Verilog复习题Word文档格式.doc
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3、Verilog
HDL语言进行电路设计方法有哪几种（8分）
①自上而下的设计方法（Top-Down）
②自下而上的设计方法（Bottom-Up）
③综合设计的方法
4、在verilog语言中，a=4b'
1011，那么
&
a=（D
1011
1111
1b'
1
0
5、在verilog语言中整型数据与（
）位寄存器数据在实际意义上是相同的。
（A）
8
16
32
64
6、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___C____
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。
7.
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___B______。
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．①③⑤
B．②③④
C．②⑤⑥
D．①④⑥
8、下列标识符中，_____A_____是不合法的标识符。
A．9moon
B．State0
C．
Not_Ack_0
D．
signall
9、
下列语句中，不属于并行语句的是：
____D___
A.过程语句
B．assign语句
C．元件例化语句
D．case语句
6、10、P,Q,R都是4bit的输入矢量，下面哪一种表达形式是正确的5）
1）inputP[3:
0],Q,R;
2）inputP,Q,R[3:
0];
3）inputP[3:
0],Q[3:
0],R[3:
4）input[3:
0]P,[3:
0]Q,[0:
3]R;
5）input[3:
0]P,Q,R;
11、请根据以下两条语句的执行，最后变量A中的值是___①___。
reg[7:
0]A;
A=2'
hFF;
①8'
b0000_0011②8'
h03③8'
b1111_1111④8'
b11111111
三、简答题
1、简要说明仿真时阻塞赋值与非阻塞赋值的区别
非阻塞（non-blocking）赋值方式（b<
=a）：
b的值被赋成新值a的操作,并不是立刻完成的，而是在块结束时才完成；
块内的多条赋值语句在块结束时同时赋值；
硬件有对应的电路。
阻塞（blocking）赋值方式（b=a）：
b的值立刻被赋成新值a；
完成该赋值语句后才能执行下一句的操作；
硬件没有对应的电路，因而综合结果未知。
阻塞赋值是在该语句结束是立即完成赋值操作；
非阻塞赋值是在整个过程块结束是才完成赋值操作。
2、简述有限状态机FSM分为哪两类？
有何区别？
有限状态机的状态编码风格主要有哪三种？
根据内部结构不同可分为摩尔型状态机和米里型状态机两种。
摩尔型状态机的输出只由当前状态决定，而次态由输入和现态共同决定；
米里型状态机的输出由输入和现态共同决定，而次态也由输入和现态决定。
状态编码主要有三种：
连续二进制编码、格雷码和独热码。
3、简述基于数字系统设计流程包括哪些步骤?
包括五个步骤：
⑴、设计输入：
将设计的结构和功能通过原理图或硬件描述语言进行设计或编程，进行语法或逻辑检查，通过表示输入完成，否则反复检查直到无任何错误。
⑵、逻辑综合：
将较高层的设计描述自动转化为较低层次描述的过程，包括行为综合，逻辑综合和版图综合或结构综合，最后生成电路逻辑网表的过程。
⑶、布局布线：
将综合生成的电路网表映射到具体的目标器件中，并产生最终可下载文件的过程。
⑷、仿真：
就是按照逻辑功能的算法和仿真库对设计进行模拟，以验证设计并排除错误的过程，包括功能仿真和时序仿真。
⑸、编程配置：
将适配后生成的编程文件装入到PLD器件的过程，根据不同器件实现编程或配置。
4、简述VerilogHDL编程语言中函数与任务运用有什么特点？
函数和任务都能独立完成相应电路功能，通过在同一模块中的调用实现相应逻辑电路功能。
但它们又有以下不同：
⑴、函数中不能包含时序控制语句，对函数的调用，必须在同一仿真时刻返回。
而任务可以包含时序控制语句，任务的返回时间和调用时间可以不同。
⑵、在函数中不能调用任务，而任务中可以调用其它任务和函数。
但在函数中可以调用其它函数或函数自身。
⑶、函数必须包含至少一个端口，且在函数中只能定义input端口。
任务可以包含0个或任何多个端口，且可以定义input、output和inout端口。
⑷、函数必须返回一个值，而任务不能返回值，只能通过output或inout端口来传递执行结果。
5、简述FPGA与CPLD两种器件应用特点。
CPLD与FPGA都是通用可编程逻辑器件，均可在EDA仿真平台上进行数字逻辑电路设计，它们不同体现在以下几方面：
⑴FPGA集成度和复杂度高于CPLD，所以FPGA可实现复杂逻辑电路设计，而CPLD适合简单和低成本的逻辑电路设计。
⑵、FPGA内主要由LUT和寄存器组成，倾向实现复杂时序逻辑电路设计，而CPLD内主要由乘积项逻辑组成，倾向实现组合逻辑电路设计。
⑶、FPGA工艺多为SRAM、flash等工艺，掉电后内信息消失，所以该类型需外配存储器，而CPLD工艺多为EEPROM等工艺，掉电后信息不消失，所以不用外配存储器。
⑷、FPGA相对CPLD成本高，但都可以在内都镶嵌硬核和软核，实现片上系统功能。
四、计算题
1、
利用有限状态机，以格雷码编译方式设计一个从输出信号序列中检测出101信号的电路图，其方块图、状态图和状态表如图表示。
modulemelay（clk,Din,reset,Qout）;
inputclk,reset;
inputDin;
outputQout;
regQout;
parameter[1:
0]S0=2'
b00,S1=2'
b01,S2=2'
b11;
reg[1:
0]CS;
0]NS;
always@（posedgeclkorposedgereset）
begin
if（reset==1'
b01）
CS=S0;
elseCS=NS;
end
always@（CSorDin）
begin
case（CS）
S0:
beign
if（Din==1'
b0）
begin
NS=S0;
Qout=1'
b0;
end
else
NS=S1;
end
S1:
begin
NS=S2;
S2:
endcase
end
endmodule
2、
程序注解，并说明整个程序完成的功能。
module
AAA
a
b
）;
output
；
input
[6:
0]
b；
reg[2:
sum;
integer
i;
reg
always
@
（b）
begin
sum
=
0;
for（i
i<
=6;
i
i+1）
if（b[i]）
sum+1;
if（sum[2]）
1;
else
end
endmodule
3、设计一个带有异步复位控制端和时钟使能控制端的10进制计数器。
端口设定如下：
输入端口：
CLK：
时钟，RST：
复位端，EN：
时钟使能端，LOAD：
置位控制端，
DIN：
置位数据端；
输出端口：
COUT：
进位输出端，DOUT：
计数输出端。
modulecnt10（clk,rst,en,loat,cout,dout,data）;
inputclk;
inputen;
inputrst;
inputload;
input[3:
0]data;
output[3:
0]dout;
outputcout;
reg[3:
0]q1;
regcout;
assigndout=q1;
always@（posedgeclkornegedgerst）begin
if（!
rst）q1<
=0;
elseif（en）
loat）q1<
=data;
elseif（q1<
9）q1<
=q1+1;
elseq1<
=4'
b0000;
end
always@（q1）
if（q1==4'
h9）cout=1'
b1;
elsecout=1'
endmodule
4、下面是通过case语句实现四选一电路部分程序，将横线上的语句补上，使程序形成完整功能。
case（{s1,s0}）
2’b00:
out=i0;
2’b01:
out=i1;
2’b10:
out=i2;
2’b11:
out=i3;
3、标注各语句功能，指出整个程序完成的电路功能。
//带同步清0/同步置1（低电平有效）的D触发器.
moduledff_syn（q,qn,d,clk,set,reset）;
//定义模块为diff_syn,端口为q,qn,d,clk,set,reset
inputd,clk,set,reset;
outputregq,qn;
//定义端口d,clk,set,reset为输入端口,reg,q,qn为输出端口
always@（posedgeclk）//对clk信号上升沿有效
begin
if（~reset）beginq<
=1'
qn<
end //同步清零,低电平有效
elseif（~set）beginq<
end//同步置位,低电平有效
elsebeginq<
=d;
qn<
=~d;
end//q输出为d,qn输出为非d;
end
endmodule//模块结束
4、根据图3给定的两个2位全加器信号关系及实现的4位全加器功能部分程序，在下列部分程序中的横线上填入必要语句，实现4位全加器的完整功能。
2位加法器
ai
bi
ci
sum
cout
sum4（3..2）））
cout4
a（1..0）
b（1..0）
c
c0
a（3..2）
b（3..2）
sum4（1..0）
图3
//底层4位全加器程序
moduleadd2（ai,bi,ci,sum,cout）;
input[1:
0]ai,bi;
inputci;
output[1:
0]sum;
reg[1:
outputcout;
regcout;
always@（ai,bi,ci）
{cout,sum}=ai+bi+ci;
//顶层8位全加器程序
modulefadd4（a,b,c,sum4,cout4）;
0]a,b;
inputc;
0]sum4outputcout4;
wirec0;
add4U1（a[1:
0],b[1:
0],c,c0,sum4[1:
0]）;
add4U2（a[3:
0],b[3:
0],c0,count4,sum4[3:
5、根据下列给定的仿真输入输出波形图2，说明完成此功能的电路是什么功能电路？
并写出对应的VerilogHDL描述程序（图中clk,clr为输入，q,c为输出）。
4进制加法计数器
modulecounter（clk,clr,q,c）
inputclk,clr;
outputret[1:
0]q;
outputc;
always@（posedgeclkornegedgeclr）
if（~clr）q<
=2’h0;
else
if（2’h3==q）q<
elseq<
=q+2’h1;
assignc=（2’h3==q）
6、采用结构描述方法设计一个二进制数字半加器，输入数据ai与bi，并将和输出到so，进位输出到co，给出详细设计过程。
输入
输出
so
co
1
由输入输出逻辑表达式，采用与门and和异或门xor进行结构描述的程序如下：
（6分）
modulehadd（ai,bi,so,co）;
inputai,bi;
outputso,co;
xor（so,si,ci）;
and（co,ai,bi）;
6、采用结构描述方法设计一个二进制数字比较器，比较输入数据a与b的大小，并分别输出到x，y和z，给出详细设计过程。
not（not_a,a）;
not（not_b,b）;
and（ab,a,b）;
and（not_ab,not_a,not_b）;
or（x,ab,not_ab）;
and（y,not_a,b）;
and（z,a,not_b）;
7、采用结构描述方法设计一个3人竞选数字电路，输入数据[2:
0]x，要求2人以上为1表示通过，且输出为y为1，否则输出相反，给出详细设计过程。
modulethree1（x,y）;
input[2:
0]x;
outputy;
y=a&
b+a&
c+b&
c=ab+ac+bc;
wirea,b,c;
and（a,x[0],x[1]）;
and（b,x[1],x[2]）;
and（c,x[1],x[0]）;
or（y,a,b,c）;
一、填空题（10分,每小题1分）
用EDA技术进行电子系统设计的目标是最终完成
ASIC
的设
计与实现。
FPGA
和
CPLD
3.随着EDA技术的不断完善与成熟，
自顶向下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
Altera
Xilinx
公司。
5.完整的条件语句将产生
组合
电路，不完整的条件语句将产生时序
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）
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
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
B
①功能仿真
②时序仿真
③逻辑综合
④配置
⑤分配管脚
A．③①
B．①⑤
C．④⑤
D．④②
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
下列标识符中，____A______是不合法的标识符。
signall
___D____
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A．过程语句
D．case语句
三、EDA名词解释（10分）
写出下列缩写的中文含义：
ASIC：
RTL：
FPGA：
SOPC：
CPLD：
LPM：
EDA：
IEEE：
IP：
ISP：
四、简答题（10分）
简要说明仿真时阻塞赋值与非阻塞赋值的区别（本题4分）。
简述有限状态机FSM分为哪两类？
有限状态机的状态编码风格主要有
哪三种？
FSM的三段式描述风格中，三段分别描述什么？
（本题6分）
五、程序注解（20分,每空1分）
b
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