FPGA试题.docx

【FPGA芯片的发展与趋势】 FPGA（Field-Programmable Gate Array）芯片的发展主要体现在以下几个方面：系统级高密度成为了一个显著的趋势，这意味着FPGA内部的逻辑资源和I/O接口越来越丰富，能够集成更多的功能。FPGA与ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）出现了相互融合的现象，这使得FPGA不仅保持了灵活性，同时在性能和功耗上逐渐接近ASIC。动态可重构技术的进步使得FPGA能够在运行时改变其逻辑结构，以适应不同任务的需求，提高了系统应用的广泛性和效率。 【EDA技术的优势与设计流程】 EDA（Electronic Design Automation）技术的优势在于它能够显著缩短开发周期，通过提供各种库的支持简化逻辑设计，便于设计文档的管理和仿真测试。开发者拥有更大的自主权，能够将整个设计流程整合到一个自顶向下的设计环境中，有效利用计算机的自动设计能力。EDA的设计流程通常包括设计输入、综合、FPGA/CPLD适配、时序仿真与功能仿真、FPGA/CPLD编程下载以及硬件检测等环节。 【自顶向下设计方法的优势】 自顶向下设计方法在EDA技术应用中具有明显优点。这种方法使得大部分设计过程由计算机完成，增强了可移植性，便于系统的优化和升级。设计者可以及时修改模型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，减少面积耗用，降低功耗和成本。这种方法高效、稳定，节省时间和人力，降低了整体设计成本。 【IP核的分类及其在EDA技术中的意义】 IP（Intellectual Property）核可以分为硬IP核、软IP核和固IP核。硬IP核是预先制造好的集成电路，软IP核是逻辑描述，而固IP核则介于两者之间。在EDA技术中，IP核的应用和发展极大地提升了设计效率，因为它们提供了预验证的功能模块，可以直接嵌入到设计中，减少了重复设计的工作量，降低了设计风险，同时也保证了接口协议的规范和可测试性。 【VHDL与Verilog的优缺点】 VHDL以其严谨的语句结构和强大的行为级及系统级描述能力著称，但代码相对冗长，对数据类型匹配要求较高，且不支持版图级和管子级描述。相比之下，Verilog的代码简洁，操作灵活，易于理解和使用，特别适合简化设计过程，但可能在描述复杂行为时不如VHDL直观。 【可编程逻辑器件的发展历程】 可编程逻辑器件经历了PLD（Programmable Logic Device）、PLA（Programmable Logic Array）、PAL（Programmable Array Logic）、GAL（Generic Array Logic）、EPLD（Erasable Programmable Logic Device）、CPLD（Complex Programmable Logic Device）以及现在的FPGA（Field-Programmable Gate Array）等发展阶段。 【Altera公司的PLD芯片系列】 Altera公司的PLD芯片系列按照推出顺序包括：Classic、MAX、FLEX、APEX、ACEX、APEX 2、Cyclone/2/3/4、MAX2、Stratix-1/2/3/4/6。 【FPGA的配置方式】 FPGA的配置方式主要包括PS（被动串行）、PPS（被动并行同步）、PPA（被动并行异步）、PSA（被动串行异步）、JTAG模式以及AS（主动串行）。 【Verilog的标识符命名规则】 Verilog的标识符必须以字母或下划线开头，可以包含字母、数字、$符号和_。转义标识符以\开头，用于包含特殊字符。Verilog是大小写敏感的，注释可以以//开始，注释可以跨越多行。标识符不能与关键词混淆，也不能使用转义的关键词作为标识符。 【Verilog的端口模式】 Verilog的端口模式有INPUT（输入）、OUTPUT（输出）和INOUT（双向端口）。 【Verilog的基本数据类型】 Verilog的基本数据类型包括Reg、wire、parameters和integer。 【同步复位与异步复位的区别】 同步复位只在时钟沿采样到有效复位信号时生效，而异步复位在复位信号有效时立即对目标复位，不论时钟状态。同步复位适用于需要精确控制复位时机的情况，而异步复位则提供更快的响应速度。