FPGA原理与应用 题库 选择-填空题、综合题

一、选择题1．在VHDL语言中，下列对进程（PROCESS）语句的语句结构及语法规则的描述中不正确的是C。A.PROCESS为一无限循环语句；敏感信号发生更新时启动进程，执行完成后，等待下一次进程启动。B.敏感信号参数表中，不一定要列出进程中使用的所有输入信号；C.进程由说明部分、结构体部分、和敏感信号三部分组成；（进程由声明语句、顺序语句、敏感信号列表组成）D.当前进程中声明的变量不可用于其他进程。2.在一个VHDL设计中idata是一个信号，数据类型为integer，数据范围0到127，下面哪个赋值语句是正确的是C。（信号赋值符号<=）A.idata:=32;B.idata<=16#A0#;（十进制数为:10*16=160，idata范围为0~127）C.idata<=16#7#E1；（十进制数为:7*16^1=112)D.idata:=B#1010#;3.大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对FPGA结构与工作原理的描述中，正确的是C。A．FPGA是基于乘积项结构的可编程逻辑器件;(FPGA芯片基于查找表的可编程逻辑结构）B.FPGA是全称为复杂可编程逻辑器件;(FPGA现场可编程逻辑门阵列，CPLD才是复杂可编程逻辑器件）C.基于SRAM的FPGA器件，在每次上电后必须进行一次配置;D.在Altera公司生产的器件中，MAX7000系列属FPGA结构。(MAX7000系列属CPLD结构)4．进程中的变量赋值语句，其变量更新是A（变量（variable）是立即完成的，信号（signal)有延时）A.立即完成;B.按顺序完成;C.在进程的最后完成;D.都不对。5.VHDL语言是一种结构化设计语言；一个设计实体（电路模块）包括实体与结构体两部分，结构体描述D。（结构体实现实体的功能，通过对实体的逻辑功能进行描述）A.器件外部特性;B，器件的综合约束;C．器件外部特性与内部功能;D．器件的内部功能。6.IP核在EDA技术和开发中具有十分重要的地位；提供用VHDL等硬件描述语言描述的功能块，但不涉及实现该功能块的具体电路的IP核为。AA.软IPB.固IPC.硬IPD.都不是7.综合是EDA设计流程的关键步骤，在下面对综合的描述中，D是错误的。A.综合就是把抽象设计层次中的一种表示转化成另一种表示的过程；B.综合就是将电路的高级语言转化成低级的，可与FPGA/CPLD的基本结构相映射的网表文件；C.为实现系统的速度、面积、性能的要求，需要对综合加以约束，称为综合约束；D.综合可理解为，将软件描述与给定的硬件结构用电路网表文件表示的映射过程，并且这种映射关系是唯一的（即综合结果是唯一的）。8.大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对FPGA结构与工作原理的描述中，正确的是C。A.FPGA是基于乘积项结构的可编程逻辑器件；B.FPGA是全称为复杂可编程逻辑器件；C.基于SRAM的FPGA器件，在每次上电后必须进行一次配置；D.在Altera公司生产的器件中，MAX7000系列属FPGA结构。9.VHDL语言是一种结构化设计语言；一个设计实体（电路模块）包括实体与结构体两部分，结构体描述。DA.器件外部特性;B，器件的综合约束；C.器件外部特性与内部功能；D．器件的内部功能。10.针对VerilogHDL语言中的case语句说法不正确的是（）。A、case语句表达式的取值可以超出语句下面列出的值的范围。B、语句各分支表达式允许同时满足case表达式的值。C、条件语句中的选择值需要完整覆盖表达式的取值范围。D、保险起见，case语句最后分枝最好都加上default语句11.“a=4’b11001,b=4’bx110”选出正确的运算结果（）A、a&b=0B、a&&b=1C、b&a=xD、b&&a=x12.P，Q，R都是4bit的输入矢量，下面哪一种表达形式是正确的（）A、inputP[3:0],Q,R;B、inputP,Q,R[3:0];C、inputP[3:0],Q[3:0],R[3:0];D、input[3:0]P,[3:0]Q,[0:3]R;E、input[3:0]P,Q,R;13.下列语句中，不属于并行语句的是：A、过程语句B、assign语句C、元件例化语句D、case语句14.时间尺度定义为timescale10ns/100ps，选择正确答案（）A、时间精度10nsB、时间单位100psC、时间精度100psD、时间精度不确定15.在verilog语言中，a=4b‘1011，那么&a=（）A、4b’1011B、4b’1111C、1b′1D、1b′016.Verilog语言与C语言的区别，不正确的描述是（）A、Verilog语言可实现并行计算，C语言只是串行计算。B、Verilog语言可以描述电路结构，C语言仅仅描述算法。C、Verilog语言源于C语言，包括它的逻辑和延迟。D、Verilog语言可以编写测试向量进行仿真和测试。17.由于线网类型代表的是物理连接线，因此它不存贮逻辑值，必须由器件所驱动。当一个wire类型的信号没有被驱动时，缺省值为（）A、0B、1C、XD、Z18.下列标识符中，（）是不合法的标识符。A、9mmonB、State0C、Not_Ack_0D、signall19.一个项目的输入输出端口是定义在（）A、实体中B、结构体中C、任何位置D、进程体20.在VHDL中，PROCESS结构内部是由（）语句组成的A、顺序B、顺序和并行C、并行D、任何21.下面既是并行语句又是串行语句的是（）A、变量赋值B、信号赋值C、PROCESS语句D、WHEN...ELSE语句22.大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对FPGA结构与工作原理的描述中，正确的是（）A、FPGA全称为复杂可编程逻辑器件；B、FPGA是基于乘积项结构的可编程逻辑器件；C、基于SRAM的FPGA器件，在每次上电后必须进行一次配置D、在Altera公司生产的器件中，MAX7000系列属FPGA结构23.综合是EDA设计流程的关键步骤，综合就是把抽象设计层次中的一种表示转化成另一种表示的过程：在下面对综合的描述中，（）是错误的A、综合就是将电路的商级语言转化成低级的，可与FPGA/CPLD的基本结构相映射的网表文件；B、为实现系统的速度、面积、性能的要求，需要对综合加以约束，称为综合约束;C、综合可理解为，将软件描述与给定的硬件结构片电路网表文件表示的映射过程，并且这种映射关系不是唯一的。D、综合是纯软件的转换过程，与器件硬件结构无关24.对于信号和变量的说法，哪一个是不正确的（）A、信号用于作为进程中局部数据存储单元B、变量的赋值是立即完成的C、信号在整个结构体内的任何地方都能适用D、变量和信号的赋值符号不一样25.FPGA是可编程的逻辑器件，通过编程可以将（）写入器件A、源代码B、数字逻辑C、模拟电路D、存储器26.可编程逻辑器件的英文简称是（）A、FPGAB、PLAC、PALD、PLD27.下列描述中采用时钟正沿触发且reset异步下降沿复位的代码描述是（）A、always@(posedgeclk,negedgereset)If(reset)B、always@(posedgeclk,reset)If(!reset)C、always@(posedgeclk,negedgereset)If(!reset)D、always@(negedgeclk,posedgereset)If(reset)28.在VHDL中，含WAIT语句的进程PROCESS的括弧中（）再加敏感信号，否则则是违法的A、可以B、不能C、必须D、有时可以29.下列VerilogHDL语言中寄存器类型数据定义与注释矛盾的是（）A、reg[3:0]sat//sat为4位寄存器B、regcnt//cnt为1位寄存器C、reg[0:3]mymem[0:63]//mymem为64个4位寄存器的数组D、reg[1:5]dig//dig为4位寄存器30.从模块外部来讲，输入端口应该是（）A、线网型B、寄存器型C、线网或寄存器型D、以上均不对31.可以不必声明而直接引用的数据类型是（）A、STD_LOGICB、STD_LOGIC_VECTORC、BITD、前面三个答案都是错误的32.如果a=1,b=1,则逻辑表达式(aXORb)OR(NOTbANDa)的值是（)A、0B、1C、2D、不确定33.下列语句中，不属于并行语句的是（）A、过程语句B、assign语句C、元件例化语句D、case语句34.VHDL运算符优先级的说法正确的是（）A、逻辑运算的优先级最高B、关系运算的优先级最高C、逻辑运算的优先级最低D、关系运算的优先级最低35.变量和信号的描述正确的是（）A、变量可以带出进程B、信号可以带出进程C、信号不能带出进程D、二者没有区别36.下面对利用原理图输入设计方法进行数字电路系统设计，哪一种说法是正确的：（）A、原理图输人设计方法直观便捷，很适合完成较大规模的电路系统设计B、原理图输入设计方法一般是一种自底向上的设计方法C、原理图输入设计方法无法对电路进行功能描述D、原理图输入设计方法不适合进行层次化设计37.下列关于阻塞赋值运算方式（如b=a；）说法错误的是（）A、赋值语句执行完后，块才结束B、b的值在赋值语句执行完后立刻就改变的C、在沿触发的always块中使用时，综合后可能会产生意想不到的结果D、在“always”模块中的reg型信号都采用此赋值方式38.变量和信号的描述正确的是（）A、变量赋值号是：=B、信号赋值号是：=C、变量赋值号是：<=D、二者没有区别39.'timescale用于说明时间尺度，语句‘timescalelns/1Ops中程序中的仿真精度为（）A、lnsB、lpsC、10psD、10ns40.VHDL语言共支持四种常用库，其中哪种库是用户的VHDL设计现行工作库：(）A、IEEE库B、VITAL库C、STD库D、WORK工作库41.CLB是实现FPGA的（）设备A、可配置逻辑块B、时序逻辑C、全部逻辑D、组合逻辑42.已知“a=1’bl;b=3′b001;”那么[a,b}=（）A、4'b0011B、3'b001C、4'b1001D、3'b10143.在元件例化语句中，用（）符号实现名称映射，将例化元件端口声明语句中的信号与PORTMAP（）中的信号名关联起来A、=B、:=C、<=D、=>44.在verilog语言中整型数据在默认情况与（）位寄存器数据在实际意义上是相同的。A、8B、16C、32D、6445.关于过程块以及过程赋值描述中，下列正确的是（）A、在过程赋值语句中表达式左边的信号一定是寄存器类型；B、过程块中的语句一定是可综合的；C、在过程块中，使用过程赋值语句给wire赋值不会产生错误；D、过程块中时序控制的种类有简单延迟、边沿敏感和电平敏感。46.在VHDL的FORLOOP语句中的循环变量是一个临时变量，属于LOOP语句的局部量，（）事先声明A、必须B、不必C、其类型要D、其属性要47.如果在数字说明中没有指定基数，那么默认表示为十进制数。如果没有指定位宽度，则默认的位宽度与仿真器和使用的计算机有关（最小为（）位）A、8B、16C、32D、6448.在FPGA设计中，我们通常使用哪种硬件描述语言？（A、BCDB、VerilogC、VHDLD、Alloftheabove49.下列关于信号的说法不正确的是（）A、信号相当于器件内部的一个数据暂存节点B、信号的端口模式不必定义，它的数据既可以流进，也可以流出C、在同一进程中，对一个信号多次赋值，其结果只有第一次赋值起作用D、信号在整个结构体内的任何地方都能适用50.描述项目具有逻辑功能的是（）A、实体B、结构体C、配置D、进程51.在EDA中，IP的中文含义是（）A、网络供应商B、在系统编程C、没有特定意义D、知识产权核52.在VHDL语言中，下列对进程(PROCESS)语句的语句结构及语法规则的描述中，不正确的是：（）A、PROCESS为一无限循环语句B、敏感信号发生更新时启动进程，执行完成后，等待下一次进程启动C、当前进程中声明的变量不可用于其他进程D、进程由说明语句部分、并行语句部分和敏感信号参数表三部分组成53.进程中的信号赋值语句，其信号更新是（）A、按顺序完成B、比变量更快完成；C、在进程的最后完成D、以上都不对54.关于VHDL中的数字，请找出以下数字中数值最小的一个（）A、2#1111_1110#B、8#276#C、10#170#D、16#E#E155.关于VHDL数据类型，正确的是（）A、用户不能定义子类型B、用户可以定义子类型C、用户可以定义任何类型的数据D、前面三个答案都是错误的56.在VHDL的IEEE标准库中，预定义的标准逻辑数据STD_LOGIC有（）种逻辑值A、2B、3C、9D、857.不属于顺序语句的是（）A、IF语句B、LOOP语句C、PROCESS语句D、CASE语句58.使用STD_L0GIG_1164使用的数据类型是（）A、可以直接调用B、必须在库和包集合中声明C、必须在实体中声明D、必须在结构体中声明59.大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，其中CPLD通过（）实现其逻辑功能A、可编程乘积项逻辑B、查找表(LUT)C、输入缓冲D、输出缓冲60.从模块内部来讲，输入端口应该是（）A、线网型B、寄存器型C、线网或寄存器型D、以上均不对61.不完整的1F语句，其综合结果可实现（）A、时序逻辑电路B、组合逻辑电路C、双向电路D、三态控制电路62.VerilogHDL定义了一系列保留字，叫做关键词，指出下列哪一个不属于关键词（）A、inputB、WireC、beginD、task63.VHDL中顺序语句放置位置说法正确的是（）A、可以放在进程语句中B、可以放在子程序中C、不能放在任意位置D、前面的说法都正确64.端口没有定义数据类型时，缺省为类型（）A、regB、wireC、triD、不可用65.下列哪个流程是正确的，基于EDA软件的FPGA/CPLD设计流程：（）A、原理图/HDL文本输入-->功能仿真-->综合-->适配-->编程下载-->硬件测试B、原理图/HDL文本输入-->适配-->综合-->功能仿真-->编程下载-->硬件测试C、原理图/HDL文本输入-->功能仿真-->综合-->编程下载-->适配-->硬件测试D、原理图/HDL文本输入-->功能仿真-->适配-->编程下载-->综合-->硬件测试66.在VHDL中，条件信号赋值语句WHEN_ELSE属于（C）语句。A、并行和顺序B、顺序C、并行D、不存在的67.当a<0时，s的值是（C）AssignS=(a.>=2)？1：(a<0)？2:0;A、0B、1C、2D、其他68.在VHDL语言中，下列对进程(PROCESS)语句的语句结构及语法规则的描述中，正确的是（A）A、PROCESS为一无限循环语句；敏感信号发生更新时启动进程，执行完成后，等待下一次进程启动。B、敏感信号参数表中，应列出进程中使用的所有输入信号；C、进程由说明部分、结构体部分、和敏感信号参数表三部分组成；D、当前进程中声明的信号也可用于其他进程。69.在VHDL中，语句“FORIIN0TO7LOOP“定义循环次数为（A）次A、8B、7C、0D、170.关于1987标准的VHDL语言中，标识符描述正确的是（B）A、下划线可以连用B、下划线不能连用C、不能使用下划线D、可以使用任何字符71.关于VHDL数据类型，正确的是（D）A、数据类型不同不能进行运算B、数据类型相同才能进行运算C、数据类型相同或相符就可以进行运算D、运算与数据类型无关72.在VHDL，一个设计实体可以拥有一个或多个（D）A、设计实体B、结构体C、输入D、输出73.在下列VerilogHDL运算符一中，属于三目运算符的是（C）A、&&B、！==C、？:D、===74.基于VHDL设计的仿真包括有①门级时序仿真、②行为仿真、③功能仿真和④前端功能仿真这四种，按照自顶向下的设计流程，其先后顺序应该是(D)A.①②③④B.②①④③C.④③②①D.②④③①75.执行QuartusII的(B)命令，可以检查设计电路错误。ACreateDefaultSymbolBCompiler--编译CSimulator时序仿真DTimingAnalyzer--时序分析76．在设计输入完成后，应立即对设计文件进行（C）。A编辑B编译C功能仿真Ｄ时序仿真77.在VHDL中用（C）来把特定的结构体关联一个确定的实体，为一个大型系统的设计提供管理和进行工程组织。A输入B输出C综合D配置78.电子系统设计优化，主要考虑提高资源利用率减少功耗（即面积优化），以及提高运行速度（即速度优化)，下列方法A不属于面积优化。A流水线设计B资源共享C逻辑优化D串行化79.下列对异步信号进行同步的描述错误的是（C）A.采用保持寄存器加握手信号的方法B.特殊的具体应用电路结构，根据应用的不同而不同C.使用锁存器D.异步FIFO80.FPGA的可编程是主要基于什么结构（A）A.查找表（LUT）B.ROM可编程C.PAL可编程D.使用锁存器80.对时钟约束“create_clock-nameclk100-period10-waveform{0.005.00}【get_portsClkln】”的表述不正确的是（B）A.周期为10nsB.0-5ns期间为不定态C.占空比为50%D.时钟信号名称为clk10081.下列那些语句不可以被综合成电路（A）A.initialB.alwaysC.assignD.for82.下列关于同步和异步复位描述正确的是（C）A.同步复位是不受时钟影响B.使用FPGA设计时芯片的异步复位和同步复位可随意替换使用C.同步复位需要在时钟沿来临的时候才会对整个系统进行复位D.同步复位最大的优点是，数据通路可以不依赖于时钟而复位可用83.综合是EDA设计的关键步骤，下面对综合的描述中错误的是（C）。A.综合就是把抽象设计中的一种表示转换成另一种表示的过程B.综合就是将电路的高级语言转换成低级的，可与FPGA/CPLD相映射的功能网表文件C.综合可理解为一种映射过程，并且这种映射关系是唯一的，即综合结果是唯一的D.为实现系统的速度、面积、性能的要求，需要对综合加以约束，称为综合约束84.下列标识符中，不合法的标识符是（B）。A.State0B.9moonC.Not_Ack_0D.signall85.下列结构不属于IntelFPGA的组成部分的是（C）。A.CLBB.PLLC.PowerCPUD.IOB86.以下哪个不是IntelFPGA的特点（D）。A.易于使用B.实时性好C.低延时D.支持高级语言（Python等）直接编程87.以下电路代表的是（C）。A.译码器B.选择器C.移位寄存器D.锁存器88..下列关于任务task和函数function不同点描述错误的是（D）A.函数只能与主模块共用同一个仿真时间单位，而任务可以定义自己的仿真时间单位B.函数不能启动任务，而任务能启动其它任务和函数C.任务至少要有一个输入变量，而函数可以没有或有多个任何类型的变量D.函数返回一个值，而任务则不返回值89.下列敏感信号的表示属于边沿敏感型的是（A）A.always@(posedgeclkorposedgeclr)B.always@(AorB)C.always@(posedgeclkorclr)D.always@(*)90.关于阻塞赋值和非阻塞赋值描述正确的是（A）。A.设计组合逻辑电路时建议使用阻塞赋值B.设计时序电路时应尽量使用阻塞赋值方式C.可以在两个或者两个以上的always过程中对同一变量赋值D.对同一个变量可以既进行阻塞赋值，又进行非阻塞赋值91.已知a=1b’1，b=3b’001，那么{a，b}=（b1001）。92.在FPGAEDA开发工具中，IP的中文含义是（B）A.网络供应商B.知识产权核C.系统编程D.网络地址93.请指出AlteraCyclone系列中的EP1C6Q240C8这个器件是属于（C）。A.ROMB.CPLDC.FPGAD.GAL94.在Quartus工具中，综合和适配步骤的描述正确的是（A）。A.必须先综合才能开始适配B.必须先适配才能开始综合C.可以不用综合而直接开始适配步骤D.综合与适配步骤没有必然联系95.QuartusPrime是（C）公司针对fpga的集成开发工具。A.XilinxB.LatticeC.IntelD.Mentor96.下列哪项数据不是在约束文件中定义的（C）。A.管脚属性B.FPGA芯片型号C.元器件应用领域D.以上都是97.Quartus中嵌入式逻辑分析仪是（C）。A.in-systemmemorycontenteditorB.ipcatalogC.SignalTapD.知识产权核二、多项选择题98.给寄存器reg[3:0]cnt赋值十进制数10，下面哪些是正确的（ABD）A.cnt<=10B.cnt<=4’d10C.cnt<=3’d10D.cnt<=4’hA99.用于开发、设计、调试包含IntelFPGA软核处理器的FPGA系统，可能会用到以下哪些工具（ABCD）。A.QsysB.EclipseC.Altera-ModelsimD.Quartus100.用verilog实现异或逻辑功能，以下正确的是（AB）。A.C=A^BB.C=A（~B）+(~A)BC.C=ABD.C=A+B101.一个SoC芯片中可以包含以下哪些功能（ABCD）。A.DSPB.GPIOC.A/DD.PLL102.以下哪些是SoCFPGA芯片（AB）。A.5CSEBA2U19C7B.5CSXFC6D6F31C6C.EP4CGX30CF19I7D.EP4CE10E22C8103.下面关于Avalon-ST总线描述正确的是（ABC）。A.Avalon-ST是AvalonStream的简写B.Avalon-ST主要用于端点间高速、低延迟的数据传输C.Avalon-ST总线用于单向传输数据D.Avalon-ST总线与Avalon-MM总线接口定义完全一致104.在Verilog硬件描述语言中对运算符优先级描述正确的是（BC）A.合并运算符{}优先级最高B.条件判断符?:优先级低于逻辑运算符C.乘法运算符优先级高于&&逻辑与运算符D.算术运算符优先级最低105.在QuartusPrime开发环境中可以使用以下哪些方式来进行管脚分配（ABC）A.AssignmentEditorB.PinPlannerC.使用Tcl脚本D.使用SignalTap二、简答题1.简述FPGA的结构FPGA由可编程逻辑块（CLB)、输入/输出模块(IOB）及可编程互连资源（PIR）等三种可编程电路和一个SRAM结构的配置存储单元组成。1)可编程逻辑块（CLB）：主要由逻辑函数发生器、触发器、数据选择器等电路组成。2)输入/输出模块（IOB）：主要由输入触发器、输入缓冲器和输出触发/锁存器、输出缓冲器组成，每个IOB控制一个引脚，它们可被配置为输入、输出或双向I/O功能。3)可编程互连资源（PIR）：由许多金属线段构成，这些金属线段带有可编程开关，通过自动布线实现各种电路的连接。实现FPGA内部的CLB和CLB之间、CLB和IOB之间的连接。2．quartusI开发工具为设计者提供了哪些库？各有什么功能?1)1IEEE库：被IEEE采用的标准化库，是VHDL设计中最重要的库;2)STD库：所用设计单元所共享，默认的库；3)VITAL库：提高VHDL门级时序模拟的精度;4）WORK库：用户的VHDL设计的现行工作库用于存放用户设计和定义的一些设计单元和程序包5）用户自定义库：设计者自已建立的设计单元资源库。3.什么叫功能仿真？什么叫时序仿真？两者有什么区别？功能仿真又称前仿真，是在不考虑器件延时的理想情况下的一种项目验证方法，通过功能仿真来验证一个项目的逻辑功能是否正确。时序仿真又称模拟仿真或后仿真，是在考虑设计项目具体适配器件的各种延时的情况下的一种项目验证方法。时序仿真不仅测试逻辑功能，还测试目标器件最差情况下的时间关系。注：功能仿真无延时（验证逻辑是否正确时用），时序仿真有延时（仿真出实实在在的芯片工作波形，实际芯片是有延时的）。4.名词解释，写出下列缩写的中文（或者英文）含义：1.VHDL超高速集成电路硬件描述语言(Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)2.FPGA现场可编程逻辑门阵列(Field-ProgrammableGateArray)3.RTL寄存器传输级（Register-TransferLevel)4.SOPC可编程片上系统（(System-on-a-Programmable-Chip)5.EAB嵌入式阵列块(EmbeddedArrayBlock)6.LAB逻辑阵列块(LogicArrayBlock)VCCAUX：辅助电压VCCAUX_IO：辅助IO电路的供电电压VCCBRAM：PL部分BLOCKRAM的供电电压VREF：门限电压VCCO_：每个bank的输出驱动电压VCCINT：内核逻辑的供电电压VCCBATT_0：关键存储器备用电源，若不使用，则接地MGT：高速串行收发器模块的简称运行速度可达6~28Gb/sHP、HR：HP接口为高速接口，用于存储器或者芯片与芯片之间的接口，HR可以接受很宽的电平标准。OTG：是On-The-Go的英文缩写，字面上可以理解为“安上即可用”，暂时理解为一种共用的数据交互协议APSRAM：猜测与RAM相关ETH：猜测与网口相关（1）FPGA（FiedProgrammableGateArray）,现场可编程门阵列，它是在PLA、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路ASIC领域中出现的一种半定制电路而出现的。既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺陷。（2）ASIC（ApplicationSpecificIC）专用集成电路，它是面向专用用途的电路，专门为一个用户设计和制作的。根据一个用户的特定要求，能以低研制成本，短交货周期供货的全定制，半定制集成电路。（3）PCI(PeripheralComponentInterconnect)外围组件互连，一种由Interg公司1991年推出的用于定义局部总线的标准。（4）DDR（DoubleDataRate）,双倍速率同步动态随机存储器。DDRSDRAM，SDRAM（SynchronousDynamicRandomAccessMemory）,同步动态随机存储器。（5）USB（UniversalSerialBus），通用串行总线，一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。（6）BIOS(BasicInputOutputSystem),基本输入输出系统，它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统配置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。主要功能是为计算机提供最底层、最直接的硬件设置和控制。（7）IRQ（InterruptRequest）,中断请求，功能是在所使用的电脑中，执行硬件中断请求的动作，用来停止其相关硬件的工作状态。（8）DSP（DigitalSignalProcessor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟信号或者实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，最值得称道的两大特色。（9）MCU（MicroControllerUnit）,微控制单元，单片机，指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数计时器和多种IO接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。（10）RSIC（ReducedInstructionSetComputer）,精简指令集计算机，是一种执行较少类型计算机指令的微处理器。（11）CSIC（ComplexInstructionSetComputer）,复杂指令集计算机，台式计算机系统的基本处理部件，每个微处理器的核心是运行指令的电路。指令由完成任务的多个步骤所组成，把数值传送进寄存器或进行相加运算。1.格雷码、独热码、二进制码的定义与区别独热码：独热码的每个状态只有1bit是不同的，付出的代价就是状态变量的位宽需要的就比较多。二进制编码：二进制编码的情况和独热码刚好相反，使用了少量的状态变量，使之在减少寄存器状态的同时无法进行比较器部分之间的优化，所以使用的寄存器资源较少，而使用的组合逻辑资源较多。独热码编码的状态机可以在高速系统上运行，因为是多比特的比较器每个比特到达比较器的时间可能会因为布局布线的走线长短而导致路径延时的不同，这样在高速系统下就会导致采集到不稳定的状态，导致比较后的结果产生一个时钟的毛刺，使输出不稳定，而单比特的比较器不用考虑这个问题。格雷码：如果状态数非常多的话即使是FPGA也吃不消独热码对寄存器的消耗，所以当状态数特别多的时候可以使用格雷码对状态进行编码。格雷码虽然也是和二进制编码一样使用的寄存器资源少，组合逻辑资源多，但是其相邻状态转换时只有一个状态发生翻转，这样不仅能消除状态转换时由多条信号线的传输延迟所造成的毛刺，又可以降低功耗，所以要优于二进制编码的方式，相当于是独热码和二进制编码的折中。2.同步逻辑和异步逻辑的特点同步逻辑：与时钟之间有固定的关系的逻辑。特点：当时钟脉冲到来时，电路的状态才能变化。改变后的状态将一直保持到下一个时钟脉冲的到来，此时无论外部输入有无变化，状态表中的每个状态都是稳定的。异步逻辑：与时钟之间没有固定的关系的逻辑。特点：电路中没有统一的时钟，电路状态的改变由外部输入的变化直接引起。3.同步电路和异步电路的概念同步电路：存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源，所有触发器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。异步电路：电路没有统一的时钟，有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连，只有这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步，而其他的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。4.时序设计的解释时序设计的本质是满足每一个触发器的建立、保持时间的要求，从而保证设计的功能5.建立时间和保持时间解释建立时间：触发器在时钟上升沿到来之前，其数据输入端的数据必须保持不变的最小时间保持时间：触发器在时钟上升沿到来之后，其数据输入端的数据必须保持不变的最小时间6.什么叫亚稳态？亚稳态：触发器无法在某个规定的时间段内到达一个可以确认的稳定状态。单比特的输入信号，可以使用两级触发器来防止亚稳态传播：若第一级触发器的输入不满足其建立保持时间，在第一个脉冲沿到来后输出的数据就为亚稳态；在下一个脉冲沿到来之前，其输出的亚稳态数据在一段恢复时间t_1后稳定；如果输入端的数据满足第二级触发器的建立时间t_set,在下一个脉冲沿到来时，第二个触发器将不会出现亚稳态现象；解决方法：①降低系统时钟频率；②用反应更快的FF；③引入同步机制，防止亚稳态产生；④改善时钟质量，用边沿变化快速的时钟信号。7.什么是最快时钟频率T_co：触发器的输入端接收输入数据开始，至数据从触发器的输出端发送结束，一个建立时间+一个保持时间，T_co=T_set+T_hold。T_delay:组合逻辑的时延T_set:异步输入数据，使用两级触发器来防止亚稳态T_min:最小的时钟周期，即最快时钟频率，T_min>T_co+T_delay+T_set8.什么是流水线，他的目的是什么？目的：为提供芯片的处理速度，由于T_co和T_set只能由芯片的工艺所决定，可通过流水线调整组合逻辑的时延，达到最快时钟频率流水线设计通过将较大规模的组合逻辑分成多个较小规模的组合逻辑，避免两个触发器之间产生较大的延迟，通过增加硬件的面积实现速度的提升。9.什么是时序约束时序约束：为保证设计的电路的成功应用，对时序进行约束满足设计的需求时序约束包括：周期约束、偏移约束、静态时序约束三种。通过附加约束可以优化综合、映射、布线、布局，使设计到达时序要求。时序约束策略：先附加全局约束，对快慢路径附加专门约束。全局约束：定义设计所有的时钟，对各时钟域内的同步元件进行分组并附加周期约束，对FPGA的输入输出引脚附加偏移约束，对组合逻辑的关键路径附加约束。1.PLD的基本结构包含哪些部分？这些部分如何协同工作以实现逻辑功能？基本结构：PLD通常由可编程逻辑阵列（PLA）和可编程输入/输出（I/O）部分组成。逻辑阵列由一系列可编程的逻辑门组成，通过内部的互连网络实现自定义逻辑功能。I/O部分用于与外部电路通信，接口可以根据需要配置。特性要求：可编程性、可重复性、可测性、可扩展性以及高集成度和灵活性。PLD应具有良好的可读性和易用性，以便在开发和调试过程中能够快速进行修改和优化。2.请说明FPGA和CPLD的结构差异，以及在什么场景下选择FPGA或CPLD较为合适。结构区别：FPGA内部通常包含较小的逻辑单元和复杂的互连结构，适合实现复杂的并行运算。而CPLD则具有较大的逻辑单元，内部结构相对简单，适合实现简单的控制逻辑。应用领域：FPGA常用于需要高性能计算和并行处理的领域，如数字信号处理、图像处理等。CPLD则多用于需要稳定性和高可靠性的场合，如状态机设计、简单的逻辑控制。3.从设计需求到最终的电路实现，FPGA开发流程包含哪些主要步骤？步骤：电路功能设计：定义电路的功能和性能要求。设计输入：使用硬件描述语言（如Verilog）或原理图输入设计。功能仿真：在仿真环境下验证设计的正确性。综合优化：将设计转化为门级电路。综合后仿真：验证综合后的设计是否符合预期。布局布线：将设计映射到具体的FPGA硬件上，并进行优化。时序仿真：验证设计在实际硬件上的时序表现。芯片编程与调试：将设计下载到FPGA并进行实际调试。4.结合当前技术背景，简述FPGA的发展趋势及其未来的应用前景。发展趋势：FPGA技术正向着大容量、低功耗、高集成度和可重构性方向发展。新一代FPGA不仅在逻辑单元数量上不断增加，还集成了更多的专用硬核，如DSP模块、嵌入式处理器。此外，FPGA正在向系统级设计迈进，未来可能会更多地与异构计算和人工智能相结合。5.在不同应用场景下，选择合适的FPGA器件时应考虑哪些因素？应用需求：根据项目的性能需求、逻辑资源、I/O引脚数量选择合适的FPGA型号。供应渠道：确保选择的FPGA在市场上易于采购，并有可靠的供应渠道。成本考虑：在满足技术需求的前提下，选择性价比高的器件。技术支持：选择有良好技术支持和开发工具的厂商，以减少开发难度和风险。6.在设计项目中，应该如何判断是选择FPGA还是ASIC更为合适？FPGA特点：设计灵活、开发周期短、适合快速原型设计和小批量生产，但功耗较高，性能不如ASIC。ASIC特点：性能高、功耗低、适合大批量生产，但开发周期长、费用高且设计不灵活。选择原则：如果项目需要快速开发和灵活性，可以选择FPGA；如果需要大规模生产和高性能，选择ASIC更为合适。7.简述VerilogHDL的历史背景及其在硬件描述语言中的地位。产生背景：VerilogHDL于1984年由PhilMoorby在GatewayDesignAutomation公司开发，目的是提供一种便于描述和模拟数字电路的硬件描述语言。发展历程：VerilogHDL在1995年成为IEEE标准（IEEE1364-1995），后续版本在2001年和2005年进行了更新，进一步增强了语言的功能和表达能力。8.请举例说明VerilogHDL如何用模块化的方式描述一个简单的组合逻辑电路。方法：使用assign语句或always语句可以描述组合逻辑电路。例如，通过逻辑表达式直接定义输出，或通过case语句实现复杂的组合逻辑。assignout=(a&b)|(~c);9.列举VerilogHDL中的基本数据类型，并描述几种常用运算符的功能及其优先级。数据类型：包括reg、wire、integer、real等。其中，reg用于存储变量值，wire用于连接组合逻辑。运算符：常用的包括逻辑运算符（&&,||,!）、关系运算符（==,!=）、算术运算符（+,-,*,/）和位运算符（&,|,^,~）。运算符有明确的优先级，逻辑和位运算符通常用于电路设计中。10.模块的定义由哪些部分组成？每个部分在设计中起到什么作用？在FPGA设计中，模块（Module）是硬件描述语言（如Verilog或VHDL）的基本构建单元，用于描述电路的功能和结构。Verilog模块包含模块声明、端口列表、参数声明、输入输出定义、内部信号声明、功能描述（如always、assign语句）以及实例化其他模块的部分。各部分的作用如下：模块部分作用模块声明定义功能边界，便于复用和层次化设计端口声明明确输入/输出信号方向，确保与外部电路正确交互参数与常量提高代码通用性（如位宽、时钟频率配置）内部信号实现逻辑间的连接和状态存储功能描述（组合/时序）实现具体功能（如加法器、状态机）子模块实例化支持模块化设计，降低复杂度11.简述VerilogHDL仿真文件的基本结构，并说明如何生成测试向量和分析仿真结果。VerilogHDL仿真文件（Testbench）是用于验证设计模块功能正确性的测试平台。仿真文件通常包括模块声明、信号声明、实例化被测模块、时钟生成、复位控制、测试向量生成，以及监控和结束条件这些部分。生成测试向量部分，有手动编写激励、循环与随机化、文件读取三种方法：(1)手动编写激励：在initial块中按时间顺序逐步赋值，适用于简单场景。(2)循环与随机化：使用for循环或$random函数生成复杂或随机测试向量。(3)文件读取：通过$readmemh或$readmemb从外部文件加载测试数据。仿真结果分析主要有：(1)波形查看：使用EDA工具（如ModelSim、VCS、GTKWave）查看信号波形，直观验证时序逻辑是否符合预期。(2)控制台输出：在仿真过程中通过$display或$monitor实时打印信号值：(3)自动化检查：在Testbench中加入断言（Assertions）或自动比较逻辑，判断输出是否符合预期(4)覆盖率分析：通过工具生成代码覆盖率（CodeCoverage）和功能覆盖率（FunctionalCoverage）报告，确保测试充分性。12.请描述如何用VerilogHDL实现一个4位二进制计数器，并说明其工作原理。实现步骤：(1)模块定义定义模块接口，包括输入时钟（clk）、低电平有效异步复位（rst_n）、使能信号（en）和4位计数器输出（count）：modulecounter_4bit(inputclk,//时钟信号inputrst_n,//异步复位（低电平有效）inputen,//使能信号outputreg[3:0]count//4位计数器输出);(2)时序逻辑设计使用always块描述计数器行为，敏感列表包含时钟上升沿和复位下降沿（实现异步复位）：always@(posedgeclkornegedgerst_n)beginif(!rst_n)//复位有效时清零count<=4'b0000;elseif(en)//使能有效时递增count<=count+1'b1;end(3)完成模块结束模块定义：endmodule工作原理：(1)复位控制当复位信号rst_n为低电平时，计数器立即清零（count=4'b0000），此为异步复位。复位结束后（rst_n=1），计数器在时钟上升沿触发。(2)计数逻辑使能有效（en=1）：每个时钟上升沿，计数器值加1。当计数值达到4'b1111（十进制15）时，下一个时钟沿自动归零（4'b0000），实现循环计数。使能无效（en=0）：计数器保持当前值不变。(3)循环与溢出计数器的4位寄存器自然溢出特性使得1111+1=0000（高位丢弃），无需额外逻辑处理溢出。13.列举Vivado设计软件的主要特性。Vivado设计软件的主要特性包括：综合与布局布线：集成了高效的综合和布局布线工具，支持XilinxFPGA和SoC的设计。IP集成：提供丰富的IP核库，支持自动化集成和定制。高效仿真：内置VivadoSimulator和支持第三方仿真工具，用于验证设计。逻辑分析：提供内置的逻辑分析工具和调试功能，支持实时信号监测。自动化优化：支持自动优化设计，减少功耗和提高性能。设计约束管理：强大的约束管理功能，简化时序约束和物理约束设置。图形化用户界面：直观的图形化设计界面，便于操作和配置。高层次综合：支持C/C++代码高层次综合，简化设计流程。14.Vivado设计软件默认所有的时钟是相互有关的，可以通过什么途径来了解时钟之间的相互关系?时钟约束报告：Vivado会生成时钟约束报告，显示时钟源、时钟约束、时钟域之间的关系等信息。可以在Reports下找到Clocking报告，查看时钟约束和时钟树的信息。时钟树图（ClockTreeDiagram）：Vivado提供了时钟树图，可以在Clocking视图中查看时钟的分布情况。通过时钟树图，可以清晰地看到各个时钟源如何影响整个设计。设计网络视图：在Vivado的DesignRuns中，可以通过选择OpenImplementedDesign，然后在Netlist视图中查看时钟网络的结构。这帮助了解时钟信号如何在设计中传播和相互作用。时钟域交互（CDC）分析：Vivado提供时钟域交互分析工具（ClockDomainCrossingAnalysis），可以检测设计中的跨时钟域问题，并帮助分析时钟域之间的关系和潜在的时序问题。约束文件（XDC）：查看和编辑约束文件（XDC），这些文件中定义了时钟源和相关的时钟约束。通过XDC文件，可以检查如何设置时钟和它们之间的关系。时钟管理器（ClockManager）：Vivado提供了时钟管理器组件（如PLL、MMCM），可以通过查看这些组件的配置，了解它们如何生成和管理不同的时钟。设计属性查看：在Vivado的Design界面中，可以查看设计中的时钟属性和配置，了解各个时钟的设定和关系。15.说明RTL级分析得到的设计项目原理图的组成成分。RTL级分析生成的设计项目原理图通常包括以下组成成分：模块实例：显示设计中的各个功能模块或子模块的实例。信号线：连接不同模块的信号，显示数据流和控制信号。端口：每个模块的输入和输出端口，定义了模块与外部世界的接口。寄存器和状态机：表示寄存器和状态机的结构和连接，显示其在设计中的作用。逻辑门和布尔运算：展示基本逻辑门（如AND、OR、NOT）及其连接，体现设计的逻辑功能。时钟和复位信号：显示时钟和复位信号的分布及其对设计的影响。时序约束：可能显示时序约束和信号延迟，帮助分析时序性能。连接线：表明信号之间的物理连接。16.对设计项目的功能进行仿真验证后,元件的功能特性对以后的性能设计是否还会产生影响?在设计项目中进行功能仿真验证是确保元件功能特性符合设计要求的重要步骤。这些功能特性在以后性能设计中仍然会产生影响，主要体现在以下几个方面：性能优化：功能仿真验证能够揭示元件在特定条件下的表现。基于这些验证结果，设计师可以对元件进行调整和优化，以满足性能需求。如果验证过程中发现了潜在的性能瓶颈，设计师可以在后续的设计中加以改进。设计迭代：仿真验证提供了关于元件如何在实际应用中工作的深入了解。根据验证结果，可能需要对设计进行迭代，以改进功能特性或解决发现的问题。这种迭代过程是设计优化的关键部分。风险评估：功能验证有助于识别潜在的风险和问题，从而可以在后续设计阶段采取措施以降低这些风险。这包括修改设计参数或选择不同的材料和工艺。兼容性：功能特性的验证还可以帮助确保元件与其他系统组件的兼容性。如果仿真显示某些功能特性可能影响系统的整体性能，设计师可以在后续阶段进行调整以解决这些兼容性问题。文档和规范更新：仿真验证的结果可能需要更新设计文档和规范，以确保所有相关人员都了解最新的功能特性和设计要求。这些更新将影响后续的设计和生产流程。综上所述，功能仿真验证不仅是检查当前设计是否符合要求的步骤，还对后续的性能设计、优化和风险管理产生持续影响。17.哪两种时钟信号必须要利用什么TCL命令来进行规定?在FPGA设计中，create_clock和create_generated_clock是两种常用的TCL命令，用于定义时钟信号。create_clock用于定义主时钟信号，而create_generated_clock用于定义由主时钟生成的派生时钟。18.什么是静态时序通道?引起路径上产生延时的因素,延时的最大值和最小值分别应用在哪些场合?静态时序通道是指在数字电路中，从一个时钟边沿到另一个时钟边沿的信号路径，这些路径的时序特性会影响电路的性能。延时的最大值和最小值主要取决于信号在路径上经过的组合逻辑和寄存器。延时的最大值通常用于确保电路在最坏情况下仍能稳定工作，即满足时序约束；延时的最小值则用于确保数据在最佳情况下能够及时捕获，从而避免数据丢失或错误。19.说明综合级设计得到的设计项目原理图的组成成分；与RTL级分析得到的结果进行比较，说明相同与不同之处。综合级设计和RTL级设计在数字电路设计中的原理图组成成分有所不同。下面是它们各自的组成成分以及相同和不同之处的说明：综合级设计得到的设计项目原理图的组成成分：门级电路：综合工具将RTL级描述转换为门级电路，包括基本逻辑门（如与门、或门、非门）以及更复杂的逻辑单元（如加法器、乘法器）。触发器和寄存器：综合后的原理图包含了触发器（如D触发器、JK触发器）以及其他寄存器，这些是实现时序逻辑的重要组成部分。布线：展示了如何将逻辑门和寄存器连接起来形成完整的电路。时钟和复位信号：综合级设计通常会清晰地显示时钟信号和复位信号的分布和连接方式。优化后的逻辑：综合工具可能会对逻辑进行优化，简化电路，减少冗余。RTL级设计得到的结果的组成成分：模块和实体：RTL级描述通常以模块（或实体）的形式呈现，这些模块可能包含不同功能的子模块。逻辑描述：使用HDL（如VHDL或Verilog）编写的逻辑描述，通常包括数据路径、控制逻辑和时序逻辑的设计。时钟和复位逻辑：同样会定义时钟和复位信号，但在RTL级，通常以HDL代码的形式出现，而不是具体的电路连接。信号和变量：在RTL级中，信号和变量被用来描述电路的行为，而不涉及具体的门级实现细节。相同之处：时序控制：无论是RTL级还是综合级设计，时钟和复位信号的定义与使用都是关键的组成部分，用于同步和控制电路的操作。功能实现：最终的原理图，无论是在RTL级还是综合级，都要实现设计要求的功能。不同之处：抽象层次：RTL级设计关注于电路的功能和行为，使用高层次的描述语言；而综合级设计关注于电路的具体实现，包括逻辑门、触发器和具体的连接。细节程度：综合级设计的原理图包括了具体的电路元件和连接细节，而RTL级设计通常是抽象的，主要关注于模块间的逻辑关系和功能。优化和映射：在综合级设计中，电路经过优化和映射，可能会有一些RTL级中未显现的优化或改动，如逻辑合成、优化布局和减少延迟等。综上所述，RTL级和综合级设计的原理图在抽象层次、细节程度和实现方式上存在差异，但都为最终的电路功能实现提供了基础。20.在综合后得到网表设计估计的时序报告,在实现之后得到实际网线延时的时序报告,对二者进行比较,建立时间和保持时间的裕量有什么变化?比较综合后的时序报告和实现后的实际网线延时报告，可以看到建立时间和保持时间的裕量通常会有所变化。综合后的裕量是基于理想条件下的估计，而实现后的裕量则是基于实际电路和布局。通常，实际裕量可能会变小，因为实现过程中可能出现了额外的延迟或布局不理想的情况。因此，最终的时序裕量可能会减少。21.设计项目uart_led中,在RTL级分析时,选择Tools→ShowHierarchy,要经过多少级层次结构才能抵达最低层次?在设计项目的RTL级分析中，通过选择Tools→ShowHierarchy，你可以查看设计的层次结构。要确定到达最低层次的级别，需要了解设计的具体层次结构。假设你的设计是基于一个典型的UART（通用异步收发传输器）和LED控制项目，层次结构可能包括以下几个级别：顶层模块（例如uart_led模块本身）子模块（如UART接收器、UART发射器、LED驱动器等）子模块中的子模块（如果有进一步的子模块，例如UART的状态机、计数器等）具体到你的设计项目，需要经过多少级层次结构才能到达最低层次，取决于你设计的复杂程度。通常情况下，你可能需要经过2到4级层次结构来抵达最低层次：一级：顶层模块二级：直接的子模块三级：子模块中的子模块四级：更深层次的模块（如果设计很复杂）因此，一般来说，可能需要经过2到4级层次结构才能抵达最低层次。但具体的层次级别还是要根据你的设计的具体实现来确认。22.除了通过源程序中例示的方式使用ILA和VIO来进行设计诊断之外,二者还有其他方法可以用来实现设计诊断吗?除了通过源程序示例的方式使用ILA（IntegratedLogicAnalyzer）和VIO（VirtualInput/Output）进行设计诊断外，还有其他方法可以实现设计诊断。例如：使用仿真工具：利用仿真器进行功能验证和时序分析，检测设计中的潜在问题。性能监控：在FPGA设计中，通过性能监控器跟踪和记录设计的性能指标。动态调试：使用工具进行在线调试，通过实时查看信号和状态来捕捉问题。逻辑分析工具：例如使用Chipscope进行信号捕获和波形分析。这些方法可以帮助你更全面地进行设计诊断和调试。23.QuartusPrime与其他FPGA开发工具相比有哪些优缺点？QuartusPrime是由英特尔（以前是Altera）开发的FPGA设计工具。与其他FPGA开发工具（如Xilinx的Vivado、Lattice的Diamond、Microsemi的Libero等）相比，QuartusPrime有其独特的优缺点。首先，优点有：(1)QuartusPrime提供了从设计输入到实现、验证、调试的完整工具链，所有工具都集成在一个环境中。这种集成性可以提高设计效率和减少工具间的兼容性问题。(2)QuartusPrime的智能编译功能可以根据设计的具体情况优化编译过程。它通过使用智能算法来提高综合、布局和布线的效率，从而优化设计性能。(3)QuartusPrime提供了丰富的IP核库，可以方便地集成各种预设计的功能模块，从而加快开发进度并提高设计的可靠性。(4)QuartusPrime支持广泛的FPGA设备，包括Intel（Altera）的Cyclone、Arria和Stratix系列，能够满足不同应用需求的设计。(5)QuartusPrime包含集成的仿真和调试工具，如SignalTap逻辑分析仪和时序分析工具，这些工具有助于设计验证和问题诊断。其次，其存在以下缺点：(1)对于新手来说，QuartusPrime的功能和界面可能较为复杂，存在一定的学习曲线。尤其是与其他FPGA开发工具相比，其功能的深度和广度可能使初学者感到不适。(2)QuartusPrim的完整功能和复杂的用户界面可能导致较高的系统资源占用。这可能需要较高配置的计算机才能流畅运行。(3)尽管QuartusPrime与Intel的FPGA设备兼容性较好，但对于第三方FPGA器件的支持可能不如Vivado那样全面。不同FPGA供应商的设计工具之间也存在一定的兼容性问题。(4)QuartusPrime的版本更新频繁，可能导致某些版本的兼容性问题或需要不断学习新版本的特性和变化。这可能会对项目的长期维护造成一定的困难。(5)尽管QuartusPrime有免费的WebEdition版本，但某些高级功能和IP核可能需要付费。对于预算有限的项目，这可能成为一个考虑因素。24.如何创建一个新的Quartus项目？在创建过程中需要注意哪些设置？创建新Quartus项目的步骤如下：第一步，启动QuartusPrime。第二步，从主菜单中选择File>NewProjectWizard。这将启动新项目向导。第三步，在“NewProjectWizard”中，点击“Next”。在“Directory,NameandTop-LevelEntity”页面：在第一行选择存储项目的文件夹，在第二行输入项目名称，第三行的名称则与第二行保持一致。第四步，选择创建一个空项目。第五步，在“AddFiles”页面，可以选择要添加到项目中的设计文件，如Verilog/VHDL源代码、图形输入文件（如BlockDiagram/SchematicFile）等。这一步也可以在项目创建后随时添加，通常先略过，后续可以添加设计文件。第六步，在“Family,Device&BoardSettings”页面：在Family下拉框中选择FPGA芯片系列（如Cyclone,Arria,Stratix等）。在Availabledevices下列举出了选择的芯片系列下的所有芯片型号，选择具体的FPGA型号（如CycloneIVEP4CE22F17C6）。这一步骤要确保选择与你将使用的FPGA硬件匹配的器件。第七步，在“EDAToolSettings”页面，设置Simulation项，选择“ModelSim-Altera”和“VerilogHDL”。第八步，在“Summary”页面，查看设置并确认所有信息正确后，点击“Finsih”按钮，即完成了当前工程的创建。在创建项目时需要注意的设置有：(1)FPGA器件选择：确保选择的FPGA型号与实际使用的硬件一致。如果使用的是开发板，选择开发板可以自动设置器件型号。(2)顶层实体：在创建项目时可以选择或跳过顶层实体的设置，但在设计过程中一定要正确设置顶层实体，这对于编译和仿真是至关重要的。(3)设计文件的添加：初始阶段可以暂时跳过设计文件的添加，但确保在后续的设计中添加正确的源文件（如Verilog、VHDL代码）和约束文件（如PinAssignment）。(4)器件选项和资源设置：根据设计要求，调整综合和布局/布线工具的设置。这包括选择合适的优化选项、调整资源利用等。(5)约束文件：如果有特殊的时序、引脚分配或其他设计约束，确保在项目中包含并正确配置这些约束文件（.sdc文件）。(6)编译设置：检查编译设置是否适合你的设计需求，包括优化级别、警告和错误设置等。25.在QuartusPrime中，如何编写Verilog/VHDL代码？请简述步骤。编写VerilogHDL文件的步骤如下：(1)打开QuartusPrime项目启动QuartusPrime并打开已有项目，或者创建一个新的项目。(2)创建VerilogHDL文件从主菜单选择File

>

New，然后选择VerilogHDLFile。点击“OK”，然后在新文件中即可编写VerilogHDL代码。保存文件，命名为.v文件。26.在QuartusPrime中，如何创建和管理顶层模块和子模块？首先创建顶层模块，(1)打开QuartusPrime项目启动QuartusPrime并打开已有项目，或者创建一个新的项目。(2)创建顶层模块从主菜单选择File

>

New，然后选择VerilogHDLFile。点击“OK”，然后在新文件中编写顶层模块的代码。保存文件，命名为.v文件，并将其添加到项目中。(3)指定顶层实体在QuartusPrime主界面，选择Assignments

>

Settings。在“Settings”对话框中，选择“General”类别，找到“TopLevelEntity”设置。从下拉菜单中选择你刚才创建的顶层模块名称。接下来，创建子模块，(1)创建子模块与创建顶层模块类似，选择File

>

New，然后选择VerilogHDLFile。编写子模块的代码。保存文件，命名为.v文件，并将其添加到项目中。(2)在顶层模块中实例化子模块在顶层模块的代码中实例化子模块。关于管理顶层模块和子模块，(1)添加约束在Assignments

>

AssignmentEditor中设置引脚分配和其他设计约束。这些约束应用于顶层模块，并可能影响子模块的引脚分配。(2)查看模块层次结构在QuartusPrime主界面中，选择Tools

>

NetlistViewers

>

RTLViewer。这里可以查看设计的层次结构图，展示顶层模块及其子模块的实例。(3)更新和维护对于设计的修改和更新，确保在顶层模块和子模块中进行同步更新。每次修改后，重新编译项目以确保设计的完整性。27.在QuartusPrime中，如何添加现有的Verilog或VHDL源文件？添加现有的VerilogHDL文件的步骤如下：(1)打开需要添加文件的项目启动QuartusPrime，点击File>OpenProject，选择需要添加文件的项目。(2)打开文件添加对话框在主菜单中，选择Project>Add/RemoveFilesinProject。这将打开一个对话框，允许管理项目中的源文件。(3)添加源文件在对话框中，点击Add...按钮。在弹出的文件浏览窗口中，导航到你存储Verilog或VHDL源文件的目录。选择需要添加的源文件，然后点击Open。(4)确认文件添加返回到“Add/RemoveFilesinProject”对话框中，确保源文件已列出在文件列表中。点击OK以确认添加文件。28.解释如何使用QuartusPrime的图形化设计工具（如BlockDiagram/SchematicFile）。创建和使用BlockDiagram/SchematicFile的步骤如下：1、创建一个新的BlockDiagram/SchematicFile(1)打开项目启动QuartusPrime并打开一个项目，或者创建一个新的项目。(2)创建新文件在主菜单中，选择

File

>

New。在弹出的对话框中选择

BlockDiagram/SchematicFile。点击

OK，这将打开一个新的图形化设计文件窗口。(3)保存文件选择

File

>

SaveAs，为图形文件指定一个名称（如

top_design.bdf），然后保存。设计图形化电路(1)添加组件在设计窗口的工具栏中，可以找到用于添加各种组件的按钮。点击

Insert

菜单，选择

Symbol

以插入符号（例如逻辑门、触发器、寄存器等）。如果要插入自定义子模块，选择

Insert

>

Instance，然后选择项目中的已有模块或自定义模块。(2)连接组件使用连接线工具（通常在工具栏上显示为一个带箭头的线），点击并拖动以连接组件的引脚。确保连接线正确地连接到各个端口。可以使用

Insert

>

Wire

来手动绘制连接线。(3)设置组件属性右键点击组件或连接线，选择

Properties，可以设置组件的参数或调整连接线的属性。(4)添加输入输出端口通过选择

Insert

>

Port

添加输入和输出端口。设置端口名称和方向（输入、输出或双向）。3、编译和仿真完成设计后，点击

Processing

>

StartCompilation

来编译设计的电路。QuartusPrime将检查设计是否正确并生成适用于FPGA的配置文件。使用QuartusPrime集成的仿真工具（如ModelSim）进行功能验证。可以编写测试平台（testbench）来验证设计的功能。4、编辑和管理设计(1)编辑设计在设计窗口中，可以随时编辑和调整设计电路。使用工具栏上的各种工具来修改组件、连接线、端口等。(2)保存和关闭定期保存工作，选择

File

>

Save，保存设计。29.什么是综合（synthesis）？在Quartus中如何执行综合？在FPGA设计中，“综合”（Synthesis）是将硬件描述语言（HDL）代码（如Verilog或VHDL）转换为逻辑门级网表的过程。这是设计流程中的一个关键步骤，它将设计从高级的HDL描述转化为可以在FPGA硬件上实现的逻辑电路。在IntelQuartusPrime软件中，执行综合的过程如下：(1)打开QuartusPrime项目启动QuartusPrime并打开已有项目，或者创建一个新的项目。(2)编写VerilogHDL代码在项目中创建和编辑HDL文件（如.v、.vh文件）。可以使用QuartusPrime的编辑器来输入和修改代码。(3)添加设计文件到项目确保HDL文件已被添加到项目中。可以在Project菜单下选择Add/RemoveFilesinProject，然后将HDL文件添加到项目中。(4)设置设计文件在Assignments菜单下，选择Settings。在设置对话框中，确保顶层设计文件（顶层模块）已被正确指定。选择Files标签页，检查顶层设计文件是否标记为顶层实体。(5)启动综合过程在主菜单中，选择Processing>StartCompilation。在弹出的对话框中，确认你要执行的操作是FullCompilation，然后点击OK。QuartusPrime会执行综合及其他编译步骤（如布局布线），并生成适合FPGA实现的配置文件。(6)查看综合报告编译完成后，可以查看综合报告，以了解逻辑资源的使用情况和可能存在的问题。选择Tools>Reports，然后选择CompilationReport。在报告中，可以找到有关综合过程和结果的详细信息，包括资源利用率、延迟、时序等。30.在QuartusPrime中如何进行设计仿真？需要哪些工具？在IntelQuartusPrime中，设计仿真是验证硬件设计是否按照预期工作的重要步骤。仿真可以帮助检测和调试设计中的逻辑错误。以下是进行设计仿真的步骤和所需工具的详细信息：1、设计仿真的步骤(1)准备仿真环境选择仿真工具：QuartusPrime自身不包含仿真工具。通常，仿真需要与外部仿真工具配合使用，比如ModelSim、VCS（Synopsys）、或XSIM（Xilinx）。QuartusPrime支持与这些工具的集成。(2)编写测试平台创建测试平台（Testbench）：测试平台是一个HDL模块，它生成测试输入并监控设计的输出。测试平台文件通常与设计文件一同编写，并且用来模拟和验证设计的功能。编写测试用例：在测试平台中定义各种输入激励，并检查设计模块的输出是否符合预期。测试用例帮助模拟设计在不同条件下的行为。(3)配置仿真设置选择仿真工具：在QuartusPrime中，选择Assignments>Settings，然后在EDAToolSettings下选择你要使用的仿真工具。例如，如果使用ModelSim，可以选择ModelSim作为仿真工具。配置仿真选项：在EDAToolSettings对话框中，配置仿真选项和设置文件路径，如仿真脚本、库文件等。(4)生成仿真模型编译设计：在