2010—2011学年第一学期期末考试试
卷（闭卷）
年级 2008 专业 信息处理与交换 （本）课程名称 EDA技术基础
教师出题时请勿超出边界虚线；
2、学生答题前将密封线外的内容填写清
楚，答题不得超出密封线；
3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。
一、单项选择题（30分） 1．以下描述错误的是 C A．QuartusII是Altera提供的FPGA/CPLD集成开发环境
B．Altera是世界上最大的可编程逻辑器件供应商之一
C．MAX+plusII是Altera前一代FPGA/CPLD集成开发环境QuartusII的更新换代新产品
D．QuartusII完全支持VHDL、Verilog的设计流程
2．以下工具中属于FPGA/CPLD开发工具中的专用综合器的是 B
A．ModelSim B．Leonardo Spectrum C．Active HDL D．QuartusII
3．以下器件中属于Xilinx 公司生产的是 C A．ispLSI系列器件 B．MAX系列器件
C．XC9500系列器件 D．FLEX系列器件
4．以下关于信号和变量的描述中错误的是 B A．信号是描述硬件系统的基本数据对象，它的性质类似于连接线
B．信号的定义范围是结构体、进程
C．除了没有方向说明以外，信号与实体的端口概念是一致的
D．在进程中不能将变量列入敏感信号列表中 5．以下关于状态机的描述中正确的是 B A．Moore型状态机其输出是当前状态和所有输入的函数
B．与Moore型状态机相比，Mealy型的输出变化要领先一个时钟周期
C．Mealy型状态机其输出是当前状态的函数 D．以上都不对
6．下列标识符中， B 是不合法的标识符。 A．PP0 B．END C．Not_Ack D．sig
7．大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对CPLD结构与工作原理的描述中，正确的是 C 。
A．CPLD即是现场可编程逻辑器件的英文简称 B．CPLD是基于查找表结构的可编程逻辑器件 C．早期的CPLD是从GAL的结构扩展而来 D．在Altera公司生产的器件中，FLEX10K 系列属CPLD结构
8．综合是EDA设计流程的关键步骤，在下面对综合的描述中， D 是错误的。
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A．综合就是把抽象设计层次中的一种表示转化成另一种表示的过程 B．综合就是将电路的高级语言转化成低级的，可与FPGA / CPLD的基本结构相映射的网表文件 C．为实现系统的速度、面积、性能的要求，需要对综合加以约束，称为综合约束 D．综合可理解为，将软件描述与给定的硬件结构用电路网表文件表示的映射过程，并且这种映射关系是唯一的（即综合结果是唯一的） 9．嵌套使用IF语句，其综合结果可实现 A 。 A．带优先级且条件相与的逻辑电路 B．条件相或的逻辑电路 C．三态控制电路 D．双向控制电路 10．在VHDL语言中，下列对时钟边沿检测描述中，错误的是 D 。 A．if clk'event and clk = ‘1’ then B．if falling_edge(clk) then C．if clk’event and clk = ‘0’ then D．if clk’stable and not clk = ‘1’ then 11．下列那个流程是正确的基于EDA软件的FPGA / CPLD设计流程 B A．原理图/HDL文本输入→适配→综合→功能仿真→编程下载→硬件测试 B．原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→适配→编程下载→硬件测试 C．原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→编程下载→→适配硬件测试； D．原理图/HDL文本输入→功能仿真→适配→编程下载→综合→硬件测试 12．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，正确的是 A 。 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，等待下一次进程启动 B．敏感信号参数表中，应列出进程中使用的所有输入信号 C．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 D．当前进程中声明的变量也可用于其他进程 13 ． 下列语句中，不属于并行语句的是 B A．进程语句 B．CASE语句 C．元件例化语句 D．WHEN…ELSE…语句 14．VHDL语言共支持四种常用库，其中哪种库是用户的VHDL设计现行工作库 D A．IEEE库 B．VITAL库 C．STD库 D．WORK库 15．VHDL语言是一种结构化设计语言；一个设计实体（电路模块）包括实体与结构体两部分，结构体描述 D 。 A．器件外部特性 B．器件的综合约束 C．器件外部特性与内部功能 D．器件的内部功能 二、EDA名词解释，写出下列缩写的中文含义（10分）
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1．CPLD：复杂可编程逻辑器件 2．ASIC：专用集成电路 3．LUT：查找表
4．EDA：电子设计自动化
5．ROM：只读存储器 三、程序填空题（20分）
以下是一个模为24（0~23）的8421BCD码加法计数器VHDL描述，请补充完整 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY tb IS PORT ( CLK : IN STD_LOGIC ; SHI, GE : OUT INTEGER RANGE 0 TO 9 ) ; END ; ARCHITECTURE bhv OF tb IS SIGNAL SHI1,GE1 : INTEGER RANGE 0 TO 9; BEGIN PROCESS (CLK) BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK='1' then IF GE1 = 9 THEN GE1 <= 0 ; SHI1<=SHI1+1; ELSIF SHI1=2 AND GE1=3 THEN SHI1<=0; GE1<=0; ELSE GE1 <= GE1+1; END IF; END IF; END PROCESS ; GE <= GE1; SHI <=SHI1; END bhv; 四、程序改错题（仔细阅读下列程序后回答问题，12分） 1 LIBRARY IEEE; 2 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; 3 USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; 4 ENTITY gc IS 5 PORT ( CLK : IN STD_LOGIC ; 6 Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)) ; 7 END gc; 8 ARCHITECTURE bhv OF gc IS 9 SIGNAL Q1 : RANGE 0 TO 9; 10 BEGIN 11 PROCESS (clk,Q) 12 BEGIN 13 IF RISING_EDGE(CLK) THEN 14 IF Q1 < \"1001\" THEN 15 Q1 <= Q1 + 1 ; 16 ELSE 17 Q1 <= (OTHERS => '0'); 18 END IF; 读书破万卷 下笔如有神
19 END IF; 20 END PROCESS ; 21 Q <= Q1; 22 END bhv; 程序编译时，提示的错误为： Error: Line 9: File e:\\mywork\est\\gc.vhd: VHDL syntax error: subtype indication must have resolution function or type mark,but found RANGE instead Error: Line 11: File e:\\mywork\est\\gc.vhd: interface Declaration error:can't read port \"Q\" of mode OUT 请回答问题：在程序中存在两处错误，试指出并修改正确（如果是缺少语句请指出应该插入的行号） 答：（1）第9行有误，SIGNAL Q1 : RANGE 0 TO 9数据类型有误，应该改成SIGNAL Q1 : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)
（2）第11行有误，敏感信号列表中不能出现输出端口，应该改成PROCESS (clk)
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五、（28分） 1．试用VHDL描述一个外部特性如图所示的D触发器。（10分）
参考程序如下：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY mydff IS
PORT(CLK:IN STD_LOGIC; D:IN STD_LOGIC; Q:OUT STD_LOGIC); END;
ARCHITECTURE bhv OF mydff IS BEGIN
PROCESS(CLK) BEGIN
IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN Q<=D; END IF;
END PROCESS; END;
其它/00001/1001S0S1其它/10010/0000其它/1111S30/1100其它/11001/1111S2
参考程序如下：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY FSM2 IS
PORT ( clk,reset,in1 : IN STD_LOGIC;
out1 : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0)); END;
ARCHITECTURE bhv OF FSM2 IS
TYPE state_type IS (s0, s1, s2, s3);
SIGNALcurrent_ state,next_state: state_type; BEGIN
P1:PROCESS(clk,reset) BEGIN
IF reset = ‘1’ THEN current_state <= s0; ELSIF clk='1' AND clk'EVENT THEN
current_state <=next_state; END IF;
END PROCESS;
P2:PROCESS(current_state)
2.下图为某一状态机对应的状态图，试用VHDL语言描述这一状态机。（18分）
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BEGIN
case current_state is WHEN s0 => IF in1=‘1’THEN next_state<=s1; ELSE next_state<=s0;
END IF;
WHEN s1 => IF in1='0'THEN next_state<=S2; ELSE next_state<=s1; END IF;
WHEN s2 => IF in1='1'THEN next_state<=S3; ELSE next_state<=s2;
END IF;
WHEN s3 => IF in1='0'THEN next_state<=S0;
ELSE next_state<=s3; END IF;
end case;
END PROCESS;
p3:PROCESS(current_state) BEGIN
case current_state is
WHEN s0 => IF in1=‘1’THEN out1<=“1001”; ELSE out1<=\"0000\"; END IF; WHEN s1 => IF in1='0'THEN out1<=\"1100\"; ELSE out1<=\"1001\"; END IF; WHEN s2 => IF in1='1'THEN out1<=\"1111\"; ELSE out1<=\"1001\"; END IF; WHEN s3 => IF in1='1'THEN out1<=\"0000\"; ELSE out1<=\"1111\"; END IF;
end case; END PROCESS; end bhv;
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