eda技术课程总结与心得

【第一章】1、FPGA芯片的发展主要体现在哪几个方面？未来的发展趋势是什么？

ANS:

2、EDA技术的优势是什么？

ANS: EDA依赖功能强大的计算机在EDA工具软件平台上自动的完成逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合，以及逻辑优化和仿真等功能，直至实现既定性能的电子线路系统功能。EDA使得设计者的工作几乎仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言HDL和EDA工具软件来完成对系统硬件功能的实现 + P 10

3、EDA的设计流程包括哪几个环节？

ANS: ①设计输入（原理图/HDL文本编辑） ②综合 ③ FPGA/CPLD 适配 ④ 时序仿真与功能门级仿真 ⑤FPGA/CPLD编程下载 ⑥FPGA/CPLD器件电路硬件检测。

4、硬件描述语言的种类有哪些？

ANS: VHDL 、Verilog HDL、SystemVerilog、System C 等

5、自顶向下设计方法的优点是什么？

ANS: 过程大部分由计算机完成，可植性强，便于系统的优化和升级，以及对模型进行及时的修改，以改进系统或子系统的功能，更正设计错误，提高目标系统的工作速度，减小面积耗用，降低功耗和成本等。在EDA技术应用中，自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程。

6、ip核可分为哪几类？

ANS: ①软IP 、②固IP、③硬IP

7、ip在EDA技术的应用和发展中的意义是什么？

ANS: IP就是将某些功能固化，而当EDA设计也需要这些功能的时候，就可以直接将植入了此功能的IP拿过来直接用，而不用再重新设计。这样既可以提高效率又可以减少设计风险。IP核具有规范的接口协议，良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。

【第二章】1、可编程逻辑器件经历哪些发展过程？ ANS:

2、Altera公司的PLD芯片主要有哪些系列？ ANS: 按照推出的先后顺序：Classic 、MAX、FLEX、APEX、ACEX、APEX 2、Cyclone/2/3/4、

MAX2、Stratix-1/2/3/4/6.

【第三章】1、一个完整的VHDL程序包括哪几个部分？其作用是什么？ ANS: ①实体描述部分 ②结构体描述部分 作用 略

2、VHDL中标示符的命名规则是什么？

ANS: 标识符是设计者在VHDL程序中自己定义的，用于标识不同名称的词语。例如实体名、端口名等。具体规则如下：

·有效的字符：包括26个大小写英文字母，数字包括0~9以及下划线。 ·任何标识符必须以英文字母开头

·必须是单一的下划线，且前后都要有字母或数字。 ·标识符中的英文字母不区分大小写。

·允许包含图形符号（如回车符、换行符等），也允许包含空格符。

3、端口模式有哪些？

ANS: ①IN 2、OUT 3、INOUT双向端口 4、BUFFER 缓冲端口

4、VHDL中有哪些基本的数据类型？ ANS: bit、bit_vector、 std_logic、std_logic_vector、boolean（布尔）、natural （自然数）、integer（整数）、signed（有符号）、unsigned（无符号）、array（数组类)、record（记录类型）、 Subtype（子类型）、用户自定义类型。

5、常用的VHDL程序包有哪些？

ANS：STD_LOGIC_1164、STD_LOGIC_ARITH、STD_LOGIC_SIGNED、STD_LOGIC_UNSIGNED

【第五章】1、简述信号和变量的区别

ANS：比较对象 信号SIGNAL 变量VARIABLE 基本用法 用于作为电路中的信号连线 用于作为进程中局部数据存储单元 适用范围 在整个结构体内的任何地方都适用 只能在所定义的进程中使用 行为特性 在进程最后才对信号赋值 立即赋值

简单的说,信号是全局的,用于结构体中并行语句间数据流的传递;变量则是局部的,他主要用于单个进程中中间变量的存储.

2、进程的特点是什么？

ANS：(1)进程结构内部的所有语句都是顺序执行的。

(2)多进程之间是并行执行的，并可访问结构体或实体中所定义的信号。

(3)进程的启动是由进程标识符PROCESS后的信号敏感表所标明的信号来触发的，也可以用WAIT语句等待一个触发条件的成立。

(4)各进程之间的通信是由信号来传递的。 (5)进程语句的顺序性 (6)进程的启动与执行过程

当进程中定义的任一敏感型号发生更新（变化）时，由顺序语句定义的行为就要重复执行一次。当进程中最后一个语句执行完毕后，执行过程将自动返回到进程的起始端，以等待下一次敏感信号的变化。

3、VHDL语言有哪几种描述方式？

ANS: 行为描述、数据流描述、结构描述

【第六章】1、列举5个宏功能模块

ANS: ① 算数组件，包括累加器、加法器、乘法器和LPM算数函数等。 ② 组合电路，包括多路选择器、比较器和LPM门函数等。 ③ I/O组件，包括时钟数据恢复（CDR）、锁相环(PLL)等。

④ 存储器编译器件，包括FIFO Partitioner、RAM和ROM宏功能模块等。 ⑤ 存储组件，包括存储器、移位寄存器宏模块和LPM存储器函数等。 2、Quartus能够接受的两种RAM或ROM初始化文件的格式是？ ANS：.mif .hex

3、给出锁相环的工作原理。

ANS: 锁相环路是一个相位反馈自动控制系统。它由以下三个基本部件组成：鉴相器（PD）、环路滤波器（LPF）和压控振荡器（VCO）。其组成方框图如下所示。

锁相环的工作原理：

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4、已知实验板上有一个10MHZ的有源晶振，现在要产生1MHZ的正弦波，请提出设计方案

【第七章】1、状态机的优点

ANS:① 高效的顺序控制模型 ②容易利用现成的EDA优化工具③性能稳定④设计实现效率高⑤高速性能

2、一般的状态机结构包括哪几个部分？各自的功能是什么？ ANS: ①说明部分、说明部分用tpye语句定义新的数据类型，其元素通常用状态机的状态名来定义。状态变量（即现态和次态）应定义为信号，便于信息额传递，并将状态变量的数据类型定义为含有既定状态元素的新定义的数据类型。说明部分一般放在architecture 和 begin之间。

②主控时序过程、所谓主控时序过程是指负责状态机运转和在时钟驱动下负责状态转换。

压控振荡器的输出经过采集并分频； 和基准信号同时输入鉴相器；

鉴相器通过比较上述两个信号的频率差，然后输出一个直流脉冲电压； 控制VCO，使它的频率改变；

这样经过一个很短的时间，VCO 的输出就会稳定于某一期望值。

③主控组合过程、顾名思义，主控组合进程也可称为状态译码过程，其任务是根据外部输入的控制信号，包括来自状态机外部的信号和来自状态机内部其他非主控的组合或时序进程的信号，以确定对外输出或对内部其他组合或时序进程输出信号的内容。 ④辅助过程、辅助进程用于配合状态机工作的组合进程或时序进程。

3、状态机的状态编码有哪几种？各自的优缺点是什么？

ANS：① 直接输出型编码 这种编码最典型的应用就是计数器。直接输出型编码方式就是所谓的用户自定义编码方式，它的优点是输出速度快，不太可能出现毛刺现象。缺点是程序的可读性差，用于状态译码的组合逻辑资源比其他以相同触发器数量触发器 4构成的状态机多，而且控制非法状态出现的容错技术要求比较高。

②顺序编码 优点是 这种编码方式最为简单，在传统设计技术中最为常用，其使用的触发器最少，剩余的非法状态也最少，容错技术较为简单。缺点也很多，如常常会占用状态转换译码组合逻辑较多的资源，特别是有的相邻状态或不相邻状态的状态转换时涉及多个触发器的同时状态转换，因此将耗费更多的转换时间，而且容易出现毛刺现象。

③一位热码状态编码 一位热码状态编码虽然占用了较多的触发器，但其简单的编码方式大为简化了状态译码逻辑，提高了状态转换速度，增强了状态机的工作稳定性，这对于含有较多的时序逻辑资源、相对较少的组合逻辑资源的FPGA器件是最好的解决方案。

常用的去除毛刺的方法有哪几种？

ANS： ①延时方式去毛刺 ②逻辑方式去毛刺 ③ 定时方式去毛刺 P261

【第八章】1、资源优化可以通过哪几种方式实现 ANS：①资源共享 ②逻辑优化 ③串行化

2、速度优化可以通过哪几种方式实现？

ANS：① 利用流水线设计技术 ②寄存器配平 ③关键路径法 ④乒乓操作法

【编程题】1、用VHDL实现某一芯片的功能 2、计数并译码显示 3、键盘扫描并显示