1、Verilog復習題一、填空題1. 用EDA技術進行電子系統設計的目標是最終完成ASIC的設計與實現。 2. 可編程器件分為 CPLD和FPGA。3. 隨著EDA技術的不斷完善與成熟，自頂向下的設計方法更多的被應用于Verilog HDL設計當中。4. 目前國際上較大的PLD器件制造公司有ALtera和Xilinx公司。 5. 完整的條件語句將產生組合電路，不完整的條件語句將產生時序電路。 6. 阻塞性賦值符號為 = ，非阻塞性賦值符號為 <=  。7有限狀態機分為Mo

2、ore和Mealy兩種類型。8、EDA縮寫的含義為電子設計自動化(Electronic Design Automation)9狀態機常用狀態編碼有二進制、格雷碼和獨熱碼。10Verilog HDL中任務可以調用其他任務和函數。11系統函數和任務函數的首字符標志為 $ ，預編譯指令首字符標志為 # 。12可編程邏輯器件的優化過程主要是對速度和資源的處理過程。13、大型數字邏輯電路設計采用的IP核有軟IP、固IP和硬IP。二、選擇題1、已知 “a =1b1; b=3b'001;”那么a,b（  C   ） &#

3、160; (A) 4b'0011  (B) 3b'001  (C) 4b'1001  (D) 3b'101 2、在verilog中，下列語句哪個不是分支語句？（  D    ）  (A) if-else (B) case  (C) casez  (D) repeat 

4、 3、Verilog HDL語言進行電路設計方法有哪幾種（8分） 自上而下的設計方法（Top-Down） 自下而上的設計方法（Bottom-Up） 綜合設計的方法4、在verilog語言中，a=4b'1011，那么   &a=（D   ）   (A) 4b'1011  (B) 4b'1111  (C) 1b'1  (D)

5、0;1b'0 5、在verilog語言中整型數據與（ C  ）位寄存器數據在實際意義上是相同的。  (A) 8  (B) 16  (C) 32  (D) 64  6、大規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_ 。  AFPGA全稱為復雜可編程邏輯器件；  BFPGA是基于乘積項結構的可編程邏輯器件； &#

6、160;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公司生產的器件中，MAX7000系列屬FPGA結構。 7. 子系統設計優化，主要考慮提高資源利用率減少功耗（即面積優化），以及提高運行速度（即速度優化）；指出下列哪些方法是面積優化_B_。   流水線設計 資源共享 邏輯優化 串行化 寄存器配平  關鍵 路徑法  A B     C  D

7、0;8、下列標識符中，_A_是不合法的標識符。 A9moon     BState0    C Not_Ack_0   D signall9、 下列語句中，不屬于并行語句的是：_D_ A. 過程語句     Bassign語句  C元件例化語句  Dcase語句10、P,Q,R都是4bit的輸入矢量，下面哪一種表達形式是正確的 5)1)i

8、nput P3:0,Q,R;2)input P,Q,R3:0;3)input P3:0,Q3:0,R3:0;4)input 3:0 P,3:0Q,0:3R;5)input 3:0 P,Q,R;11、請根據以下兩條語句的執行，最后變量A中的值是_。 reg 7:0 A;A=2'hFF; 8'b0000_0011 8'h03 8'b1111_1111 8'b11111111 12. 基于EDA軟件的FPGA / CPLD設計流程為：原理圖/HDL文本輸入   綜合  &

9、#160; _     _          適配編程下載硬件測試。正確的是 B           。 功能仿真 時序仿真 邏輯綜合 配置 分配管腳          

10、    A  B  C D 三、EDA名詞解釋（10分） ASIC      專用集成電路         RTL        寄存器傳輸級 FPGA      現場可編程門陣列 

11、;    SOPC       可編程片上系統 CPLD      復雜可編程邏輯器件   LPM       參數可定制宏模塊庫 EDA   電子設計自動化       IEEE  

12、60;    電子電氣工程師協會 IP       知識產權核           ISP         在線系統可編程三、簡答題 1、簡要說明仿真時阻塞賦值與非阻塞賦值的區別非阻塞（non-blocking)賦值方式 ( b<= a)：b的值被賦成新值a的操作, 并不是

13、立刻完成的，而是在塊結束時才完成；塊內的多條賦值語句在塊結束時同時賦值；硬件有對應的電路。阻塞（blocking)賦值方式 ( b = a)：b的值立刻被賦成新值a；完成該賦值語句后才能執行下一句的操作；硬件沒有對應的電路，因而綜合結果未知。阻塞賦值是在該語句結束是立即完成賦值操作；非阻塞賦值是在整個過程塊結束是才完成賦值操作。2、簡述有限狀態機FSM分為哪兩類？有何區別？有限狀態機的狀態編碼風格主要有哪三種？根據內部結構不同可分為摩爾型狀態機和米里型狀態機兩種。摩爾型狀態機的輸出只由當前狀態決定，而次態由輸入和現態共同決定；米里型狀態機的輸出由輸入和現態共同決定，而次態也由輸入和現態決定。狀

14、態編碼主要有三種：連續二進制編碼、格雷碼和獨熱碼。3、簡述基于數字系統設計流程包括哪些步驟?包括五個步驟：、設計輸入：將設計的結構和功能通過原理圖或硬件描述語言進行設計或編程，進行語法或邏輯檢查，通過表示輸入完成，否則反復檢查直到無任何錯誤。 、邏輯綜合：將較高層的設計描述自動轉化為較低層次描述的過程，包括行為綜合，邏輯綜合和版圖綜合或結構綜合，最后生成電路邏輯網表的過程。 、布局布線：將綜合生成的電路網表映射到具體的目標器件中，并產生最終可下載文件的過程。 、仿真：就是按照邏輯功能的算法和仿真庫對設計進行模擬，以驗證設計并排除錯誤的過程，包括功能仿真和時序仿真。 、編程配置：將適配后生成的編

15、程文件裝入到PLD器件的過程，根據不同器件實現編程或配置。4、簡述Verilog HDL編程語言中函數與任務運用有什么特點？函數和任務都能獨立完成相應電路功能，通過在同一模塊中的調用實現相應邏輯電路功能。但它們又有以下不同：、函數中不能包含時序控制語句，對函數的調用，必須在同一仿真時刻返回。而任務可以包含時序控制語句，任務的返回時間和調用時間可以不同。、在函數中不能調用任務，而任務中可以調用其它任務和函數。但在函數中可以調用其它函數或函數自身。、函數必須包含至少一個端口，且在函數中只能定義input端口。任務可以包含0個或任何多個端口，且可以定義input、output和inout端口。、函數

16、必須返回一個值，而任務不能返回值，只能通過output 或inout端口來傳遞執行結果。5、簡述FPGA與CPLD兩種器件應用特點。CPLD與FPGA都是通用可編程邏輯器件，均可在EDA仿真平臺上進行數字邏輯電路設計，它們不同體現在以下幾方面：FPGA集成度和復雜度高于CPLD，所以FPGA可實現復雜邏輯電路設計，而CPLD適合簡單和低成本的邏輯電路設計。、FPGA內主要由LUT和寄存器組成，傾向實現復雜時序邏輯電路設計，而CPLD內主要由乘積項邏輯組成，傾向實現組合邏輯電路設計。、FPGA工藝多為SRAM、flash等工藝，掉電后內信息消失，所以該類型需外配存儲器，而CPLD工藝多為EEPR

17、OM等工藝，掉電后信息不消失，所以不用外配存儲器。、FPGA相對CPLD成本高，但都可以在內都鑲嵌硬核和軟核，實現片上系統功能。2、 簡述有限狀態機FSM分為哪兩類？有何區別？有限狀態機的狀態編碼風格主要有哪三種？FSM的三段式描述風格中，三段分別描述什么？（本題6分） 答：Mearly型，Moore型；前者與輸入與當前狀態有關，而后者只和當前狀態有關；Binary，Gray，One-Hot編碼；分別為狀態保存，狀態切換，輸出； 四、計算題 1、   利用有限狀態機，以格雷碼編譯方式設計一個從輸出信號序列中檢測出101信號的

18、電路圖，其方塊圖、狀態圖和狀態表如圖表示。module melay(clk,Din,reset,Qout);input clk,reset;input Din;output Qout;reg Qout;parameter1:0 S0=2'b00,S1=2'b01,S2=2'b11;reg1:0 CS;reg1:0 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:bei

19、gn if(Din=1'b0) begin NS=S0; Qout=1'b0; end else begin NS=S1; Qout=1'b0; end end S1:begin if(Din=1'b0) begin NS=S2; Qout=1'b0; end else begin NS=S1; Qout=1'b0; end end S2:beign if(Din=1'b0) begin NS=S0; Qout=1'b0; end else begin NS=S1; Qout=1'b0; end end endcase e

20、nd endmodule4、下面是通過case語句實現四選一電路部分程序，將橫線上的語句補上，使程序形成完整功能。case(s1,s0)2b00:out=i0;2b01:out=i1;2b10:out=i2;2b11:out=i3;4、根據圖3給定的兩個2位全加器信號關系及實現的4位全加器功能部分程序，在下列部分程序中的橫線上填入必要語句，實現4位全加器的完整功能。2位加法器aibicisumcout2位加法器aibicisumcoutsum4(3.2)cout4a(1.0)b(1.0)cc0a(3.2)b(3.2)sum4(1.0)圖3 /底層4位全加器程序module add2(ai,bi

21、,ci,sum,cout);input 1:0ai,bi;input ci;output 1:0sum; reg 1:0sum;output cout;reg cout;always (ai,bi,ci) cout,sum=ai+bi+ci;endmodule/頂層8位全加器程序module fadd4(a,b,c,sum4,cout4);input 3:0a,b;input c;output 3:0 sum4output cout4;wire c0;add4 U1( a1:0,b1:0,c,c0,sum41:0);add4 U2( a3:0,b3:0,c0,count4,sum43:0);e

22、ndmodule5、 根據下列給定的仿真輸入輸出波形圖2，說明完成此功能的電路是什么功能電路？并寫出對應的Verilog HDL描述程序（圖中clk,clr為輸入，q,c為輸出）。4進制加法計數器module counter(clk,clr,q,c)input clk,clr;output ret1:0 q;output c;always(posedge clk or negedge clr)beginif(clr) q<=2h0;elsebeginif(2h3=q) q<=2h0;else q<=q+2h1;endendassign c=(2h3=q)endmodule6、

23、采用結構描述方法設計一個二進制數字半加器，輸入數據ai與bi，并將和輸出到so，進位輸出到co，給出詳細設計過程。輸入輸出aibisoco0000011010101101由輸入輸出邏輯表達式，采用與門and和異或門xor進行結構描述的程序如下：（6分）module hadd (ai,bi,so,co);input ai,bi;output so,co;xor(so,si,ci); and(co,ai,bi); endmodule6、 采用結構描述方法設計一個二進制數字比較器，比較輸入數據a與b的大小，并分別輸出到x，y和z，給出詳細設計過程。not(not_a,a);not(not_b,b);

24、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、采用結構描述方法設計一個3人競選數字電路，輸入數據2:0x，要求2人以上為1表示通過，且輸出為y為1，否則輸出相反，給出詳細設計過程。module three1(x,y); input 2:0 x; output y; y=a&b+a&c+b&c=ab+ac+bc;wire a,b,c;and(a,x0,x1); and(b,x1,x2); and(c,x1,x0); or(y,a,b,c) ;endmo

25、dule5、 程序注解（20分,每空1分）    endendmodule  本程序的邏輯功能是：    7人投票表決器                               

26、0;               六、VerilogHDL編程題（1、2小題10分，3小題20分）     要求：寫清分析設計步驟和注釋。 1.試用Verilog HDL描述一個帶進位輸入、輸出的8位全加器。 端口：A、B為加數，CIN為進位輸入，S為和，COUT為進位輸出 module add4v(a,b,ci,s,co);  

27、;  input3:0 a;    input3:0 b;    input  ci;    output3:0 s;    output co;        wire3:0 carry;      

28、0; function fa_s(input a,input b,input ci);   fa_s  = a  b  ci;    endfunction         function fa_c(input a,input b,input ci);  &

29、#160;    fa_c = a & b | a & ci | b & ci;    endfunction        assign  s0 = fa_s(a0,b0,ci);    assign &

30、#160;carry0 = fa_c(a0,b0,ci);      assign s1 = fa_s(a1,b1,carry0);    assign carry1 = fa_c(a1,b1,carry0);        assign s2 = fa_s(a2,b2,carry1);  

31、;  assign carry2 = fa_c(a2,b2,carry1);        assign s3 = fa_s(a3,b3,carry2);    assign co = fa_c(a3,b3,carry2); endmodule         

32、0;/ 帶同步清0/同步置1(低電平有效)的D觸發器.module dff_syn(q,qn,d,clk,set,reset); /定義模塊為diff_syn, 端口為q,qn,d,clk,set,resetinput d,clk,set,reset; output q,qnreg q,qn; /定義端口d,clk,set,reset為輸入端口,q,qn為輸出端口always (posedge clk) /對clk信號上升沿有效 begin if(reset) begin q<=1'b0;qn<=1'b1;end /同步清零,低電平有效else if(set) begin q<=1'b1;qn<=1'b0;end /同步置位, 低電平有效else begin q<=d; qn<=d; end /q輸出為d, qn輸出為非d; endendmodule /模塊結束