PLA器件
（2）20世纪70年代末—PAL器件（AMD公司推出）
（3）20世纪80年代初—GAL器件（Lattice发明）
（4）20世纪80年代中期—FPGA(Xilinx公司)、EPLD(Altera公司) （5）20世纪80年代末—CPLD(Lattice公司)
（6）20世纪90年代后—SOPC 3. PLD分类
4.简单PLD结构原理
4.1逻辑元件符号表示
4.2PROM结构原理
4.3PLA结构原理
4.4 PAL结构原理
4.4GAL结构原理
（1） 寄存器模式
（2） 复合模式
（3） 简单模式
5. CPLD结构原理
5.1 逻辑阵列阵列块LAB
5.2宏单元
（1） 全局时钟信号
该模式能实现最快的时钟到输出（Clock to Output）性能，这时全局 时钟输入直接连向同一个寄存器的CLK段。
（2） 全局时钟信号由高电平有效的时钟信号使能
这种模式提供每个触发器的时钟使能信号，由于使能用全局时钟，输出速度较快。
（3） 用乘积项实现一个阵列时钟
在这种模式下，触发器由来自隐埋（Embedded）的宏单元或I/O引脚的信号进行钟控，其速度稍慢。
5.3扩展乘积项
5.4可编程逻辑阵列PIA
5.5I/O控制块
6. FPGA的结构原理
6.1 查找表逻辑结构
6.2Cyclone III系列器件的结构原理
7. 硬件测试 7.1 内部逻辑测试 7.2 JTAG边界扫描
7.3 嵌入式逻辑分析仪 8. 大规模PLD 产品概述
8.1 Lattice 公司的PLD 器件
IspLSI 系列器件、MACHXO 系列、MACH4000系列、LatticeSC FPGA 系列、LatticeECP3 FPGA 系列
8.2 Xilinx 公司的PLD 器件
Virtex-6系列FPGA、Spartan-6器件系列、XC9500/XC9500XL 系列CPLD、Xilinx Spartan-3A 系列器件、Xilinx 的IP 核。 8.3 （1） Altera 公司的PLD 器件
Stratix 4/6系列FPGA、Cyclone 4系列FPGA、Cyclone 系列FPGA(低成本FPGA)、Cyclone II 系列FPGA、Cyclone III 系列FPGA、MAX 系列CPLD、MAX II 系列器件、Altera 宏功能块及IP 核。
（2） Altera的FPGA配置方式
9. CPLD/FPGA的编程与配置
9.1 大规模可编程逻辑器件的三种编程工艺
（1）基于电可擦除存储单元的EEPROM或Flash技术。 （2）基于SAM查找表的编程单元。
（3）基于一次性可编程反熔丝编程单元。
9.2 CPLD在系统编程
EDA技术实用教程课后习题答案
第一章 1-1 EDA 技术与ASIC 设计与FPGA 开发有什么关系? 答:利用EDA 技术进行电子系统设计得最后目标就是完成专用集成电路ASIC 得设计与实现;FPGA 与CPLD 就是实现 这一途径得主流器件。FPGA 与CPLD 通常也被称为可编程专用IC,或可编程ASIC。FPGA 与CPLD 得应用就是EDA 技术 有机融合软硬件电子设计技术、SoC(片上系统)与ASIC 设计,以及对自动设计与自动实现最典型得诠释。 1-2 与软件描述语言相比,VHDL 有什么特点? P6 答:编译器将软件程序翻译成基于某种特定CPU 得机器代码,这种代码仅限于这种CPU 而不能移植,并且机器 代码不代表硬件结构,更不能改变CPU 得硬件结构,只能被动地为其特定得硬件电路结构所利用。综合器将VHDL 程序转化得目标就是底层得电路结构网表文件,这种满足VHDL 设计程序功能描述得电路结构,不依赖于任何特定硬 件环境;具有相对独立性。综合器在将VHDL(硬件描述语言)表达得电路功能转化成具体得电路结构网表过程中,具 有明显得能动性与创造性,它不就是机械得一一对应式得“翻译”,而就是根据设计库、工艺库以及预先设置得各类约 束条件,选择最优得方式完成电路结构得设计。 l-3 什么就是综合?有哪些类型?综合在电子设计自动化中得地位就是什么? 什么就是综合? 答:在电子设计领域中综合得概念可以表示为:将用行为与功能层次表达得电子系统转换为低层 次得便于具体实现得模块组合装配得过程。 有哪些类型? 答:(1)从自然语言转换到VHDL 语言算法表示,即自然语言综合。(2)从算法表示转换到寄存器 传输级(RegisterTransport Level,RTL),即从行为域到结构域得综合,即行为综合。(3)从RTL 级表示转换到逻 辑门(包括触发器)得表示,即逻辑综合。(4)从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC 设计),或转换到FPGA 得配置网表 文件,可称为版图综合或结构综合。 综合在电子设计自动化中得地位就是什么? 答:就是核心地位(见图1-3)。综合器具有更复杂得工作环境,综合器 在接受VHDL 程序并准备对其综合前,必须获得与最终实现设计电路硬件特征相关得工艺库信息,以及获得优化综 合得诸多约束条件信息;根据工艺库与约束条件信息,将VHDL 程序转化成电路实现得相关信息。 1-4 在EDA 技术中,自顶向下得设计方法得重要意义就是什么? P7~10 答:在EDA 技术应用中,自顶向下得设计方法,就就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精得过程。 1-5 IP 在EDA 技术得应用与发展中得意义就是什么? P11~12 答:IP 核具有规范得接口协议,良好得可移植与可测试性,为系统开发提供了可靠得保证。 第二章 2-1 叙述EDA 得FPGA/CPLD 设计流程。P13~16 答:1、设计输入(原理图/HDL 文本编辑);2、综合;3、适配;4、时序仿真与功能仿真;5、编程下载;6、硬件测试。 2-2 IP 就是什么?IP 与EDA 技术得关系就是什么? P24~26 IP 就是什么? 答:IP 就是知识产权核或知识产权模块,用于ASIC 或FPGA/CPLD 中得预先设计好得电路功能模块。 IP 与EDA 技术得关系就是什么? 答:IP 在EDA 技术开发中具有十分重要得地位;与EDA 技术得关系分有软IP、 固IP、硬IP:软IP 就是用VHDL 等硬件描述语言描述得功能块,并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能;软IP 通常就是以硬件描述语言HDL 源文件得形式出现。固IP 就是完成了综合得功能块,具有较大得设计深度,以网表文件 得形式提交客户使用。硬IP 提供设计得最终阶段产品:掩模。 2-3 叙述ASIC 得设计方法。P18~19 答:ASIC 设计方法,按版图结构及制造方法分有半定制(Semi-custom)与全定制(Full-custom)两种实现方法。 全定制方法就是一种基于晶体管级得,手工设计版图得制造方法。 半定制法就是一种约束性设计方式,约束得目得就是简化设计,缩短设计周期,降低设计成本,提高设计正确率。 半定制法按逻辑实现得方式不同,可再分为门阵列法、标准单元法与可编程逻辑器件法。 2-4 FPGA/CPLD 在ASIC 设计中有什么用途? P16,18 答:FPGA/CPLD 在ASIC 设计中,属于可编程ASIC 得逻辑器件;使设计效率大为提高,上市得时间大为缩短。 2-5 简述在基于FPGA/CPLD 得EDA 设计流程中所涉及得EDA 工具,及其在整个流程中得作用。P19~23 答:基于FPGA/CPLD 得EDA 设计流程中所涉及得EDA 工具有:设计输入编辑器(作用:接受不同得设计输 入表达方式,如原理图输入方式、状态图输入方式、波形输入方式以及HDL 得文本输入方式。);HDL 综合器(作用: HDL 综合器根据工艺库与约束条件信息,将设计输入编辑器提供得信息转化为目标器件硬件结构细节得信息,并在 数字电路设计技术、化简优化算法以及计算机软件等复杂结体进行优化处理);仿真器(作用:行为模型得表达、 电子系统得建模、逻辑电路得验证及门级系统得测试);适配器(作用:完成目标系统在器件上得布局与布线);下 载器(作用:把设计结果信息下载到对应得实际器件,实现硬件设计)。 第三章 3-1 OLMC(输出逻辑宏单元)有何功能?说明GAL 就是怎样实现可编程组合电路与时序电路得。P34~36 OLMC 有何功能? 答:OLMC 单元设有多种组态,可配置成专用组合输出、专用输入、组合输出双向口、寄存器 输出、寄存器输出双向口等。 说明GAL 就是怎样实现可编程组合电路与时序电路得? 答:GAL(通用阵列逻辑器件)就是通过对其中得OLMC (输出逻辑宏单元)得编程与三种模式配置(寄存器模式、复合模式、简单模式),实现组合电路与时序电路设计 得。 3-2 什么就是基于乘积项得可编程逻辑结构? P33~34,40 答:GAL、CPLD 之类都就是基于乘积项得可编程结构;即包含有可编程与阵列与固定得或阵列得PAL(可编程阵
EDA技术实用教程-VHDL版课后答案
第一章 1-1 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系? P3~4 答：利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现；FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。FPGA和CPLD通常也被称为可编程专用IC，或可编程ASIC。FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC（片上系统）和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。 1-2与软件描述语言相比，VHDL有什么特点? P6 答：编译器将软件程序翻译成基于某种特定CPU的机器代码，这种代码仅限于这种CPU而不能移植，并且机器代码不代表硬件结构，更不能改变CPU的硬件结构，只能被动地为其特定的硬件电路结构所利用。综合器将VHDL 程序转化的目标是底层的电路结构网表文件，这种满足VHDL设计程序功能描述的电路结构，不依赖于任何特定硬件环境；具有相对独立性。综合器在将VHDL(硬件描述语言)表达的电路功能转化成具体的电路结构网表过程中，具有明显的能动性和创造性，它不是机械的一一对应式的“翻译”，而是根据设计库、工艺库以及预先设置的各类约束条件，选择最优的方式完成电路结构的设计。 l-3什么是综合?有哪些类型?综合在电子设计自动化中的地位是什么? P5 什么是综合? 答：在电子设计领域中综合的概念可以表示为：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。 有哪些类型? 答：(1)从自然语言转换到VHDL语言算法表示，即自然语言综合。(2)从算法表示转换到寄存器传输级(RegisterTransport Level，RTL)，即从行为域到结构域的综合，即行为综合。(3)从RTL级表示转换到逻辑门(包括触发器)的表示，即逻辑综合。(4)从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC设计)，或转换到FPGA的配置网表文件，可称为版图综合或结构综合。 综合在电子设计自动化中的地位是什么? 答：是核心地位（见图1-3）。综合器具有更复杂的工作环境，综合器在接受VHDL程序并准备对其综合前，必须获得与最终实现设计电路硬件特征相关的工艺库信息，以及获得优化综合的诸多约束条件信息；根据工艺库和约束条件信息，将VHDL程序转化成电路实现的相关信息。 1-4在EDA技术中，自顶向下的设计方法的重要意义是什么? P7~10 答：在EDA技术应用中，自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程。 1-5 IP在EDA技术的应用和发展中的意义是什么? P11~12 答：IP核具有规范的接口协议，良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。 第二章 2-1 叙述EDA的FPGA/CPLD设计流程。P13~16 答：1.设计输入(原理图/HDL文本编辑)；2.综合；3.适配；4.时序仿真与功能仿真；5.编程下载；6.硬件测试。 2-2 IP是什么?IP与EDA技术的关系是什么? P24~26 IP是什么? 答：IP是知识产权核或知识产权模块，用于ASIC或FPGA/CPLD中的预先设计好的电路功能模块。 IP与EDA技术的关系是什么?答：IP在EDA技术开发中具有十分重要的地位；与EDA技术的关系分有软IP、固IP、硬IP：软IP是用VHDL等硬件描述语言描述的功能块，并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能；软IP 通常是以硬件描述语言HDL源文件的形式出现。固IP是完成了综合的功能块，具有较大的设计深度，以网表文件的形式提交客户使用。硬IP提供设计的最终阶段产品：掩模。 2-3 叙述ASIC的设计方法。P18~19 答：ASIC设计方法,按版图结构及制造方法分有半定制(Semi-custom)和全定制(Full-custom)两种实现方法。 全定制方法是一种基于晶体管级的，手工设计版图的制造方法。 半定制法是一种约束性设计方式，约束的目的是简化设计，缩短设计周期，降低设计成本，提高设计正确率。半定制法按逻辑实现的方式不同，可再分为门阵列法、标准单元法和可编程逻辑器件法。 2-4 FPGA/CPLD在ASIC设计中有什么用途? P16,18 答：FPGA/CPLD在ASIC设计中，属于可编程ASIC的逻辑器件；使设计效率大为提高，上市的时间大为缩短。 2-5 简述在基于FPGA/CPLD的EDA设计流程中所涉及的EDA工具，及其在整个流程中的作用。 P19~23答：基于FPGA/CPLD的EDA设计流程中所涉及的EDA工具有：设计输入编辑器（作用：接受不同的设计输
数字系统设计与verilog HDL课程设计
数字系统设计与verilog HDL课程设计 设计题目：实用多功能数字钟 专业：电子信息科学与技术 班级：0313410 学号：031341025 姓名：杨存智 指导老师：黄双林
摘要 本课程设计利用QuartusII软件Verilog VHDL语言的基本运用设计一个多功能数字钟，经分析采用模块化设计方法，分别是顶层模块、alarm、alarm_time、counter_time、clk50mto1、led、switch、bitel、adder、sound_ddd、sound_ddd_du模块，再进行试验设计和软件仿真调试，分别实现时分秒计时、闹钟闹铃、时分秒手动校时、时分秒清零，时间保持和整点报时等多种基本功能。 单个模块调试达到预期目标，再将整体模块进行试验设计和软件仿真调试，已完全达到分块模式设计功能，并达到设计目标要求。 关键字：多功能数字钟、Verilog、模块、调试、仿真、功能
目录 1．课程设计的目的及任务............................................................. 错误！未定义书签。 1.1 课程设计的目的 (3) 1.2 课程设计的任务与要求 (4) 2．课程设计思路及其原理 (4) 3．QuartusII软件的应用 (5) 3.1工程建立及存盘 (5) 3.2工程项目的编译 (5) 3.3时序仿真 (6) 4．分模块设计、调试、仿真与结果分析 (7) 4.1 clk50mto1时钟分频模块 (7) 4.2 adder加法器模块 (7) 4.3 hexcounter16 进制计数器模块 (7) 4.4 counter_time 计时模块 (8) 4.5 alarm闹铃模块 (8) 4.6 sound_ddd嘀嘀嘀闹铃声模块 (9) 4.7 sound_ddd_du嘀嘀嘀—嘟声音模块 (9) 4.8 alarm_time闹钟时间设定模块 (10) 4.9 bitsel将输出解码成时分秒选择模块 (10) 4.10 switch去抖模块 (11) 4.11 led译码显示模块 (11) 4.12 clock顶层模块 (12) 5．实验总结 (13) 5．1调试中遇到的问题及解决的方法 (13) 5.2实验中积累的经验 (14) 5.3心得体会 (14) 6．参考文献 (14) 1.1 课程设计的目的 通过课程设计的锻炼，要求学生掌握V erilog HDL语言的一般设计方法，掌握VerilogHDL语言的基本运用，具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，基于实践、源于实践，实践出真知，实践检验真理，培养学生的
EDA技术实用教程(第四版)习题答案
《EDA技术实用教程(第四版)》习题 3 习题 3-1 画出与以下实体描述对应的原理图符号元件: ENTITY buf3s IS --实体1:三态缓冲器 PORT(input:IN STD_LOGIC; --输入端 enable:IN STD_LOGIC; --使能端 output:OUT STD_LOGIC); --输出端 END buf3s ; ENTITY mux21 IS --实体2: 2选1多路选择器 PORT(in0, in1,sel: IN STD_LOGIC; output:OUT STD_LOGIC); 3-2 图3-16所示的是4选1多路选择器,试分别用IF_THEN语句和CASE语句的表达方式写出此电路的VHDL程序,选择控制信号s1和s0的数据类型为STD_LOGIC_VECTOR;当s1=’0’,s0=’0’；s1=’0’,s0=’1’；s1=’1’,s0=’0’和s1=’1’,s0=’1’时,分别执行y<=a、y<=b、y<=c、y<=d。 图3-16 4选1多路选择器 --解1：用IF_THEN语句实现4选1多路选择器 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; mux21 in0 output in1 sel buf3s input output enable
ENTITY mux41 IS PORT (a,b,c,d: IN STD_LOGIC; s0: IN STD_LOGIC; s1: IN STD_LOGIC; y: OUT STD_LOGIC); END ENTITY mux41; ARCHITECTURE if_mux41 OF mux41 IS SIGNAL s0s1 : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--定义标准逻辑位矢量数据BEGIN s0s1<=s1&s0; --s1相并s0,即s1与s0并置操作 PROCESS(s0s1,a,b,c,d) BEGIN IF s0s1 = "00" THEN y <= a; ELSIF s0s1 = "01" THEN y <= b; ELSIF s0s1 = "10" THEN y <= c; ELSE y <= d; END IF; END PROCESS; END ARCHITECTURE if_mux41; --解2：用CASE语句实现4选1多路选择器 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY mux41 IS PORT (a,b,c,d: IN STD_LOGIC; s0: IN STD_LOGIC; s1: IN STD_LOGIC; y: OUT STD_LOGIC); END ENTITY mux41; ARCHITECTURE case_mux41 OF mux41 IS SIGNAL s0s1 : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--定义标准逻辑位矢量数据类型BEGIN s0s1<=s1&s0; --s1相并s0,即s1与s0并置操作 PROCESS(s0s1,a,b,c,d) BEGIN CASE s0s1 IS --类似于真值表的case语句 WHEN "00" => y <= a; WHEN "01" => y <= b; WHEN "10" => y <= c; WHEN "11" => y <= d; WHEN OTHERS =>NULL ; END CASE; END PROCESS; END ARCHITECTURE case_mux41;
中南大学EDA VerilogHDL试题 附答案
一、填空题（10分,每小题1分） 1.用EDA技术进行电子系统设计的目标是最终完成的设计与实现。 2.可编程器件分为和。 3.随着EDA技术的不断完善与成熟，的设计方法更多的被应用于 Verilog HDL设计当中。 4.目前国际上较大的PLD器件制造公司有和公司。 5.完整的条件语句将产生电路，不完整的条件语句将产生电路。 6.阻塞性赋值符号为，非阻塞性赋值符号为。 二、选择题(10分，每小题2分) 1.大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对FPGA结构与工作原理的描述 中，正确的是。 A．FPGA全称为复杂可编程逻辑器件； B．FPGA是基于乘积项结构的可编程逻辑器件； C．基于SRAM的FPGA器件，在每次上电后必须进行一次配置； D．在Altera公司生产的器件中，MAX7000系列属FPGA结构。 2.基于EDA软件的FPGA / CPLD设计流程为：原理图/HDL文本输入→综合 →_____→→适配→编程下载→硬件测试。正确的是。 ①功能仿真②时序仿真③逻辑综合④配置⑤分配管脚 A．③①B．①⑤C．④⑤D．④② 3.子系统设计优化，主要考虑提高资源利用率减少功耗（即面积优化），以及提高运行 速度（即速度优化）；指出下列哪些方法是面积优化。 ①流水线设计②资源共享③逻辑优化④串行化⑤寄存器配平⑥关键路径法 A．①③⑤B．②③④C．②⑤⑥D．①④⑥ 4.下列标识符中，__________是不合法的标识符。 A．9moon B．State0 C．Not_Ack_0 D．signall 5.下列语句中，不属于并行语句的是：_______ A．过程语句B．assign语句C．元件例化语句D．case语句 三、EDA名词解释（10分）
EDA技术实用教程第五版第13章习题答案
13-1进程有哪几种主要类型？不完全组合进程是 由什么原因引起的？有什么特点？如何避免？ 解：两种： （1） begin 顺序语句 end process （2） begin wait 语句； 顺序语句 end process 两个的主要不同就在于敏感信号的不同 13-2比较CASE 语句与WITH_SELECT 语句，叙述它 们的异同点。并用WITH_SELECT_WHEN 语句描述4个16位至1个16位输出的4选1多路选择器。 答：①相同点：CASE 语句中各子句的条件不能有重叠，必须包容所有的条件；WITH_SECLECT 语句也不允许选择值有重叠现象，也不允许选择值涵盖不全的情况。另外，两者对子句各选择值的测试都具有同步性，都依赖于敏感信号的变化。 不同点：CASE 语句只能在进程中使用，至少包含一个条件语句，可以有多个赋值目标；WITH_SECLECT 语句根据满足的条件，对信号进行赋值，其赋值目标只有一个，且必须是信号。 ②LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY mux IS PORT( dina : IN STD_LOGIC_VECTOR(0 to 15); dinb : IN STD_LOGIC_VECTOR(0 to 15); dinc : IN STD_LOGIC_VECTOR(0 to 15); dind : IN STD_LOGIC_VECTOR(0 to 15); sel: IN STD_LOGIC_VECTOR(0 to 1); dout : OUT STD_LOGIC_VECTOR(0 to 15)); END mux; ARCHITECTURE rtl OF mux IS BEGIN with sel select dout<=dina WHEN "00", dinb WHEN "01", dinc WHEN "10", dind WHEN "11", "ZZZZZZZZZZZZZZZZ" when others; END rtl; 13-3 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，该语句咋么实现敏感信号的检测？ 解：因为信号赋值语句的共同点是赋值目标必须都是信号，所有赋值语句与其它并行语句一样，在结构体内的执行是同时发生的，与它们的书写顺序没有关系，所以每一信号赋值语句都相当于一条缩写的进程语句。由于这条语句的所有输入信号都被隐性地列入此缩写进程的敏感信号表中，故任何信号的变化都将相关并行语句的赋值操作，这样就实现了敏感信号的检测。 13-4 在STRING,TIME ，REAL,BIT 数据类型中，VHDL 综合器支持哪些类型？ 答：VHDL 支持BIT 类型和STRING 类型，其他属于用户定义的数据类型不能综合 13-5 判断下列VHDL 标识符是否合法，如果有误 则指出原因16#0FA#，10#12F#，8#789#，8#356#，2#0101010#，74HC245，\74HC574\，CLR/RESET ，\IN 4/SCLK\， D100%。 答：识符用法规定：（1）只能包含英文字母，数字，下划线（2）标识符的首字符只能是字母。故： （1）16#0FA#错在首字符是数字，且包含非法字符“#“。 10#12F#、8#789#，8#356#，2#0101010#，74HC245也是犯同一错误。 （2）\74HC574\,CLR/RESET,\IN4/SCLK\,D100%都 是非法,包含非法字符…. 13-6 数据类型BIT,INTEGER 和BOOLEAN 分别定义 在那个库中？哪些库和程序包总是可见的？ 答：BIT 定义在IEEE 库中，INTEGER 和BOOLEAN 定义在STD 库中，除了STD 库和WORK 库外，IEEE 库面向ASIC 的库和用户自定义的库及其中的包集合 13-7 函数与过程的设计与功能有什么区别? 调用上有什么区别? 1.函数的定义由函数首和函数体两部分组成，在进程或结构体中不必定义函数首，而在程序包中必须定义函数首。 过程也由过程首和过程体构成，在进程或结构体中不必定义过程首，而在过程包中必须定义过程首。 2.函数是串行，过程是串行。 3区别：(1)参数表的区别。函数的参数表是用来定义输出值的，所以不必以显式表示参数的方向；过程的参数表可以对常数、变量和信号三类数据对象目标作出说明，并用关键词IN 、OUT 和INOUT 定
《EDA技术与Verilog_HDL》清华第2版习题1
第章EDA技术概述
1-1 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系？FPGA在ASIC设计中有什么用途？ 答：EDA技术进行电子系统设计的最后目标，是完成专用集成电路（ASIC）的设计和实现，FPGA是实现这一途径的主流器件，它们的特点是直接面向用户、具有极大的灵活性和通用性、使用方便、硬件测试和实现快捷、开发效率高、成本低、上市时间短、技术维护简单、工作可靠性好等。FPGA的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。 1-2 与软件描述语言相比，Verilog有什么特点？ 答：Verilog语言的特点： （1）按照设计目的，Verilog程序可以划分为面向仿真和面向综合两类，而可综合的Verilog程序能分别面向FPGA和ASIC开发两个领域。 （2）能在多个层次上对所设计的系统加以描述，从开关级、门级、寄存器传输级（RTL）至行为级都可以加以描述。 （3）灵活多样的电路描述风格。
1-3 什么是综合？有哪些类型？综合在电子设计自动化中的地位是什么？答：综合（Synthesis），就其字面含义应该是：把抽象的实体结合成单个或统一的实体。 在电子设计领域，综合的概念可以表述为：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。 （1）从自然语言转换到Verilog语言算法表述，即自然语言综合。 （2）从算法表述转换到寄存器传输级（Register Transport Level，RTL）表述，即从行为域到结构域的综合，也称行为综合。 （3）从RTL级表述转换到逻辑门（包括触发器）的表述，即逻辑综合。（4）从逻辑门表述转换到版图级表述（如ASIC设计），或转换到FPGA的配置网表文件，可称为版图综合或结构综合。 综合器就是能够将一种设计表述形式自动向另一种设计表述形式转换的计算机程序，或协助进行手工转换的程序。它可以将高层次的表述转化为低层次的表述，可以将行为域转化为结构域，可以将高一级抽象的电路描述（如算法级）转化为低一级的电路描述（如门级），并可以用某种特定的“技术”（如CMOS）实现。
EDA技术使用教程课后答案
第二章 2-1 叙述EDA的FPGA/CPLD设计流程。P13~16 答：1.设计输入(原理图/HDL文本编辑)；2.综合；3.适配；4.时序仿真与功能仿真；5.编程下载；6.硬件测试。2-2 IP是什么?IP与EDA技术的关系是什么? P24~26 IP是什么? 答：IP是知识产权核或知识产权模块，用于ASIC或FPGA/CPLD中的预先设计好的电路功能模块。 IP与EDA技术的关系是什么?答：IP在EDA技术开发中具有十分重要的地位；与EDA技术的关系分有软IP、固IP、硬IP：软IP是用VHDL等硬件描述语言描述的功能块，并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能；软IP 通常是以硬件描述语言HDL源文件的形式出现。固IP是完成了综合的功能块，具有较大的设计深度，以网表文件的形式提交客户使用。硬IP提供设计的最终阶段产品：掩模。 2-3 叙述ASIC的设计方法。P18~19 答：ASIC设计方法,按版图结构及制造方法分有半定制(Semi-custom)和全定制(Full-custom)两种实现方法。 全定制方法是一种基于晶体管级的，手工设计版图的制造方法。 半定制法是一种约束性设计方式，约束的目的是简化设计，缩短设计周期，降低设计成本，提高设计正确率。半定制法按逻辑实现的方式不同，可再分为门阵列法、标准单元法和可编程逻辑器件法。 2-4 FPGA/CPLD在ASIC设计中有什么用途? P16,18 答：FPGA/CPLD在ASIC设计中，属于可编程ASIC的逻辑器件；使设计效率大为提高，上市的时间大为缩短。2-5 简述在基于FPGA/CPLD的EDA设计流程中所涉及的EDA工具，及其在整个流程中的作用。P19~23答：基于FPGA/CPLD的EDA设计流程中所涉及的EDA工具有：设计输入编辑器（作用：接受不同的设计输入表达方式，如原理图输入方式、状态图输入方式、波形输入方式以及HDL的文本输入方式。）；HDL综合器（作用：HDL综合器根据工艺库和约束条件信息，将设计输入编辑器提供的信息转化为目标器件硬件结构细节的信息，并在数字电路设计技术、化简优化算法以及计算机软件等复杂结体进行优化处理）；仿真器（作用：行为模型的表达、电子系统的建模、逻辑电路的验证及门级系统的测试）；适配器（作用：完成目标系统在器件上的布局和布线）；下载器（作用：把设计结果信息下载到对应的实际器件，实现硬件设计）。 第三章 3-1 OLMC（输出逻辑宏单元）有何功能?说明GAL是怎样实现可编程组合电路与时序电路的。P34~36 OLMC有何功能? 答：OLMC单元设有多种组态，可配置成专用组合输出、专用输入、组合输出双向口、寄存器输出、寄存器输出双向口等。 说明GAL是怎样实现可编程组合电路与时序电路的? 答：GAL（通用阵列逻辑器件）是通过对其中的OLMC （输出逻辑宏单元）的编程和三种模式配置（寄存器模式、复合模式、简单模式），实现组合电路与时序电路设计的。 3-2 什么是基于乘积项的可编程逻辑结构? P33~34，40 答：GAL、CPLD之类都是基于乘积项的可编程结构；即包含有可编程与阵列和固定的或阵列的PAL（可编程阵列逻辑）器件构成。 3-3 什么是基于查找表的可编程逻辑结构? P40~41 答：FPGA（现场可编程门阵列）是基于查找表的可编程逻辑结构。 3-4 FPGA系列器件中的LAB有何作用? P43~45 答：FPGA（Cyclone/Cyclone II）系列器件主要由逻辑阵列块LAB、嵌入式存储器块（EAB）、I/O单元、嵌入式硬件乘法器和PLL等模块构成；其中LAB（逻辑阵列块）由一系列相邻的LE（逻辑单元）构成的；FPGA可编程资源主要来自逻辑阵列块LAB。 3-5 与传统的测试技术相比，边界扫描技术有何优点? P47~50 答：使用BST（边界扫描测试）规范测试，不必使用物理探针，可在器件正常工作时在系统捕获测量的功能数
EDA技术与Verilog HDL技术实验报告
EDA技术与Verilog HDL技术实验报告 班级：09电信实验班姓名：虞鸿鸣组别:Q09610137 实验：交通灯控制 一、实验目的： 1、运用Verilog HDL综合编辑软件实现相应功能； 2、进一步使用EDA技术解决实际问题； 3、进一步使用EDA工具箱，提高对硬件电路的认识。 二、实验仪器 PC计算机、EDA实验工具箱 三、简要原理 1. 能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态 用两组红、黄、绿三色灯作为两个方向的红、黄、绿灯。变化规律为：东西绿灯，南北红灯→东西黄灯，南北红灯→东西红灯，南北绿灯→东西红灯，南北黄灯→东西绿灯，南北红灯……依次循环。 2. 能实现正常的倒计时功能 用两组数码管作为东西和南北方向的允许或通行时间的倒计时显示，显示时间为红灯45秒、绿灯40秒、黄灯5秒。 3. 能实现紧急状态处理的功能 (1) 出现紧急状态（例如消防车，警车执行特殊任务时要优先通行）时，两路上所有车禁止通行，红灯全亮； (2) 显示到计时的两组数码管闪烁； (3) 计数器停止计数并保持在原来的状态； (4) 特殊状态解除后能返回原来状态继续运行。 4. 能实现系统复位功能 系统复位后，东西绿灯，南北红灯，东西计时器显示40秒，南北显示45秒。 5. 用VHDL语言设计符合上述功能要求的交通灯控制器，并用层次化设计方法设计该电路。 6. 控制器、置数器的功能用功能仿真的方法验证，可通过有关波形确认电
路设计是否正确。 7. 完成电路全部设计后，通过系统实验箱下载验证设计课题的正确性。 四、设计思路 EN、CLK、RST、URGEN分别为使能信号、时钟信号、复位信号和紧急情况信号； num1,num2分别为东西方向的倒计时和南北方向的倒计时，两个八位数码管，硬件接有译码芯片； light1,light2分别为东西方向的交通灯和南北方向的交通灯中红、黄、绿三色位置； tim1,tim2分别为东西和南北方向的交通的灯控制信号，高电平时有效； pb1,pb2分别为寄存紧急情况前交通灯状态变量的标志信号，高电平有效； state1，state2分别为东西、南北方向的交通灯状态信号，每个方向有三种状态，即00、01、11； 五、源代码及注析 module TRAFFIC_LI(EN,CLK,RST,URGEN,num1,num2,light1,light2); input EN,CLK,RST,URGEN;//EN、CLK、RST、URGEN分别为使能信号、时钟信号、复位信号和紧急情况信号 output[7:0] num1,num2;//num1,num2分别为东西方向的倒计时和南北方向的倒计时，两个八位数码管，硬件接有译码芯片 output[2:0] light1,light2;//light1,light2分别为东西方向的交通灯和南北方向的交通灯中红、黄、绿三色位置 reg tim1,tim2,pb1,pb2;//tim1,tim2分别为东西和南北方向的交通的灯控制信号，高电平时有效 //pb1,pb2分别为寄存紧急情况前交通灯状态变量的标志信号，高电平有效 reg[1:0]state1,state2;//state1，state2分别为东西、南北方向的交通灯状态信号，每个方向有三种状态，即00、01、11 reg[2:0]light1,light2,light3,light4;//light3,light4用以寄存紧急情况前交通灯
EDA技术实用教程课后习题答案
第一章 1-1 EDA 技术与 ASIC 设计和 FPGA 开发有什么关系 答：利用 EDA 技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路 ASIC 的设计和实现；FPGA 和 CPLD 是实现 这一途径的主流器件。FPGA 和 CPLD 通常也被称为可编程专用 IC，或可编程 ASIC。FPGA 和 CPLD 的应用是 EDA 技术 有机融合软硬件电子设计技术、SoC（片上系统）和 ASIC 设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。 1-2 与软件描述语言相比，VHDL 有什么特点 P6 答：编译器将软件程序翻译成基于某种特定 CPU 的机器代码，这种代码仅限于这种 CPU 而不能移植，并且机器 代码不代表硬件结构，更不能改变 CPU 的硬件结构，只能被动地为其特定的硬件电路结构所利用。综合器将 VHDL 程序转化的目标是底层的电路结构网表文件，这种满足 VHDL 设计程序功能描述的电路结构，不依赖于任何特定硬 件环境；具有相对独立性。综合器在将 VHDL(硬件描述语言)表达的电路功能转化成具体的电路结构网表过程中，具 有明显的能动性和创造性，它不是机械的一一对应式的“翻译”，而是根据设计库、工艺库以及预先设置的各类约 束条件，选择最优的方式完成电路结构的设计。 l-3 什么是综合有哪些类型综合在电子设计自动化中的地位是什么 什么是综合答：在电子设计领域中综合的概念可以表示为：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。 有哪些类型答：(1)从自然语言转换到 VHDL 语言算法表示，即自然语言综合。(2)从算法表示转换到寄存器 传输级(RegisterTransport Level，RTL)，即从行为域到结构域的综合，即行为综合。(3)从 RTL 级表示转换到逻 辑门(包括触发器)的表示，即逻辑综合。(4)从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC 设计)，或转换到 FPGA 的配置网表 文件，可称为版图综合或结构综合。 综合在电子设计自动化中的地位是什么答：是核心地位（见图1-3）。综合器具有更复杂的工作环境，综合器 在接受 VHDL 程序并准备对其综合前，必须获得与最终实现设计电路硬件特征相关的工艺库信息，以及获得优化综 合的诸多约束条件信息；根据工艺库和约束条件信息，将 VHDL 程序转化成电路实现的相关信息。 1-4 在 EDA 技术中，自顶向下的设计方法的重要意义是什么 P7~10答：在 EDA 技术应用中，自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程。 1-5 IP 在 EDA 技术的应用和发展中的意义是什么 P11~12 答：IP 核具有规范的接口协议，良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。 第二章 2-1 叙述 EDA 的 FPGA/CPLD 设计流程。 P13~16 答：1.设计输入(原理图/HDL 文本编辑)；2.综合；3.适配；4.时序仿真与功能仿真；5.编程下载；6.硬件测试。 2-2 IP 是什么IP 与 EDA 技术的关系是什么 P24~26 IP 是什么答：IP 是知识产权核或知识产权模块，用于 ASIC 或FPGA/CPLD 中的预先设计好的电路功能模块。 IP 与 EDA 技术的关系是什么答：IP 在 EDA 技术开发中具有十分重要的地位；与 EDA 技术的关系分有软 IP、 固 IP、硬 IP：软 IP 是用 VHDL 等硬件描述语言描述的功能块，并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能；软 IP 通常是以硬件描述语言 HDL 源文件的形式出现。固 IP 是完成了综合的功能块，具有较大的设计深度，以网表文件 的形式提交客户使用。硬 IP 提供设计的最终阶段产品：掩模。 2-3 叙述 ASIC 的设计方法。 P18~19 答：ASIC 设计方法,按版图结构及制造方法分有半定制(Semi-custom)和全定制(Full-custom)两种实现方法。 全定制方法是一种基于晶体管级的，手工设计版图的制造方法。
《EDA技术实用教程(第五版)》习题答案(第1-10章)
《EDA技术实用教程(第五版)》习题 1 习题 1-1EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系？FPGA在ASIC设计中有什么用途？P3~4 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系？答：利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现；FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC（片上系统）和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。 FPGA在ASIC设计中有什么用途？答：FPGA和CPLD通常也被称为可编程专用IC，或可编程ASIC。FPGA实现ASIC设计的现场可编程器件。 1-2 与软件描述语言相比，VHDL有什么特点? P4~6 答：编译器将软件程序翻译成基于某种特定CPU的机器代码，这种代码仅限于这种CPU 而不能移植，并且机器代码不代表硬件结构，更不能改变CPU的硬件结构，只能被动地为其特定的硬件电路结构所利用。 综合器将VHDL程序转化的目标是底层的电路结构网表文件，这种满足VHDL设计程序功能描述的电路结构，不依赖于任何特定硬件环境；具有相对独立性。综合器在将VHDL(硬件描述语言)表达的电路功能转化成具体的电路结构网表过程中，具有明显的能动性和创造性，它不是机械的一一对应式的“翻译”，而是根据设计库、工艺库以及预先设置的各类约束条件，选择最优的方式完成电路结构的设计。 l-3什么是综合?有哪些类型?综合在电子设计自动化中的地位是什么?P6 什么是综合? 答：在电子设计领域中综合的概念可以表示为：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。 有哪些类型?答：(1)从自然语言转换到VHDL语言算法表示，即自然语言综合。(2)从算法表示转换到寄存器传输级(RegisterTransport Level，RTL)，即从行为域到结构域的综合，即行为综合。(3)从RTL级表示转换到逻辑门(包括触发器)的表示，即逻辑综合。(4)从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC设计)，或转换到FPGA的配置网表文件，可称为版图综合或结构综合。 综合在电子设计自动化中的地位是什么?答：是核心地位（见图1-3）。综合器具有更复杂的工作环境，综合器在接受VHDL程序并准备对其综合前，必须获得与最终实现设计电路硬件特征相关的工艺库信息，以及获得优化综合的诸多约束条件信息；根据工艺库和约束条件信息，将VHDL程序转化成电路实现的相关信息。 1-4 在EDA技术中，自顶向下的设计方法的重要意义是什么? P8~10 答：在EDA技术应用中，自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程。 1-5 IP在EDA技术的应用和发展中的意义是什么? P23~25 答：IP核具有规范的接口协议，良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。 1-6叙述EDA的FPGA/CPLD设计流程，以及涉及的EDA工具及其在整个流程中的作用。(P12~14) 答：1.设计输入(原理图/HDL文本编辑)(EDA设计输入器将电路系统以一定的表达方式输入计算机)；2.综合(EDA综合器就是将电路的高级语言(如行为描述)转换成低级的，可与FPGA／CPLD的基本结构相映射的网表文件或程序。)；3.适配(EDA适配器的功能是将
eda技术与veriloghdl实验报告
EDA技术与Verilog HDL 实验报告 学生姓名：樊奇峰 学生学号： 所在班级：10级电科（2）班 实验老师：陈亮亮 实验地点地点：理工楼
实验一 EDA实验箱使用 一．实验目的 1．GW48教学实验系统原理与使用介绍 2．熟悉QuartusII两种输入方式下编译、仿真简单的组合电路。 二．实验内容 首先了解GW48系统使用注意事项以及GW48系统主板结构与使用方法，接着对各实验电路结构图特点与适用范围简述。最后在QuartusII界面下，用文本输入和图形输入分别验证七选一多路选择器的功能。 三．程序清单 文本输入如下所示： module mux71(a,b,c,d,e,f,g,s,y); input a,b,c,d,e,f,g; output y; input [2:0] s; reg y ; always @(a,b,c,d,e,f,g,s) case (s) 0: y<=a; 1: y<=b; 2: y<=c; 3: y<=d; 4: y<=e; 5: y<=f; 6: y<=g; default: y<=a; endcase
endmodule 图形输入如下所示： 四、实验步骤 1、新建一个名称为MUX71a的工程，并在该文件夹中新建一个的文件。 2、编译代码，编译成功后进行第三步，若不成功则查改代码中的错误。 3、在工程文件夹中新建一个的波形文件，导入工程端口，设置输入波形，仿真得出输出端口波形。 4、验证输出端口波形是否达到七选一多路选择器的功能。 五、实验数据 仿真波形如下图所示。 六、实验小结 通过对EDA实验箱使用，了解了GW48教学实验系统原理与使用介绍；
EDA技术与verilog语言练习题
设计示范和上机习题 练习一．简单的组合逻辑设计 //(方法一)： //---------------文件名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 //(方法二)： module compare(equal,a,b); input a,b; output equal; reg equal; always @(a or b) if(a==b) //a等于b时，equal输出为1； equal =1; else //a不等于b时，equal输出为0。 equal = 0; //思考：如果不写else 部分会产生什么逻辑？ endmodule //------------------------------------------------------------- //----------测试模块源代码(方法之一)： `timescale 1ns/1ns // 定义时间单位。 `include "./compare.v"//包含模块文件。在有的仿真调试环境中并不需要此语句。 //而需要从调试环境的菜单中键入有关模块文件的路径和名称module t; reg a,b; wire equal; initial // initial常用于仿真时信号的给出。 begin a=0; b=0; #100 a=0; b=1; #100 a=1; b=1; #100 a=1; b=0; #100 a=0; b=0;