Verilog复习题分析

一、填空题

1. 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。 2. 可编程器件分为 CPLD和FPGA。

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和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 <= 。 7.有限状态机分为Moore和Mealy两种类型。

8、EDA缩写的含义为电子设计自动化(Electronic Design Automation) 9.状态机常用状态编码有二进制、格雷码和独热码。 10.Verilog HDL中任务可以调用其他任务和函数。

11.系统函数和任务函数的首字符标志为 $ ,预编译指令首字符标志为 # 。 12.可编程逻辑器件的优化过程主要是对速度和资源的处理过程。 13、大型数字逻辑电路设计采用的IP核有软IP、固IP和硬IP。 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Verilog HDL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。 2、 程序注解,并说明整个程序完成的功能。

module AAA ( a ,b ); 定义模块名为AAA,端口为a,b output a ; 定义a为输出端口 input [6:0] b ; 定义b为输出端口,b为7位二进制数 reg[2:0] sum; sum为reg型变量,用于统计赞成的人数 integer i; 定义整型变量i为循环控制变量 reg a ; 定义a为寄存器变量 always @ (b) 过程语句,敏感变量为b begin 语句块 sum = 0; sum初值为0 for(i = 0;i<=6;i = i+1) for语句,统计b为1的个数

if(b[i]) 条件语句

sum = sum+1; 只要有人投赞成票,则 sum加1 if(sum[2]) a = 1; 若超过4人赞成,则表决通过

else a = 0; 若不到4人,则不通过 end

endmodule

本程序的逻辑功能是: 7人投票表决器

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。

目前状态CSS0=00S1=01S2=11下一状态NS和输出QoutDin=0Din=1SO, OS1, 0S2, 0S1, 0S0, 0S1, 1module melay(clk,Din,reset,Qout);

input clk,reset; input Din; output Qout; reg Qout;

parameter[1:0] S0=2'b00,S1=2'b01,S2=2'b11; reg[1:0] CS; reg[1:0] NS;

always @(posedge clk or posedge reset) begin

if(reset==1'b01) CS=S0; else CS=NS; end

always @(CS or Din) begin

case(CS) S0:beign

if(Din==1'b0) begin

NS=S0; Qout=1'b0; end else begin

NS=S1; Qout=1'b0;

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