一、選擇題1．在VHDL語言中，下列對進程（PROCESS）語句的語句結構及語法規(guī)則的描述中不正確的是C。A.PROCESS為一無限循環(huán)語句；敏感信號發(fā)生更新時啟動進程，執(zhí)行完成后，等待下一次進程啟動。B.敏感信號參數(shù)表中，不一定要列出進程中使用的所有輸入信號；C.進程由說明部分、結構體部分、和敏感信號三部分組成；（進程由聲明語句、順序語句、敏感信號列表組成）D.當前進程中聲明的變量不可用于其他進程。2.在一個VHDL設計中idata是一個信號，數(shù)據(jù)類型為integer，數(shù)據(jù)范圍0到127，下面哪個賦值語句是正確的是C。（信號賦值符號<=）A.idata:=32;B.idata<=16#A0#;（十進制數(shù)為:10*16=160，idata范圍為0~127）C.idata<=16#7#E1；（十進制數(shù)為:7*16^1=112)D.idata:=B#1010#;3.大規(guī)模可編程器件主要有FPGA、CPLD兩類，下列對FPGA結構與工作原理的描述中，正確的是C。A．FPGA是基于乘積項結構的可編程邏輯器件;(FPGA芯片基于查找表的可編程邏輯結構）B.FPGA是全稱為復雜可編程邏輯器件;(FPGA現(xiàn)場可編程邏輯門陣列，CPLD才是復雜可編程邏輯器件）C.基于SRAM的FPGA器件，在每次上電后必須進行一次配置;D.在Altera公司生產(chǎn)的器件中，MAX7000系列屬FPGA結構。(MAX7000系列屬CPLD結構)4．進程中的變量賦值語句，其變量更新是A（變量（variable）是立即完成的，信號（signal)有延時）A.立即完成;B.按順序完成;C.在進程的最后完成;D.都不對。5.VHDL語言是一種結構化設計語言；一個設計實體（電路模塊）包括實體與結構體兩部分，結構體描述D。（結構體實現(xiàn)實體的功能，通過對實體的邏輯功能進行描述）A.器件外部特性;B，器件的綜合約束;C．器件外部特性與內(nèi)部功能;D．器件的內(nèi)部功能。6.IP核在EDA技術和開發(fā)中具有十分重要的地位；提供用VHDL等硬件描述語言描述的功能塊，但不涉及實現(xiàn)該功能塊的具體電路的IP核為。AA.軟IPB.固IPC.硬IPD.都不是7.綜合是EDA設計流程的關鍵步驟，在下面對綜合的描述中，D是錯誤的。A.綜合就是把抽象設計層次中的一種表示轉(zhuǎn)化成另一種表示的過程；B.綜合就是將電路的高級語言轉(zhuǎn)化成低級的，可與FPGA/CPLD的基本結構相映射的網(wǎng)表文件；C.為實現(xiàn)系統(tǒng)的速度、面積、性能的要求，需要對綜合加以約束，稱為綜合約束；D.綜合可理解為，將軟件描述與給定的硬件結構用電路網(wǎng)表文件表示的映射過程，并且這種映射關系是唯一的（即綜合結果是唯一的）。8.大規(guī)?？删幊唐骷饕蠪PGA、CPLD兩類，下列對FPGA結構與工作原理的描述中，正確的是C。A.FPGA是基于乘積項結構的可編程邏輯器件；B.FPGA是全稱為復雜可編程邏輯器件；C.基于SRAM的FPGA器件，在每次上電后必須進行一次配置；D.在Altera公司生產(chǎn)的器件中，MAX7000系列屬FPGA結構。9.VHDL語言是一種結構化設計語言；一個設計實體（電路模塊）包括實體與結構體兩部分，結構體描述。DA.器件外部特性;B，器件的綜合約束；C.器件外部特性與內(nèi)部功能；D．器件的內(nèi)部功能。10.針對VerilogHDL語言中的case語句說法不正確的是（）。A、case語句表達式的取值可以超出語句下面列出的值的范圍。B、語句各分支表達式允許同時滿足case表達式的值。C、條件語句中的選擇值需要完整覆蓋表達式的取值范圍。D、保險起見，case語句最后分枝最好都加上default語句11.“a=4’b11001,b=4’bx110”選出正確的運算結果（）A、a&b=0B、a&&b=1C、b&a=xD、b&&a=x12.P，Q，R都是4bit的輸入矢量，下面哪一種表達形式是正確的（）A、inputP[3:0],Q,R;B、inputP,Q,R[3:0];C、inputP[3:0],Q[3:0],R[3:0];D、input[3:0]P,[3:0]Q,[0:3]R;E、input[3:0]P,Q,R;13.下列語句中，不屬于并行語句的是：A、過程語句B、assign語句C、元件例化語句D、case語句14.時間尺度定義為timescale10ns/100ps，選擇正確答案（）A、時間精度10nsB、時間單位100psC、時間精度100psD、時間精度不確定15.在verilog語言中，a=4b‘1011，那么&a=（）A、4b’1011B、4b’1111C、1b′1D、1b′016.Verilog語言與C語言的區(qū)別，不正確的描述是（）A、Verilog語言可實現(xiàn)并行計算，C語言只是串行計算。B、Verilog語言可以描述電路結構，C語言僅僅描述算法。C、Verilog語言源于C語言，包括它的邏輯和延遲。D、Verilog語言可以編寫測試向量進行仿真和測試。17.由于線網(wǎng)類型代表的是物理連接線，因此它不存貯邏輯值，必須由器件所驅(qū)動。當一個wire類型的信號沒有被驅(qū)動時，缺省值為（）A、0B、1C、XD、Z18.下列標識符中，（）是不合法的標識符。A、9mmonB、State0C、Not_Ack_0D、signall19.一個項目的輸入輸出端口是定義在（）A、實體中B、結構體中C、任何位置D、進程體20.在VHDL中，PROCESS結構內(nèi)部是由（）語句組成的A、順序B、順序和并行C、并行D、任何21.下面既是并行語句又是串行語句的是（）A、變量賦值B、信號賦值C、PROCESS語句D、WHEN...ELSE語句22.大規(guī)?？删幊唐骷饕蠪PGA、CPLD兩類，下列對FPGA結構與工作原理的描述中，正確的是（）A、FPGA全稱為復雜可編程邏輯器件；B、FPGA是基于乘積項結構的可編程邏輯器件；C、基于SRAM的FPGA器件，在每次上電后必須進行一次配置D、在Altera公司生產(chǎn)的器件中，MAX7000系列屬FPGA結構23.綜合是EDA設計流程的關鍵步驟，綜合就是把抽象設計層次中的一種表示轉(zhuǎn)化成另一種表示的過程：在下面對綜合的描述中，（）是錯誤的A、綜合就是將電路的商級語言轉(zhuǎn)化成低級的，可與FPGA/CPLD的基本結構相映射的網(wǎng)表文件；B、為實現(xiàn)系統(tǒng)的速度、面積、性能的要求，需要對綜合加以約束，稱為綜合約束;C、綜合可理解為，將軟件描述與給定的硬件結構片電路網(wǎng)表文件表示的映射過程，并且這種映射關系不是唯一的。D、綜合是純軟件的轉(zhuǎn)換過程，與器件硬件結構無關24.對于信號和變量的說法，哪一個是不正確的（）A、信號用于作為進程中局部數(shù)據(jù)存儲單元B、變量的賦值是立即完成的C、信號在整個結構體內(nèi)的任何地方都能適用D、變量和信號的賦值符號不一樣25.FPGA是可編程的邏輯器件，通過編程可以將（）寫入器件A、源代碼B、數(shù)字邏輯C、模擬電路D、存儲器26.可編程邏輯器件的英文簡稱是（）A、FPGAB、PLAC、PALD、PLD27.下列描述中采用時鐘正沿觸發(fā)且reset異步下降沿復位的代碼描述是（）A、always@(posedgeclk,negedgereset)If(reset)B、always@(posedgeclk,reset)If(!reset)C、always@(posedgeclk,negedgereset)If(!reset)D、always@(negedgeclk,posedgereset)If(reset)28.在VHDL中，含WAIT語句的進程PROCESS的括弧中（）再加敏感信號，否則則是違法的A、可以B、不能C、必須D、有時可以29.下列VerilogHDL語言中寄存器類型數(shù)據(jù)定義與注釋矛盾的是（）A、reg[3:0]sat//sat為4位寄存器B、regcnt//cnt為1位寄存器C、reg[0:3]mymem[0:63]//mymem為64個4位寄存器的數(shù)組D、reg[1:5]dig//dig為4位寄存器30.從模塊外部來講，輸入端口應該是（）A、線網(wǎng)型B、寄存器型C、線網(wǎng)或寄存器型D、以上均不對31.可以不必聲明而直接引用的數(shù)據(jù)類型是（）A、STD_LOGICB、STD_LOGIC_VECTORC、BITD、前面三個答案都是錯誤的32.如果a=1,b=1,則邏輯表達式(aXORb)OR(NOTbANDa)的值是（)A、0B、1C、2D、不確定33.下列語句中，不屬于并行語句的是（）A、過程語句B、assign語句C、元件例化語句D、case語句34.VHDL運算符優(yōu)先級的說法正確的是（）A、邏輯運算的優(yōu)先級最高B、關系運算的優(yōu)先級最高C、邏輯運算的優(yōu)先級最低D、關系運算的優(yōu)先級最低35.變量和信號的描述正確的是（）A、變量可以帶出進程B、信號可以帶出進程C、信號不能帶出進程D、二者沒有區(qū)別36.下面對利用原理圖輸入設計方法進行數(shù)字電路系統(tǒng)設計，哪一種說法是正確的：（）A、原理圖輸人設計方法直觀便捷，很適合完成較大規(guī)模的電路系統(tǒng)設計B、原理圖輸入設計方法一般是一種自底向上的設計方法C、原理圖輸入設計方法無法對電路進行功能描述D、原理圖輸入設計方法不適合進行層次化設計37.下列關于阻塞賦值運算方式（如b=a；）說法錯誤的是（）A、賦值語句執(zhí)行完后，塊才結束B、b的值在賦值語句執(zhí)行完后立刻就改變的C、在沿觸發(fā)的always塊中使用時，綜合后可能會產(chǎn)生意想不到的結果D、在“always”模塊中的reg型信號都采用此賦值方式38.變量和信號的描述正確的是（）A、變量賦值號是：=B、信號賦值號是：=C、變量賦值號是：<=D、二者沒有區(qū)別39.'timescale用于說明時間尺度，語句‘timescalelns/1Ops中程序中的仿真精度為（）A、lnsB、lpsC、10psD、10ns40.VHDL語言共支持四種常用庫，其中哪種庫是用戶的VHDL設計現(xiàn)行工作庫：(）A、IEEE庫B、VITAL庫C、STD庫D、WORK工作庫41.CLB是實現(xiàn)FPGA的（）設備A、可配置邏輯塊B、時序邏輯C、全部邏輯D、組合邏輯42.已知“a=1’bl;b=3′b001;”那么[a,b}=（）A、4'b0011B、3'b001C、4'b1001D、3'b10143.在元件例化語句中，用（）符號實現(xiàn)名稱映射，將例化元件端口聲明語句中的信號與PORTMAP（）中的信號名關聯(lián)起來A、=B、:=C、<=D、=>44.在verilog語言中整型數(shù)據(jù)在默認情況與（）位寄存器數(shù)據(jù)在實際意義上是相同的。A、8B、16C、32D、6445.關于過程塊以及過程賦值描述中，下列正確的是（）A、在過程賦值語句中表達式左邊的信號一定是寄存器類型；B、過程塊中的語句一定是可綜合的；C、在過程塊中，使用過程賦值語句給wire賦值不會產(chǎn)生錯誤；D、過程塊中時序控制的種類有簡單延遲、邊沿敏感和電平敏感。46.在VHDL的FORLOOP語句中的循環(huán)變量是一個臨時變量，屬于LOOP語句的局部量，（）事先聲明A、必須B、不必C、其類型要D、其屬性要47.如果在數(shù)字說明中沒有指定基數(shù)，那么默認表示為十進制數(shù)。如果沒有指定位寬度，則默認的位寬度與仿真器和使用的計算機有關（最小為（）位）A、8B、16C、32D、6448.在FPGA設計中，我們通常使用哪種硬件描述語言？（A、BCDB、VerilogC、VHDLD、Alloftheabove49.下列關于信號的說法不正確的是（）A、信號相當于器件內(nèi)部的一個數(shù)據(jù)暫存節(jié)點B、信號的端口模式不必定義，它的數(shù)據(jù)既可以流進，也可以流出C、在同一進程中，對一個信號多次賦值，其結果只有第一次賦值起作用D、信號在整個結構體內(nèi)的任何地方都能適用50.描述項目具有邏輯功能的是（）A、實體B、結構體C、配置D、進程51.在EDA中，IP的中文含義是（）A、網(wǎng)絡供應商B、在系統(tǒng)編程C、沒有特定意義D、知識產(chǎn)權核52.在VHDL語言中，下列對進程(PROCESS)語句的語句結構及語法規(guī)則的描述中，不正確的是：（）A、PROCESS為一無限循環(huán)語句B、敏感信號發(fā)生更新時啟動進程，執(zhí)行完成后，等待下一次進程啟動C、當前進程中聲明的變量不可用于其他進程D、進程由說明語句部分、并行語句部分和敏感信號參數(shù)表三部分組成53.進程中的信號賦值語句，其信號更新是（）A、按順序完成B、比變量更快完成；C、在進程的最后完成D、以上都不對54.關于VHDL中的數(shù)字，請找出以下數(shù)字中數(shù)值最小的一個（）A、2#1111_1110#B、8#276#C、10#170#D、16#E#E155.關于VHDL數(shù)據(jù)類型，正確的是（）A、用戶不能定義子類型B、用戶可以定義子類型C、用戶可以定義任何類型的數(shù)據(jù)D、前面三個答案都是錯誤的56.在VHDL的IEEE標準庫中，預定義的標準邏輯數(shù)據(jù)STD_LOGIC有（）種邏輯值A、2B、3C、9D、857.不屬于順序語句的是（）A、IF語句B、LOOP語句C、PROCESS語句D、CASE語句58.使用STD_L0GIG_1164使用的數(shù)據(jù)類型是（）A、可以直接調(diào)用B、必須在庫和包集合中聲明C、必須在實體中聲明D、必須在結構體中聲明59.大規(guī)模可編程器件主要有FPGA、CPLD兩類，其中CPLD通過（）實現(xiàn)其邏輯功能A、可編程乘積項邏輯B、查找表(LUT)C、輸入緩沖D、輸出緩沖60.從模塊內(nèi)部來講，輸入端口應該是（）A、線網(wǎng)型B、寄存器型C、線網(wǎng)或寄存器型D、以上均不對61.不完整的1F語句，其綜合結果可實現(xiàn)（）A、時序邏輯電路B、組合邏輯電路C、雙向電路D、三態(tài)控制電路62.VerilogHDL定義了一系列保留字，叫做關鍵詞，指出下列哪一個不屬于關鍵詞（）A、inputB、WireC、beginD、task63.VHDL中順序語句放置位置說法正確的是（）A、可以放在進程語句中B、可以放在子程序中C、不能放在任意位置D、前面的說法都正確64.端口沒有定義數(shù)據(jù)類型時，缺省為類型（）A、regB、wireC、triD、不可用65.下列哪個流程是正確的，基于EDA軟件的FPGA/CPLD設計流程：（）A、原理圖/HDL文本輸入-->功能仿真-->綜合-->適配-->編程下載-->硬件測試B、原理圖/HDL文本輸入-->適配-->綜合-->功能仿真-->編程下載-->硬件測試C、原理圖/HDL文本輸入-->功能仿真-->綜合-->編程下載-->適配-->硬件測試D、原理圖/HDL文本輸入-->功能仿真-->適配-->編程下載-->綜合-->硬件測試66.在VHDL中，條件信號賦值語句WHEN_ELSE屬于（C）語句。A、并行和順序B、順序C、并行D、不存在的67.當a<0時，s的值是（C）AssignS=(a.>=2)？1：(a<0)？2:0;A、0B、1C、2D、其他68.在VHDL語言中，下列對進程(PROCESS)語句的語句結構及語法規(guī)則的描述中，正確的是（A）A、PROCESS為一無限循環(huán)語句；敏感信號發(fā)生更新時啟動進程，執(zhí)行完成后，等待下一次進程啟動。B、敏感信號參數(shù)表中，應列出進程中使用的所有輸入信號；C、進程由說明部分、結構體部分、和敏感信號參數(shù)表三部分組成；D、當前進程中聲明的信號也可用于其他進程。69.在VHDL中，語句“FORIIN0TO7LOOP“定義循環(huán)次數(shù)為（A）次A、8B、7C、0D、170.關于1987標準的VHDL語言中，標識符描述正確的是（B）A、下劃線可以連用B、下劃線不能連用C、不能使用下劃線D、可以使用任何字符71.關于VHDL數(shù)據(jù)類型，正確的是（D）A、數(shù)據(jù)類型不同不能進行運算B、數(shù)據(jù)類型相同才能進行運算C、數(shù)據(jù)類型相同或相符就可以進行運算D、運算與數(shù)據(jù)類型無關72.在VHDL，一個設計實體可以擁有一個或多個（D）A、設計實體B、結構體C、輸入D、輸出73.在下列VerilogHDL運算符一中，屬于三目運算符的是（C）A、&&B、！==C、？:D、===74.基于VHDL設計的仿真包括有①門級時序仿真、②行為仿真、③功能仿真和④前端功能仿真這四種，按照自頂向下的設計流程，其先后順序應該是(D)A.①②③④B.②①④③C.④③②①D.②④③①75.執(zhí)行QuartusII的(B)命令，可以檢查設計電路錯誤。ACreateDefaultSymbolBCompiler--編譯CSimulator時序仿真DTimingAnalyzer--時序分析76．在設計輸入完成后，應立即對設計文件進行（C）。A編輯B編譯C功能仿真Ｄ時序仿真77.在VHDL中用（C）來把特定的結構體關聯(lián)一個確定的實體，為一個大型系統(tǒng)的設計提供管理和進行工程組織。A輸入B輸出C綜合D配置78.電子系統(tǒng)設計優(yōu)化，主要考慮提高資源利用率減少功耗（即面積優(yōu)化），以及提高運行速度（即速度優(yōu)化)，下列方法A不屬于面積優(yōu)化。A流水線設計B資源共享C邏輯優(yōu)化D串行化79.下列對異步信號進行同步的描述錯誤的是（C）A.采用保持寄存器加握手信號的方法B.特殊的具體應用電路結構，根據(jù)應用的不同而不同C.使用鎖存器D.異步FIFO80.FPGA的可編程是主要基于什么結構（A）A.查找表（LUT）B.ROM可編程C.PAL可編程D.使用鎖存器80.對時鐘約束“create_clock-nameclk100-period10-waveform{0.005.00}【get_portsClkln】”的表述不正確的是（B）A.周期為10nsB.0-5ns期間為不定態(tài)C.占空比為50%D.時鐘信號名稱為clk10081.下列那些語句不可以被綜合成電路（A）A.initialB.alwaysC.assignD.for82.下列關于同步和異步復位描述正確的是（C）A.同步復位是不受時鐘影響B(tài).使用FPGA設計時芯片的異步復位和同步復位可隨意替換使用C.同步復位需要在時鐘沿來臨的時候才會對整個系統(tǒng)進行復位D.同步復位最大的優(yōu)點是，數(shù)據(jù)通路可以不依賴于時鐘而復位可用83.綜合是EDA設計的關鍵步驟，下面對綜合的描述中錯誤的是（C）。A.綜合就是把抽象設計中的一種表示轉(zhuǎn)換成另一種表示的過程B.綜合就是將電路的高級語言轉(zhuǎn)換成低級的，可與FPGA/CPLD相映射的功能網(wǎng)表文件C.綜合可理解為一種映射過程，并且這種映射關系是唯一的，即綜合結果是唯一的D.為實現(xiàn)系統(tǒng)的速度、面積、性能的要求，需要對綜合加以約束，稱為綜合約束84.下列標識符中，不合法的標識符是（B）。A.State0B.9moonC.Not_Ack_0D.signall85.下列結構不屬于IntelFPGA的組成部分的是（C）。A.CLBB.PLLC.PowerCPUD.IOB86.以下哪個不是IntelFPGA的特點（D）。A.易于使用B.實時性好C.低延時D.支持高級語言（Python等）直接編程87.以下電路代表的是（C）。A.譯碼器B.選擇器C.移位寄存器D.鎖存器88..下列關于任務task和函數(shù)function不同點描述錯誤的是（D）A.函數(shù)只能與主模塊共用同一個仿真時間單位，而任務可以定義自己的仿真時間單位B.函數(shù)不能啟動任務，而任務能啟動其它任務和函數(shù)C.任務至少要有一個輸入變量，而函數(shù)可以沒有或有多個任何類型的變量D.函數(shù)返回一個值，而任務則不返回值89.下列敏感信號的表示屬于邊沿敏感型的是（A）A.always@(posedgeclkorposedgeclr)B.always@(AorB)C.always@(posedgeclkorclr)D.always@(*)90.關于阻塞賦值和非阻塞賦值描述正確的是（A）。A.設計組合邏輯電路時建議使用阻塞賦值B.設計時序電路時應盡量使用阻塞賦值方式C.可以在兩個或者兩個以上的always過程中對同一變量賦值D.對同一個變量可以既進行阻塞賦值，又進行非阻塞賦值91.已知a=1b’1，b=3b’001，那么{a，b}=（b1001）。92.在FPGAEDA開發(fā)工具中，IP的中文含義是（B）A.網(wǎng)絡供應商B.知識產(chǎn)權核C.系統(tǒng)編程D.網(wǎng)絡地址93.請指出AlteraCyclone系列中的EP1C6Q240C8這個器件是屬于（C）。A.ROMB.CPLDC.FPGAD.GAL94.在Quartus工具中，綜合和適配步驟的描述正確的是（A）。A.必須先綜合才能開始適配B.必須先適配才能開始綜合C.可以不用綜合而直接開始適配步驟D.綜合與適配步驟沒有必然聯(lián)系95.QuartusPrime是（C）公司針對fpga的集成開發(fā)工具。A.XilinxB.LatticeC.IntelD.Mentor96.下列哪項數(shù)據(jù)不是在約束文件中定義的（C）。A.管腳屬性B.FPGA芯片型號C.元器件應用領域D.以上都是97.Quartus中嵌入式邏輯分析儀是（C）。A.in-systemmemorycontenteditorB.ipcatalogC.SignalTapD.知識產(chǎn)權核二、多項選擇題98.給寄存器reg[3:0]cnt賦值十進制數(shù)10，下面哪些是正確的（ABD）A.cnt<=10B.cnt<=4’d10C.cnt<=3’d10D.cnt<=4’hA99.用于開發(fā)、設計、調(diào)試包含IntelFPGA軟核處理器的FPGA系統(tǒng)，可能會用到以下哪些工具（ABCD）。A.QsysB.EclipseC.Altera-ModelsimD.Quartus100.用verilog實現(xiàn)異或邏輯功能，以下正確的是（AB）。A.C=A^BB.C=A（~B）+(~A)BC.C=ABD.C=A+B101.一個SoC芯片中可以包含以下哪些功能（ABCD）。A.DSPB.GPIOC.A/DD.PLL102.以下哪些是SoCFPGA芯片（AB）。A.5CSEBA2U19C7B.5CSXFC6D6F31C6C.EP4CGX30CF19I7D.EP4CE10E22C8103.下面關于Avalon-ST總線描述正確的是（ABC）。A.Avalon-ST是AvalonStream的簡寫B(tài).Avalon-ST主要用于端點間高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸C.Avalon-ST總線用于單向傳輸數(shù)據(jù)D.Avalon-ST總線與Avalon-MM總線接口定義完全一致104.在Verilog硬件描述語言中對運算符優(yōu)先級描述正確的是（BC）A.合并運算符{}優(yōu)先級最高B.條件判斷符?:優(yōu)先級低于邏輯運算符C.乘法運算符優(yōu)先級高于&&邏輯與運算符D.算術運算符優(yōu)先級最低105.在QuartusPrime開發(fā)環(huán)境中可以使用以下哪些方式來進行管腳分配（ABC）A.AssignmentEditorB.PinPlannerC.使用Tcl腳本D.使用SignalTap二、簡答題1.簡述FPGA的結構FPGA由可編程邏輯塊（CLB)、輸入/輸出模塊(IOB）及可編程互連資源（PIR）等三種可編程電路和一個SRAM結構的配置存儲單元組成。1)可編程邏輯塊（CLB）：主要由邏輯函數(shù)發(fā)生器、觸發(fā)器、數(shù)據(jù)選擇器等電路組成。2)輸入/輸出模塊（IOB）：主要由輸入觸發(fā)器、輸入緩沖器和輸出觸發(fā)/鎖存器、輸出緩沖器組成，每個IOB控制一個引腳，它們可被配置為輸入、輸出或雙向I/O功能。3)可編程互連資源（PIR）：由許多金屬線段構成，這些金屬線段帶有可編程開關，通過自動布線實現(xiàn)各種電路的連接。實現(xiàn)FPGA內(nèi)部的CLB和CLB之間、CLB和IOB之間的連接。2．quartusI開發(fā)工具為設計者提供了哪些庫？各有什么功能?1)1IEEE庫：被IEEE采用的標準化庫，是VHDL設計中最重要的庫;2)STD庫：所用設計單元所共享，默認的庫；3)VITAL庫：提高VHDL門級時序模擬的精度;4）WORK庫：用戶的VHDL設計的現(xiàn)行工作庫用于存放用戶設計和定義的一些設計單元和程序包5）用戶自定義庫：設計者自已建立的設計單元資源庫。3.什么叫功能仿真？什么叫時序仿真？兩者有什么區(qū)別？功能仿真又稱前仿真，是在不考慮器件延時的理想情況下的一種項目驗證方法，通過功能仿真來驗證一個項目的邏輯功能是否正確。時序仿真又稱模擬仿真或后仿真，是在考慮設計項目具體適配器件的各種延時的情況下的一種項目驗證方法。時序仿真不僅測試邏輯功能，還測試目標器件最差情況下的時間關系。注：功能仿真無延時（驗證邏輯是否正確時用），時序仿真有延時（仿真出實實在在的芯片工作波形，實際芯片是有延時的）。4.名詞解釋，寫出下列縮寫的中文（或者英文）含義：1.VHDL超高速集成電路硬件描述語言(Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)2.FPGA現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(Field-ProgrammableGateArray)3.RTL寄存器傳輸級（Register-TransferLevel)4.SOPC可編程片上系統(tǒng)（(System-on-a-Programmable-Chip)5.EAB嵌入式陣列塊(EmbeddedArrayBlock)6.LAB邏輯陣列塊(LogicArrayBlock)VCCAUX：輔助電壓VCCAUX_IO：輔助IO電路的供電電壓VCCBRAM：PL部分BLOCKRAM的供電電壓VREF：門限電壓VCCO_：每個bank的輸出驅(qū)動電壓VCCINT：內(nèi)核邏輯的供電電壓VCCBATT_0：關鍵存儲器備用電源，若不使用，則接地MGT：高速串行收發(fā)器模塊的簡稱運行速度可達6~28Gb/sHP、HR：HP接口為高速接口，用于存儲器或者芯片與芯片之間的接口，HR可以接受很寬的電平標準。OTG：是On-The-Go的英文縮寫，字面上可以理解為“安上即可用”，暫時理解為一種共用的數(shù)據(jù)交互協(xié)議APSRAM：猜測與RAM相關ETH：猜測與網(wǎng)口相關（1）FPGA（FiedProgrammableGateArray）,現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PLA、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路ASIC領域中出現(xiàn)的一種半定制電路而出現(xiàn)的。既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺陷。（2）ASIC（ApplicationSpecificIC）專用集成電路，它是面向?qū)Ｓ糜猛镜碾娐?，專門為一個用戶設計和制作的。根據(jù)一個用戶的特定要求，能以低研制成本，短交貨周期供貨的全定制，半定制集成電路。（3）PCI(PeripheralComponentInterconnect)外圍組件互連，一種由Interg公司1991年推出的用于定義局部總線的標準。（4）DDR（DoubleDataRate）,雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器。DDRSDRAM，SDRAM（SynchronousDynamicRandomAccessMemory）,同步動態(tài)隨機存儲器。（5）USB（UniversalSerialBus），通用串行總線，一個外部總線標準，用于規(guī)范電腦與外部設備的連接和通訊。（6）BIOS(BasicInputOutputSystem),基本輸入輸出系統(tǒng)，它是一組固化到計算機內(nèi)主板上一個ROM芯片上的程序，保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)配置信息、開機后自檢程序和系統(tǒng)自啟動程序。主要功能是為計算機提供最底層、最直接的硬件設置和控制。（7）IRQ（InterruptRequest）,中斷請求，功能是在所使用的電腦中，執(zhí)行硬件中斷請求的動作，用來停止其相關硬件的工作狀態(tài)。（8）DSP（DigitalSignalProcessor）是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬信號或者實際環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，最值得稱道的兩大特色。（9）MCU（MicroControllerUnit）,微控制單元，單片機，指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計算機的CPU、RAM、ROM、定時數(shù)計時器和多種IO接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應用場合做不同組合控制。（10）RSIC（ReducedInstructionSetComputer）,精簡指令集計算機，是一種執(zhí)行較少類型計算機指令的微處理器。（11）CSIC（ComplexInstructionSetComputer）,復雜指令集計算機，臺式計算機系統(tǒng)的基本處理部件，每個微處理器的核心是運行指令的電路。指令由完成任務的多個步驟所組成，把數(shù)值傳送進寄存器或進行相加運算。1.格雷碼、獨熱碼、二進制碼的定義與區(qū)別獨熱碼：獨熱碼的每個狀態(tài)只有1bit是不同的，付出的代價就是狀態(tài)變量的位寬需要的就比較多。二進制編碼：二進制編碼的情況和獨熱碼剛好相反，使用了少量的狀態(tài)變量，使之在減少寄存器狀態(tài)的同時無法進行比較器部分之間的優(yōu)化，所以使用的寄存器資源較少，而使用的組合邏輯資源較多。獨熱碼編碼的狀態(tài)機可以在高速系統(tǒng)上運行，因為是多比特的比較器每個比特到達比較器的時間可能會因為布局布線的走線長短而導致路徑延時的不同，這樣在高速系統(tǒng)下就會導致采集到不穩(wěn)定的狀態(tài)，導致比較后的結果產(chǎn)生一個時鐘的毛刺，使輸出不穩(wěn)定，而單比特的比較器不用考慮這個問題。格雷碼：如果狀態(tài)數(shù)非常多的話即使是FPGA也吃不消獨熱碼對寄存器的消耗，所以當狀態(tài)數(shù)特別多的時候可以使用格雷碼對狀態(tài)進行編碼。格雷碼雖然也是和二進制編碼一樣使用的寄存器資源少，組合邏輯資源多，但是其相鄰狀態(tài)轉(zhuǎn)換時只有一個狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，這樣不僅能消除狀態(tài)轉(zhuǎn)換時由多條信號線的傳輸延遲所造成的毛刺，又可以降低功耗，所以要優(yōu)于二進制編碼的方式，相當于是獨熱碼和二進制編碼的折中。2.同步邏輯和異步邏輯的特點同步邏輯：與時鐘之間有固定的關系的邏輯。特點：當時鐘脈沖到來時，電路的狀態(tài)才能變化。改變后的狀態(tài)將一直保持到下一個時鐘脈沖的到來，此時無論外部輸入有無變化，狀態(tài)表中的每個狀態(tài)都是穩(wěn)定的。異步邏輯：與時鐘之間沒有固定的關系的邏輯。特點：電路中沒有統(tǒng)一的時鐘，電路狀態(tài)的改變由外部輸入的變化直接引起。3.同步電路和異步電路的概念同步電路：存儲電路中所有觸發(fā)器的時鐘輸入端都接同一個時鐘脈沖源，所有觸發(fā)器的狀態(tài)的變化都與所加的時鐘脈沖信號同步。異步電路：電路沒有統(tǒng)一的時鐘，有些觸發(fā)器的時鐘輸入端與時鐘脈沖源相連，只有這些觸發(fā)器的狀態(tài)變化與時鐘脈沖同步，而其他的觸發(fā)器的狀態(tài)變化不與時鐘脈沖同步。4.時序設計的解釋時序設計的本質(zhì)是滿足每一個觸發(fā)器的建立、保持時間的要求，從而保證設計的功能5.建立時間和保持時間解釋建立時間：觸發(fā)器在時鐘上升沿到來之前，其數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)必須保持不變的最小時間保持時間：觸發(fā)器在時鐘上升沿到來之后，其數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)必須保持不變的最小時間6.什么叫亞穩(wěn)態(tài)？亞穩(wěn)態(tài)：觸發(fā)器無法在某個規(guī)定的時間段內(nèi)到達一個可以確認的穩(wěn)定狀態(tài)。單比特的輸入信號，可以使用兩級觸發(fā)器來防止亞穩(wěn)態(tài)傳播：若第一級觸發(fā)器的輸入不滿足其建立保持時間，在第一個脈沖沿到來后輸出的數(shù)據(jù)就為亞穩(wěn)態(tài)；在下一個脈沖沿到來之前，其輸出的亞穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)在一段恢復時間t_1后穩(wěn)定；如果輸入端的數(shù)據(jù)滿足第二級觸發(fā)器的建立時間t_set,在下一個脈沖沿到來時，第二個觸發(fā)器將不會出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象；解決方法：①降低系統(tǒng)時鐘頻率；②用反應更快的FF；③引入同步機制，防止亞穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生；④改善時鐘質(zhì)量，用邊沿變化快速的時鐘信號。7.什么是最快時鐘頻率T_co：觸發(fā)器的輸入端接收輸入數(shù)據(jù)開始，至數(shù)據(jù)從觸發(fā)器的輸出端發(fā)送結束，一個建立時間+一個保持時間，T_co=T_set+T_hold。T_delay:組合邏輯的時延T_set:異步輸入數(shù)據(jù)，使用兩級觸發(fā)器來防止亞穩(wěn)態(tài)T_min:最小的時鐘周期，即最快時鐘頻率，T_min>T_co+T_delay+T_set8.什么是流水線，他的目的是什么？目的：為提供芯片的處理速度，由于T_co和T_set只能由芯片的工藝所決定，可通過流水線調(diào)整組合邏輯的時延，達到最快時鐘頻率流水線設計通過將較大規(guī)模的組合邏輯分成多個較小規(guī)模的組合邏輯，避免兩個觸發(fā)器之間產(chǎn)生較大的延遲，通過增加硬件的面積實現(xiàn)速度的提升。9.什么是時序約束時序約束：為保證設計的電路的成功應用，對時序進行約束滿足設計的需求時序約束包括：周期約束、偏移約束、靜態(tài)時序約束三種。通過附加約束可以優(yōu)化綜合、映射、布線、布局，使設計到達時序要求。時序約束策略：先附加全局約束，對快慢路徑附加專門約束。全局約束：定義設計所有的時鐘，對各時鐘域內(nèi)的同步元件進行分組并附加周期約束，對FPGA的輸入輸出引腳附加偏移約束，對組合邏輯的關鍵路徑附加約束。1.PLD的基本結構包含哪些部分？這些部分如何協(xié)同工作以實現(xiàn)邏輯功能？基本結構：PLD通常由可編程邏輯陣列（PLA）和可編程輸入/輸出（I/O）部分組成。邏輯陣列由一系列可編程的邏輯門組成，通過內(nèi)部的互連網(wǎng)絡實現(xiàn)自定義邏輯功能。I/O部分用于與外部電路通信，接口可以根據(jù)需要配置。特性要求：可編程性、可重復性、可測性、可擴展性以及高集成度和靈活性。PLD應具有良好的可讀性和易用性，以便在開發(fā)和調(diào)試過程中能夠快速進行修改和優(yōu)化。2.請說明FPGA和CPLD的結構差異，以及在什么場景下選擇FPGA或CPLD較為合適。結構區(qū)別：FPGA內(nèi)部通常包含較小的邏輯單元和復雜的互連結構，適合實現(xiàn)復雜的并行運算。而CPLD則具有較大的邏輯單元，內(nèi)部結構相對簡單，適合實現(xiàn)簡單的控制邏輯。應用領域：FPGA常用于需要高性能計算和并行處理的領域，如數(shù)字信號處理、圖像處理等。CPLD則多用于需要穩(wěn)定性和高可靠性的場合，如狀態(tài)機設計、簡單的邏輯控制。3.從設計需求到最終的電路實現(xiàn)，F(xiàn)PGA開發(fā)流程包含哪些主要步驟？步驟：電路功能設計：定義電路的功能和性能要求。設計輸入：使用硬件描述語言（如Verilog）或原理圖輸入設計。功能仿真：在仿真環(huán)境下驗證設計的正確性。綜合優(yōu)化：將設計轉(zhuǎn)化為門級電路。綜合后仿真：驗證綜合后的設計是否符合預期。布局布線：將設計映射到具體的FPGA硬件上，并進行優(yōu)化。時序仿真：驗證設計在實際硬件上的時序表現(xiàn)。芯片編程與調(diào)試：將設計下載到FPGA并進行實際調(diào)試。4.結合當前技術背景，簡述FPGA的發(fā)展趨勢及其未來的應用前景。發(fā)展趨勢：FPGA技術正向著大容量、低功耗、高集成度和可重構性方向發(fā)展。新一代FPGA不僅在邏輯單元數(shù)量上不斷增加，還集成了更多的專用硬核，如DSP模塊、嵌入式處理器。此外，F(xiàn)PGA正在向系統(tǒng)級設計邁進，未來可能會更多地與異構計算和人工智能相結合。5.在不同應用場景下，選擇合適的FPGA器件時應考慮哪些因素？應用需求：根據(jù)項目的性能需求、邏輯資源、I/O引腳數(shù)量選擇合適的FPGA型號。供應渠道：確保選擇的FPGA在市場上易于采購，并有可靠的供應渠道。成本考慮：在滿足技術需求的前提下，選擇性價比高的器件。技術支持：選擇有良好技術支持和開發(fā)工具的廠商，以減少開發(fā)難度和風險。6.在設計項目中，應該如何判斷是選擇FPGA還是ASIC更為合適？FPGA特點：設計靈活、開發(fā)周期短、適合快速原型設計和小批量生產(chǎn)，但功耗較高，性能不如ASIC。ASIC特點：性能高、功耗低、適合大批量生產(chǎn)，但開發(fā)周期長、費用高且設計不靈活。選擇原則：如果項目需要快速開發(fā)和靈活性，可以選擇FPGA；如果需要大規(guī)模生產(chǎn)和高性能，選擇ASIC更為合適。7.簡述VerilogHDL的歷史背景及其在硬件描述語言中的地位。產(chǎn)生背景：VerilogHDL于1984年由PhilMoorby在GatewayDesignAutomation公司開發(fā)，目的是提供一種便于描述和模擬數(shù)字電路的硬件描述語言。發(fā)展歷程：VerilogHDL在1995年成為IEEE標準（IEEE1364-1995），后續(xù)版本在2001年和2005年進行了更新，進一步增強了語言的功能和表達能力。8.請舉例說明VerilogHDL如何用模塊化的方式描述一個簡單的組合邏輯電路。方法：使用assign語句或always語句可以描述組合邏輯電路。例如，通過邏輯表達式直接定義輸出，或通過case語句實現(xiàn)復雜的組合邏輯。assignout=(a&b)|(~c);9.列舉VerilogHDL中的基本數(shù)據(jù)類型，并描述幾種常用運算符的功能及其優(yōu)先級。數(shù)據(jù)類型：包括reg、wire、integer、real等。其中，reg用于存儲變量值，wire用于連接組合邏輯。運算符：常用的包括邏輯運算符（&&,||,!）、關系運算符（==,!=）、算術運算符（+,-,*,/）和位運算符（&,|,^,~）。運算符有明確的優(yōu)先級，邏輯和位運算符通常用于電路設計中。10.模塊的定義由哪些部分組成？每個部分在設計中起到什么作用？在FPGA設計中，模塊（Module）是硬件描述語言（如Verilog或VHDL）的基本構建單元，用于描述電路的功能和結構。Verilog模塊包含模塊聲明、端口列表、參數(shù)聲明、輸入輸出定義、內(nèi)部信號聲明、功能描述（如always、assign語句）以及實例化其他模塊的部分。各部分的作用如下：模塊部分作用模塊聲明定義功能邊界，便于復用和層次化設計端口聲明明確輸入/輸出信號方向，確保與外部電路正確交互參數(shù)與常量提高代碼通用性（如位寬、時鐘頻率配置）內(nèi)部信號實現(xiàn)邏輯間的連接和狀態(tài)存儲功能描述（組合/時序）實現(xiàn)具體功能（如加法器、狀態(tài)機）子模塊實例化支持模塊化設計，降低復雜度11.簡述VerilogHDL仿真文件的基本結構，并說明如何生成測試向量和分析仿真結果。VerilogHDL仿真文件（Testbench）是用于驗證設計模塊功能正確性的測試平臺。仿真文件通常包括模塊聲明、信號聲明、實例化被測模塊、時鐘生成、復位控制、測試向量生成，以及監(jiān)控和結束條件這些部分。生成測試向量部分，有手動編寫激勵、循環(huán)與隨機化、文件讀取三種方法：(1)手動編寫激勵：在initial塊中按時間順序逐步賦值，適用于簡單場景。(2)循環(huán)與隨機化：使用for循環(huán)或$random函數(shù)生成復雜或隨機測試向量。(3)文件讀?。和ㄟ^$readmemh或$readmemb從外部文件加載測試數(shù)據(jù)。仿真結果分析主要有：(1)波形查看：使用EDA工具（如ModelSim、VCS、GTKWave）查看信號波形，直觀驗證時序邏輯是否符合預期。(2)控制臺輸出：在仿真過程中通過$display或$monitor實時打印信號值：(3)自動化檢查：在Testbench中加入斷言（Assertions）或自動比較邏輯，判斷輸出是否符合預期(4)覆蓋率分析：通過工具生成代碼覆蓋率（CodeCoverage）和功能覆蓋率（FunctionalCoverage）報告，確保測試充分性。12.請描述如何用VerilogHDL實現(xiàn)一個4位二進制計數(shù)器，并說明其工作原理。實現(xiàn)步驟：(1)模塊定義定義模塊接口，包括輸入時鐘（clk）、低電平有效異步復位（rst_n）、使能信號（en）和4位計數(shù)器輸出（count）：modulecounter_4bit(inputclk,//時鐘信號inputrst_n,//異步復位（低電平有效）inputen,//使能信號outputreg[3:0]count//4位計數(shù)器輸出);(2)時序邏輯設計使用always塊描述計數(shù)器行為，敏感列表包含時鐘上升沿和復位下降沿（實現(xiàn)異步復位）：always@(posedgeclkornegedgerst_n)beginif(!rst_n)//復位有效時清零count<=4'b0000;elseif(en)//使能有效時遞增count<=count+1'b1;end(3)完成模塊結束模塊定義：endmodule工作原理：(1)復位控制當復位信號rst_n為低電平時，計數(shù)器立即清零（count=4'b0000），此為異步復位。復位結束后（rst_n=1），計數(shù)器在時鐘上升沿觸發(fā)。(2)計數(shù)邏輯使能有效（en=1）：每個時鐘上升沿，計數(shù)器值加1。當計數(shù)值達到4'b1111（十進制15）時，下一個時鐘沿自動歸零（4'b0000），實現(xiàn)循環(huán)計數(shù)。使能無效（en=0）：計數(shù)器保持當前值不變。(3)循環(huán)與溢出計數(shù)器的4位寄存器自然溢出特性使得1111+1=0000（高位丟棄），無需額外邏輯處理溢出。13.列舉Vivado設計軟件的主要特性。Vivado設計軟件的主要特性包括：綜合與布局布線：集成了高效的綜合和布局布線工具，支持XilinxFPGA和SoC的設計。IP集成：提供豐富的IP核庫，支持自動化集成和定制。高效仿真：內(nèi)置VivadoSimulator和支持第三方仿真工具，用于驗證設計。邏輯分析：提供內(nèi)置的邏輯分析工具和調(diào)試功能，支持實時信號監(jiān)測。自動化優(yōu)化：支持自動優(yōu)化設計，減少功耗和提高性能。設計約束管理：強大的約束管理功能，簡化時序約束和物理約束設置。圖形化用戶界面：直觀的圖形化設計界面，便于操作和配置。高層次綜合：支持C/C++代碼高層次綜合，簡化設計流程。14.Vivado設計軟件默認所有的時鐘是相互有關的，可以通過什么途徑來了解時鐘之間的相互關系?時鐘約束報告：Vivado會生成時鐘約束報告，顯示時鐘源、時鐘約束、時鐘域之間的關系等信息?？梢栽赗eports下找到Clocking報告，查看時鐘約束和時鐘樹的信息。時鐘樹圖（ClockTreeDiagram）：Vivado提供了時鐘樹圖，可以在Clocking視圖中查看時鐘的分布情況。通過時鐘樹圖，可以清晰地看到各個時鐘源如何影響整個設計。設計網(wǎng)絡視圖：在Vivado的DesignRuns中，可以通過選擇OpenImplementedDesign，然后在Netlist視圖中查看時鐘網(wǎng)絡的結構。這幫助了解時鐘信號如何在設計中傳播和相互作用。時鐘域交互（CDC）分析：Vivado提供時鐘域交互分析工具（ClockDomainCrossingAnalysis），可以檢測設計中的跨時鐘域問題，并幫助分析時鐘域之間的關系和潛在的時序問題。約束文件（XDC）：查看和編輯約束文件（XDC），這些文件中定義了時鐘源和相關的時鐘約束。通過XDC文件，可以檢查如何設置時鐘和它們之間的關系。時鐘管理器（ClockManager）：Vivado提供了時鐘管理器組件（如PLL、MMCM），可以通過查看這些組件的配置，了解它們?nèi)绾紊珊凸芾聿煌臅r鐘。設計屬性查看：在Vivado的Design界面中，可以查看設計中的時鐘屬性和配置，了解各個時鐘的設定和關系。15.說明RTL級分析得到的設計項目原理圖的組成成分。RTL級分析生成的設計項目原理圖通常包括以下組成成分：模塊實例：顯示設計中的各個功能模塊或子模塊的實例。信號線：連接不同模塊的信號，顯示數(shù)據(jù)流和控制信號。端口：每個模塊的輸入和輸出端口，定義了模塊與外部世界的接口。寄存器和狀態(tài)機：表示寄存器和狀態(tài)機的結構和連接，顯示其在設計中的作用。邏輯門和布爾運算：展示基本邏輯門（如AND、OR、NOT）及其連接，體現(xiàn)設計的邏輯功能。時鐘和復位信號：顯示時鐘和復位信號的分布及其對設計的影響。時序約束：可能顯示時序約束和信號延遲，幫助分析時序性能。連接線：表明信號之間的物理連接。16.對設計項目的功能進行仿真驗證后,元件的功能特性對以后的性能設計是否還會產(chǎn)生影響?在設計項目中進行功能仿真驗證是確保元件功能特性符合設計要求的重要步驟。這些功能特性在以后性能設計中仍然會產(chǎn)生影響，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：性能優(yōu)化：功能仿真驗證能夠揭示元件在特定條件下的表現(xiàn)?；谶@些驗證結果，設計師可以對元件進行調(diào)整和優(yōu)化，以滿足性能需求。如果驗證過程中發(fā)現(xiàn)了潛在的性能瓶頸，設計師可以在后續(xù)的設計中加以改進。設計迭代：仿真驗證提供了關于元件如何在實際應用中工作的深入了解。根據(jù)驗證結果，可能需要對設計進行迭代，以改進功能特性或解決發(fā)現(xiàn)的問題。這種迭代過程是設計優(yōu)化的關鍵部分。風險評估：功能驗證有助于識別潛在的風險和問題，從而可以在后續(xù)設計階段采取措施以降低這些風險。這包括修改設計參數(shù)或選擇不同的材料和工藝。兼容性：功能特性的驗證還可以幫助確保元件與其他系統(tǒng)組件的兼容性。如果仿真顯示某些功能特性可能影響系統(tǒng)的整體性能，設計師可以在后續(xù)階段進行調(diào)整以解決這些兼容性問題。文檔和規(guī)范更新：仿真驗證的結果可能需要更新設計文檔和規(guī)范，以確保所有相關人員都了解最新的功能特性和設計要求。這些更新將影響后續(xù)的設計和生產(chǎn)流程。綜上所述，功能仿真驗證不僅是檢查當前設計是否符合要求的步驟，還對后續(xù)的性能設計、優(yōu)化和風險管理產(chǎn)生持續(xù)影響。17.哪兩種時鐘信號必須要利用什么TCL命令來進行規(guī)定?在FPGA設計中，create_clock和create_generated_clock是兩種常用的TCL命令，用于定義時鐘信號。create_clock用于定義主時鐘信號，而create_generated_clock用于定義由主時鐘生成的派生時鐘。18.什么是靜態(tài)時序通道?引起路徑上產(chǎn)生延時的因素,延時的最大值和最小值分別應用在哪些場合?靜態(tài)時序通道是指在數(shù)字電路中，從一個時鐘邊沿到另一個時鐘邊沿的信號路徑，這些路徑的時序特性會影響電路的性能。延時的最大值和最小值主要取決于信號在路徑上經(jīng)過的組合邏輯和寄存器。延時的最大值通常用于確保電路在最壞情況下仍能穩(wěn)定工作，即滿足時序約束；延時的最小值則用于確保數(shù)據(jù)在最佳情況下能夠及時捕獲，從而避免數(shù)據(jù)丟失或錯誤。19.說明綜合級設計得到的設計項目原理圖的組成成分；與RTL級分析得到的結果進行比較，說明相同與不同之處。綜合級設計和RTL級設計在數(shù)字電路設計中的原理圖組成成分有所不同。下面是它們各自的組成成分以及相同和不同之處的說明：綜合級設計得到的設計項目原理圖的組成成分：門級電路：綜合工具將RTL級描述轉(zhuǎn)換為門級電路，包括基本邏輯門（如與門、或門、非門）以及更復雜的邏輯單元（如加法器、乘法器）。觸發(fā)器和寄存器：綜合后的原理圖包含了觸發(fā)器（如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器）以及其他寄存器，這些是實現(xiàn)時序邏輯的重要組成部分。布線：展示了如何將邏輯門和寄存器連接起來形成完整的電路。時鐘和復位信號：綜合級設計通常會清晰地顯示時鐘信號和復位信號的分布和連接方式。優(yōu)化后的邏輯：綜合工具可能會對邏輯進行優(yōu)化，簡化電路，減少冗余。RTL級設計得到的結果的組成成分：模塊和實體：RTL級描述通常以模塊（或?qū)嶓w）的形式呈現(xiàn)，這些模塊可能包含不同功能的子模塊。邏輯描述：使用HDL（如VHDL或Verilog）編寫的邏輯描述，通常包括數(shù)據(jù)路徑、控制邏輯和時序邏輯的設計。時鐘和復位邏輯：同樣會定義時鐘和復位信號，但在RTL級，通常以HDL代碼的形式出現(xiàn)，而不是具體的電路連接。信號和變量：在RTL級中，信號和變量被用來描述電路的行為，而不涉及具體的門級實現(xiàn)細節(jié)。相同之處：時序控制：無論是RTL級還是綜合級設計，時鐘和復位信號的定義與使用都是關鍵的組成部分，用于同步和控制電路的操作。功能實現(xiàn)：最終的原理圖，無論是在RTL級還是綜合級，都要實現(xiàn)設計要求的功能。不同之處：抽象層次：RTL級設計關注于電路的功能和行為，使用高層次的描述語言；而綜合級設計關注于電路的具體實現(xiàn)，包括邏輯門、觸發(fā)器和具體的連接。細節(jié)程度：綜合級設計的原理圖包括了具體的電路元件和連接細節(jié)，而RTL級設計通常是抽象的，主要關注于模塊間的邏輯關系和功能。優(yōu)化和映射：在綜合級設計中，電路經(jīng)過優(yōu)化和映射，可能會有一些RTL級中未顯現(xiàn)的優(yōu)化或改動，如邏輯合成、優(yōu)化布局和減少延遲等。綜上所述，RTL級和綜合級設計的原理圖在抽象層次、細節(jié)程度和實現(xiàn)方式上存在差異，但都為最終的電路功能實現(xiàn)提供了基礎。20.在綜合后得到網(wǎng)表設計估計的時序報告,在實現(xiàn)之后得到實際網(wǎng)線延時的時序報告,對二者進行比較,建立時間和保持時間的裕量有什么變化?比較綜合后的時序報告和實現(xiàn)后的實際網(wǎng)線延時報告，可以看到建立時間和保持時間的裕量通常會有所變化。綜合后的裕量是基于理想條件下的估計，而實現(xiàn)后的裕量則是基于實際電路和布局。通常，實際裕量可能會變小，因為實現(xiàn)過程中可能出現(xiàn)了額外的延遲或布局不理想的情況。因此，最終的時序裕量可能會減少。21.設計項目uart_led中,在RTL級分析時,選擇Tools→ShowHierarchy,要經(jīng)過多少級層次結構才能抵達最低層次?在設計項目的RTL級分析中，通過選擇Tools→ShowHierarchy，你可以查看設計的層次結構。要確定到達最低層次的級別，需要了解設計的具體層次結構。假設你的設計是基于一個典型的UART（通用異步收發(fā)傳輸器）和LED控制項目，層次結構可能包括以下幾個級別：頂層模塊（例如uart_led模塊本身）子模塊（如UART接收器、UART發(fā)射器、LED驅(qū)動器等）子模塊中的子模塊（如果有進一步的子模塊，例如UART的狀態(tài)機、計數(shù)器等）具體到你的設計項目，需要經(jīng)過多少級層次結構才能到達最低層次，取決于你設計的復雜程度。通常情況下，你可能需要經(jīng)過2到4級層次結構來抵達最低層次：一級：頂層模塊二級：直接的子模塊三級：子模塊中的子模塊四級：更深層次的模塊（如果設計很復雜）因此，一般來說，可能需要經(jīng)過2到4級層次結構才能抵達最低層次。但具體的層次級別還是要根據(jù)你的設計的具體實現(xiàn)來確認。22.除了通過源程序中例示的方式使用ILA和VIO來進行設計診斷之外,二者還有其他方法可以用來實現(xiàn)設計診斷嗎?除了通過源程序示例的方式使用ILA（IntegratedLogicAnalyzer）和VIO（VirtualInput/Output）進行設計診斷外，還有其他方法可以實現(xiàn)設計診斷。例如：使用仿真工具：利用仿真器進行功能驗證和時序分析，檢測設計中的潛在問題。性能監(jiān)控：在FPGA設計中，通過性能監(jiān)控器跟蹤和記錄設計的性能指標。動態(tài)調(diào)試：使用工具進行在線調(diào)試，通過實時查看信號和狀態(tài)來捕捉問題。邏輯分析工具：例如使用Chipscope進行信號捕獲和波形分析。這些方法可以幫助你更全面地進行設計診斷和調(diào)試。23.QuartusPrime與其他FPGA開發(fā)工具相比有哪些優(yōu)缺點？QuartusPrime是由英特爾（以前是Altera）開發(fā)的FPGA設計工具。與其他FPGA開發(fā)工具（如Xilinx的Vivado、Lattice的Diamond、Microsemi的Libero等）相比，QuartusPrime有其獨特的優(yōu)缺點。首先，優(yōu)點有：(1)QuartusPrime提供了從設計輸入到實現(xiàn)、驗證、調(diào)試的完整工具鏈，所有工具都集成在一個環(huán)境中。這種集成性可以提高設計效率和減少工具間的兼容性問題。(2)QuartusPrime的智能編譯功能可以根據(jù)設計的具體情況優(yōu)化編譯過程。它通過使用智能算法來提高綜合、布局和布線的效率，從而優(yōu)化設計性能。(3)QuartusPrime提供了豐富的IP核庫，可以方便地集成各種預設計的功能模塊，從而加快開發(fā)進度并提高設計的可靠性。(4)QuartusPrime支持廣泛的FPGA設備，包括Intel（Altera）的Cyclone、Arria和Stratix系列，能夠滿足不同應用需求的設計。(5)QuartusPrime包含集成的仿真和調(diào)試工具，如SignalTap邏輯分析儀和時序分析工具，這些工具有助于設計驗證和問題診斷。其次，其存在以下缺點：(1)對于新手來說，QuartusPrime的功能和界面可能較為復雜，存在一定的學習曲線。尤其是與其他FPGA開發(fā)工具相比，其功能的深度和廣度可能使初學者感到不適。(2)QuartusPrim的完整功能和復雜的用戶界面可能導致較高的系統(tǒng)資源占用。這可能需要較高配置的計算機才能流暢運行。(3)盡管QuartusPrime與Intel的FPGA設備兼容性較好，但對于第三方FPGA器件的支持可能不如Vivado那樣全面。不同F(xiàn)PGA供應商的設計工具之間也存在一定的兼容性問題。(4)QuartusPrime的版本更新頻繁，可能導致某些版本的兼容性問題或需要不斷學習新版本的特性和變化。這可能會對項目的長期維護造成一定的困難。(5)盡管QuartusPrime有免費的WebEdition版本，但某些高級功能和IP核可能需要付費。對于預算有限的項目，這可能成為一個考慮因素。24.如何創(chuàng)建一個新的Quartus項目？在創(chuàng)建過程中需要注意哪些設置？創(chuàng)建新Quartus項目的步驟如下：第一步，啟動QuartusPrime。第二步，從主菜單中選擇File>NewProjectWizard。這將啟動新項目向?qū)А５谌?，在“NewProjectWizard”中，點擊“Next”。在“Directory,NameandTop-LevelEntity”頁面：在第一行選擇存儲項目的文件夾，在第二行輸入項目名稱，第三行的名稱則與第二行保持一致。第四步，選擇創(chuàng)建一個空項目。第五步，在“AddFiles”頁面，可以選擇要添加到項目中的設計文件，如Verilog/VHDL源代碼、圖形輸入文件（如BlockDiagram/SchematicFile）等。這一步也可以在項目創(chuàng)建后隨時添加，通常先略過，后續(xù)可以添加設計文件。第六步，在“Family,Device&BoardSettings”頁面：在Family下拉框中選擇FPGA芯片系列（如Cyclone,Arria,Stratix等）。在Availabledevices下列舉出了選擇的芯片系列下的所有芯片型號，選擇具體的FPGA型號（如CycloneIVEP4CE22F17C6）。這一步驟要確保選擇與你將使用的FPGA硬件匹配的器件。第七步，在“EDAToolSettings”頁面，設置Simulation項，選擇“ModelSim-Altera”和“VerilogHDL”。第八步，在“Summary”頁面，查看設置并確認所有信息正確后，點擊“Finsih”按鈕，即完成了當前工程的創(chuàng)建。在創(chuàng)建項目時需要注意的設置有：(1)FPGA器件選擇：確保選擇的FPGA型號與實際使用的硬件一致。如果使用的是開發(fā)板，選擇開發(fā)板可以自動設置器件型號。(2)頂層實體：在創(chuàng)建項目時可以選擇或跳過頂層實體的設置，但在設計過程中一定要正確設置頂層實體，這對于編譯和仿真是至關重要的。(3)設計文件的添加：初始階段可以暫時跳過設計文件的添加，但確保在后續(xù)的設計中添加正確的源文件（如Verilog、VHDL代碼）和約束文件（如PinAssignment）。(4)器件選項和資源設置：根據(jù)設計要求，調(diào)整綜合和布局/布線工具的設置。這包括選擇合適的優(yōu)化選項、調(diào)整資源利用等。(5)約束文件：如果有特殊的時序、引腳分配或其他設計約束，確保在項目中包含并正確配置這些約束文件（.sdc文件）。(6)編譯設置：檢查編譯設置是否適合你的設計需求，包括優(yōu)化級別、警告和錯誤設置等。25.在QuartusPrime中，如何編寫Verilog/VHDL代碼？請簡述步驟。編寫VerilogHDL文件的步驟如下：(1)打開QuartusPrime項目啟動QuartusPrime并打開已有項目，或者創(chuàng)建一個新的項目。(2)創(chuàng)建VerilogHDL文件從主菜單選擇File

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New，然后選擇VerilogHDLFile。點擊“OK”，然后在新文件中即可編寫VerilogHDL代碼。保存文件，命名為.v文件。26.在QuartusPrime中，如何創(chuàng)建和管理頂層模塊和子模塊？首先創(chuàng)建頂層模塊，(1)打開QuartusPrime項目啟動QuartusPrime并打開已有項目，或者創(chuàng)建一個新的項目。(2)創(chuàng)建頂層模塊從主菜單選擇File

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New，然后選擇VerilogHDLFile。點擊“OK”，然后在新文件中編寫頂層模塊的代碼。保存文件，命名為.v文件，并將其添加到項目中。(3)指定頂層實體在QuartusPrime主界面，選擇Assignments

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Settings。在“Settings”對話框中，選擇“General”類別，找到“TopLevelEntity”設置。從下拉菜單中選擇你剛才創(chuàng)建的頂層模塊名稱。接下來，創(chuàng)建子模塊，(1)創(chuàng)建子模塊與創(chuàng)建頂層模塊類似，選擇File

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New，然后選擇VerilogHDLFile。編寫子模塊的代碼。保存文件，命名為.v文件，并將其添加到項目中。(2)在頂層模塊中實例化子模塊在頂層模塊的代碼中實例化子模塊。關于管理頂層模塊和子模塊，(1)添加約束在Assignments

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AssignmentEditor中設置引腳分配和其他設計約束。這些約束應用于頂層模塊，并可能影響子模塊的引腳分配。(2)查看模塊層次結構在QuartusPrime主界面中，選擇Tools

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NetlistViewers

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RTLViewer。這里可以查看設計的層次結構圖，展示頂層模塊及其子模塊的實例。(3)更新和維護對于設計的修改和更新，確保在頂層模塊和子模塊中進行同步更新。每次修改后，重新編譯項目以確保設計的完整性。27.在QuartusPrime中，如何添加現(xiàn)有的Verilog或VHDL源文件？添加現(xiàn)有的VerilogHDL文件的步驟如下：(1)打開需要添加文件的項目啟動QuartusPrime，點擊File>OpenProject，選擇需要添加文件的項目。(2)打開文件添加對話框在主菜單中，選擇Project>Add/RemoveFilesinProject。這將打開一個對話框，允許管理項目中的源文件。(3)添加源文件在對話框中，點擊Add...按鈕。在彈出的文件瀏覽窗口中，導航到你存儲Verilog或VHDL源文件的目錄。選擇需要添加的源文件，然后點擊Open。(4)確認文件添加返回到“Add/RemoveFilesinProject”對話框中，確保源文件已列出在文件列表中。點擊OK以確認添加文件。28.解釋如何使用QuartusPrime的圖形化設計工具（如BlockDiagram/SchematicFile）。創(chuàng)建和使用BlockDiagram/SchematicFile的步驟如下：1、創(chuàng)建一個新的BlockDiagram/SchematicFile(1)打開項目啟動QuartusPrime并打開一個項目，或者創(chuàng)建一個新的項目。(2)創(chuàng)建新文件在主菜單中，選擇

File

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New。在彈出的對話框中選擇

BlockDiagram/SchematicFile。點擊

OK，這將打開一個新的圖形化設計文件窗口。(3)保存文件選擇

File

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SaveAs，為圖形文件指定一個名稱（如

top_design.bdf），然后保存。設計圖形化電路(1)添加組件在設計窗口的工具欄中，可以找到用于添加各種組件的按鈕。點擊

Insert

菜單，選擇

Symbol

以插入符號（例如邏輯門、觸發(fā)器、寄存器等）。如果要插入自定義子模塊，選擇

Insert

>

Instance，然后選擇項目中的已有模塊或自定義模塊。(2)連接組件使用連接線工具（通常在工具欄上顯示為一個帶箭頭的線），點擊并拖動以連接組件的引腳。確保連接線正確地連接到各個端口?？梢允褂?/p>

Insert

>

Wire

來手動繪制連接線。(3)設置組件屬性右鍵點擊組件或連接線，選擇

Properties，可以設置組件的參數(shù)或調(diào)整連接線的屬性。(4)添加輸入輸出端口通過選擇

Insert

>

Port

添加輸入和輸出端口。設置端口名稱和方向（輸入、輸出或雙向）。3、編譯和仿真完成設計后，點擊

Processing

>

StartCompilation

來編譯設計的電路。QuartusPrime將檢查設計是否正確并生成適用于FPGA的配置文件。使用QuartusPrime集成的仿真工具（如ModelSim）進行功能驗證?？梢跃帉憸y試平臺（testbench）來驗證設計的功能。4、編輯和管理設計(1)編輯設計在設計窗口中，可以隨時編輯和調(diào)整設計電路。使用工具欄上的各種工具來修改組件、連接線、端口等。(2)保存和關閉定期保存工作，選擇

File

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Save，保存設計。29.什么是綜合（synthesis）？在Quartus中如何執(zhí)行綜合？在FPGA設計中，“綜合”（Synthesis）是將硬件描述語言（HDL）代碼（如Verilog或VHDL）轉(zhuǎn)換為邏輯門級網(wǎng)表的過程。這是設計流程中的一個關鍵步驟，它將設計從高級的HDL描述轉(zhuǎn)化為可以在FPGA硬件上實現(xiàn)的邏輯電路。在IntelQuartusPrime軟件中，執(zhí)行綜合的過程如下：(1)打開QuartusPrime項目啟動QuartusPrime并打開已有項目，或者創(chuàng)建一個新的項目。(2)編寫VerilogHDL代碼在項目中創(chuàng)建和編輯HDL文件（如.v、.vh文件）?？梢允褂肣uartusPrime的編輯器來輸入和修改代碼。(3)添加設計文件到項目確保HDL文件已被添加到項目中?？梢栽赑roject菜單下選擇Add/RemoveFilesinProject，然后將HDL文件添加到項目中。(4)設置設計文件在Assignments菜單下，選擇Settings。在設置對話框中，確保頂層設計文件（頂層模塊）已被正確指定。選擇Files標簽頁，檢查頂層設計文件是否標記為頂層實體。(5)啟動綜合過程在主菜單中，選擇Processing>StartCompilation。在彈出的對話框中，確認你要執(zhí)行的操作是FullCompilation，然后點擊OK。QuartusPrime會執(zhí)行綜合及其他編譯步驟（如布局布線），并生成適合FPGA實現(xiàn)的配置文件。(6)查看綜合報告編譯完成后，可以查看綜合報告，以了解邏輯資源的使用情況和可能存在的問題。選擇Tools>Reports，然后選擇CompilationReport。在報告中，可以找到有關綜合過程和結果的詳細信息，包括資源利用率、延遲、時序等。30.在QuartusPrime中如何進行設計仿真？需要哪些工具？在IntelQuartusPrime中，設計仿真是驗證硬件設計是否按照預期工作的重要步驟。仿真可以幫助檢測和調(diào)試設計中的邏輯錯誤。以下是進行設計仿真的步驟和所需工具的詳細信息：1、設計仿真的步驟(1)準備仿真環(huán)境選擇仿真工具：QuartusPrime自身不包含仿真工具。通常，仿真需要與外部仿真工具配合使用，比如ModelSim、VCS（Synopsys）、或XSIM（Xilinx）。QuartusPrime支持與這些工具的集成。(2)編寫測試平臺創(chuàng)建測試平臺（Testbench）：測試平臺是一個HDL模塊，它生成測試輸入并監(jiān)控設計的輸出。測試平臺文件通常與設計文件一同編寫，并且用來模擬和驗證設計的功能。編寫測試用例：在測試平臺中定義各種輸入激勵，并檢查設計模塊的輸出是否符合預期。測試用例幫助模擬設計在不同條件下的行為。(3)配置仿真設置選擇仿真工具：在QuartusPrime中，選擇Assignments>Settings，然后在EDAToolSettings下選擇你要使用的仿真工具。例如，如果使用ModelSim，可以選擇ModelSim作為仿真工具。配置仿真選項：在EDAToolSettings對話框中，配置仿真選項和設置文件路徑，如仿真腳本、庫文件等。(4)生成仿真模型編譯設計：在