eda技術(shù)實(shí)用教程期末考試題及答案EDA技術(shù)實(shí)用教程期末考試題一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）1.以下哪種不是常用的EDA設(shè)計(jì)輸入方式（）A.原理圖輸入B.硬件描述語言輸入C.波形輸入D.軟件編程輸入2.VerilogHDL中，`reg`類型數(shù)據(jù)默認(rèn)初始值為（）A.0B.1C.xD.z3.在VHDL中，下列標(biāo)識(shí)符正確的是（）A.2signalB.signal_2C.signal2D.signal24.FPGA是指（）A.現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列B.復(fù)雜可編程邏輯器件C.可編程陣列邏輯D.通用陣列邏輯5.下列哪種邏輯門在VerilogHDL中不能直接使用（）A.與門B.或門C.非門D.異或非門6.在EDA設(shè)計(jì)流程中，綜合的作用是（）A.將高層次的設(shè)計(jì)描述轉(zhuǎn)換為低層次的門級(jí)電路描述B.對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行功能仿真C.將設(shè)計(jì)下載到硬件平臺(tái)D.對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行時(shí)序分析7.VHDL中，`std_logic`類型數(shù)據(jù)的取值有（）種。A.2B.4C.9D.168.VerilogHDL中，`always`塊的觸發(fā)方式不包括（）A.電平觸發(fā)B.邊沿觸發(fā)C.事件觸發(fā)D.定時(shí)觸發(fā)9.以下關(guān)于EDA技術(shù)的特點(diǎn)，錯(cuò)誤的是（）A.采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法B.設(shè)計(jì)過程中主要依賴手工布線C.可實(shí)現(xiàn)硬件的軟件化設(shè)計(jì)D.具有高度的集成性10.在FPGA開發(fā)中，約束文件的主要作用是（）A.對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行功能約束B.對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行時(shí)序約束C.對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行資源約束D.以上都是二、填空題（每題3分，共15分）1.EDA技術(shù)的英文全稱是____________________。2.VerilogHDL中，`wire`類型數(shù)據(jù)通常用于表示__________之間的連接。3.VHDL中，實(shí)體（Entity）用于描述設(shè)計(jì)實(shí)體的__________。4.FPGA的配置方式主要有主動(dòng)配置和__________兩種。5.在EDA設(shè)計(jì)中，仿真分為功能仿真和__________仿真。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)流程。2.比較VerilogHDL和VHDL的特點(diǎn)。3.說明FPGA和CPLD的主要區(qū)別。四、編程題（共25分）1.（12分）使用VerilogHDL設(shè)計(jì)一個(gè)4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，具有異步復(fù)位和同步使能功能。復(fù)位信號(hào)`rst`高電平有效，使能信號(hào)`en`高電平有效。2.（13分）使用VHDL設(shè)計(jì)一個(gè)2選1多路選擇器，輸入端口為`a`、`b`和選擇信號(hào)`sel`，輸出端口為`y`。答案一、單項(xiàng)選擇題1.D。常用的EDA設(shè)計(jì)輸入方式有原理圖輸入、硬件描述語言輸入、波形輸入等，軟件編程輸入不屬于常用的EDA設(shè)計(jì)輸入方式。2.C。VerilogHDL中，`reg`類型數(shù)據(jù)默認(rèn)初始值為`x`（不確定值）。3.B。VHDL中標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則：必須以字母開頭，只能由字母、數(shù)字和下劃線組成，不能使用保留字。選項(xiàng)A以數(shù)字開頭，選項(xiàng)C包含減號(hào)，選項(xiàng)D包含井號(hào)，均不正確。4.A。FPGA是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的英文縮寫。5.D。VerilogHDL中可以直接使用與門、或門、非門等基本邏輯門，異或非門需要通過其他邏輯門組合實(shí)現(xiàn)。6.A。綜合的作用是將高層次的設(shè)計(jì)描述（如硬件描述語言描述）轉(zhuǎn)換為低層次的門級(jí)電路描述。7.C。`std_logic`類型數(shù)據(jù)的取值有9種，分別是'U'、'X'、'0'、'1'、'Z'、'W'、'L'、'H'、'-'。8.D。`always`塊的觸發(fā)方式有電平觸發(fā)、邊沿觸發(fā)和事件觸發(fā)，不包括定時(shí)觸發(fā)。9.B。EDA技術(shù)采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，可實(shí)現(xiàn)硬件的軟件化設(shè)計(jì)，具有高度的集成性，設(shè)計(jì)過程中主要依賴自動(dòng)化工具，而不是手工布線。10.D。約束文件在FPGA開發(fā)中可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行功能約束、時(shí)序約束和資源約束等。二、填空題1.ElectronicDesignAutomation（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）2.模塊3.外部接口4.被動(dòng)配置5.時(shí)序三、簡(jiǎn)答題1.EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)流程主要包括以下步驟：設(shè)計(jì)輸入：可以采用原理圖輸入、硬件描述語言輸入等方式將設(shè)計(jì)意圖輸入到EDA工具中。綜合：將高層次的設(shè)計(jì)描述轉(zhuǎn)換為低層次的門級(jí)電路描述。仿真：分為功能仿真和時(shí)序仿真，功能仿真主要驗(yàn)證設(shè)計(jì)的功能是否正確，時(shí)序仿真考慮了電路的延時(shí)等因素。布局布線：將綜合后的網(wǎng)表映射到具體的硬件資源上，并進(jìn)行布線。下載配置：將設(shè)計(jì)結(jié)果下載到目標(biāo)硬件平臺(tái)（如FPGA、CPLD等）。硬件測(cè)試：對(duì)下載后的硬件進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。2.VerilogHDL和VHDL的特點(diǎn)比較如下：語法風(fēng)格：VerilogHDL語法簡(jiǎn)潔，類似于C語言，易于學(xué)習(xí)和掌握；VHDL語法嚴(yán)謹(jǐn)，語法結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但代碼的可讀性和可維護(hù)性較好。應(yīng)用場(chǎng)景：VerilogHDL在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，特別是在ASIC設(shè)計(jì)和FPGA設(shè)計(jì)中；VHDL在歐洲和軍工領(lǐng)域應(yīng)用較多。設(shè)計(jì)效率：VerilogHDL編寫代碼速度較快，對(duì)于簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)可以快速實(shí)現(xiàn)；VHDL由于語法嚴(yán)謹(jǐn)，編寫代碼相對(duì)較慢，但在大型復(fù)雜設(shè)計(jì)中更能保證代碼的質(zhì)量。數(shù)據(jù)類型：VerilogHDL數(shù)據(jù)類型相對(duì)較少，主要有`wire`、`reg`等；VHDL數(shù)據(jù)類型豐富，有`std_logic`、`std_logic_vector`等多種數(shù)據(jù)類型。3.FPGA和CPLD的主要區(qū)別如下：結(jié)構(gòu)：FPGA采用查找表（LUT）結(jié)構(gòu)，內(nèi)部資源豐富，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的邏輯設(shè)計(jì)；CPLD采用乘積項(xiàng)結(jié)構(gòu)，適合實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的組合邏輯和少量的時(shí)序邏輯。集成度：FPGA的集成度較高，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬門甚至更高的邏輯規(guī)模；CPLD的集成度相對(duì)較低，一般在數(shù)萬門到數(shù)十萬門之間。速度：CPLD的速度相對(duì)較快，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，信號(hào)傳輸延遲較小；FPGA的速度取決于具體的設(shè)計(jì)和布局布線情況，一般在高速設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行精心的時(shí)序優(yōu)化。編程方式：FPGA一般采用SRAM工藝，掉電后配置信息丟失，需要外部配置芯片；CPLD一般采用EEPROM或Flash工藝，掉電后配置信息不丟失。應(yīng)用場(chǎng)景：FPGA適用于大規(guī)模、復(fù)雜的邏輯設(shè)計(jì)，如數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理等；CPLD適用于簡(jiǎn)單的邏輯控制、接口轉(zhuǎn)換等應(yīng)用。四、編程題1.VerilogHDL代碼如下：```verilogmodulecounter_4bit(inputwireclk,inputwirerst,inputwireen,outputreg[3:0]count);always@(posedgeclkorposedgerst)beginif(rst)begincount<=4'b0000;endelseif(en)begincount<=count+1;endendendmodule```2.VHDL代碼如下：```vhdllibraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;entitymux_2to1isPort(a:inSTD_LOGIC;b:inSTD_LOG