东华理工大学Verilog(EDA)硬件描述语言复习题.docx

Verilog是一种广泛应用于电子设计自动化（EDA）领域的硬件描述语言，它允许工程师通过软件来描述、模拟、验证和实现数字系统的逻辑。以下是基于标题“东华理工大学Verilog(EDA)硬件描述语言复习题”和部分文件内容的知识点详解： 1. **PLD器件**：可编程逻辑器件，如Xilinx和Altera（现已被Intel收购），是两个主要的PLD制造商，它们生产包括FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）等产品。 2. **赋值符号**：非阻塞性赋值符号是`<=`，用于连续赋值，不阻塞当前进程；阻塞性赋值符号是`=`，用于边沿敏感的always块，会阻塞直到赋值完成。 3. **数据类型**：Verilog数据类型包括线网类型（wire）和寄存器类型（reg）。线网类型表示无源信号，而寄存器类型用于存储数据。 4. **四值逻辑**：Verilog使用0（低电平）、1（高电平）、x（未知）和z（高阻态）来表示逻辑状态。 5. **设计优化**：资源优化关注于减少硬件资源的使用，而速度优化则侧重于提高电路的运行速度。 6. **always块**：在描述纯组合逻辑电路时，always块的事件表达式通常写成`always @(in1, in2, in3)`，表示当输入变量发生变化时触发计算。 7. **数组定义**：`reg[17:0] MEM[0:511]`定义了一个18位宽、512个存储单元的存储器，总位数为18×512。 8. **位操作**：对于4比特宽的变量a，`{3{a}, a[2]}`表示将a重复三次后再拼接a的第2位，例如如果a为4’b1011，则结果为4’b10111011。 9. **`timescale**`：`timescale 10ns/100ps`表示时间单位为10ns，精度为100ps，用于控制仿真时间和延迟的精度。 10. **块语句**：`begin`和`end`语句表示顺序执行的语句块，`parallel begin`和`end`表示并行执行的语句块。 **单项选择题**： 1. 结构为`{a,b}`，其中a为1，b为3'b000，所以结果是4'b1000。 2. 给定的always块会产生占空比为1/2的方波，周期为10。 3. `-5`在Verilog中会被转换为最高位为1的补码形式，即4'b1101。 4. 异或运算`^`操作，`^a`会对a的所有位取反，所以结果是4'b0101。 5. 正确的描述是8'hxxxxxxxx表示未知的8位十六进制数。 6. 线网类型变量未赋值时默认值为x。 7. 执行后变量A的值取决于A=3'hFF的赋值，所以是8'b1111_1111。 8. 时间尺度定义表示时间精度为100ps，单位为10ns。 9. 时钟上跳沿触发且reset异步下跳沿复位的正确代码描述是`always @(posedge clk or negedge reset)`。 10. `if(reset)`...`else`...这样的代码不可综合，因为else分支在reset为0时不可到达。 11. always块中的语句可以是顺序或并行语句。 12. 正确的标识符定义是`a3_$_2`，其他选项包含非法字符或以数字开头。 13. 寄存器类型在赋新值前保持原值。 14. 输入端口的数据类型通常是wire。 **设计题目**： 1. 设计一个带异步复位的26进制计数器，需要考虑时钟边沿触发和复位信号的影响，计数器应包含26个不同的状态，并在复位时回到起始状态。 2. 画出波形图需要了解r变量在不同时间点的值变化，根据给定的值生成相应的波形。 3. 奇偶校验位生成电路可以通过检查输入总线中1的个数来实现，奇校验位使总和为奇数，偶校验位使总和为偶数。 4. 20分频电路需要设计一个分频器，通过计数器和比较器实现，确保高电平和低电平时间相等以达到50%的占空比。 5. 9分频电路与20分频类似，但需要确保分频结果为9的倍数，从而得到50%的占空比。 6. Verilog语言产生特定测试信号的代码编写，需要明确信号的具体时序和值。 **简答题**： 1. FPGA/CPLD设计流程通常包括需求分析、逻辑设计（Verilog HDL）、仿真验证、综合、布局布线以及下载验证。