现代EDA技术及其应用 习题及答案 第3章 思考与练习

思考与练习3.1简述在QuartusPrime开发环境下进行EDA设计的基本流程。解答：在QuartusPrime开发环境下进行EDA设计的基本流程如图所示，包括建立工程，设计输入，编译、综合与适配，引脚锁定以及编程与配置等五个主要步骤，同时还可以根据需要进行仿真分析、在线测试或者时序分析。图题3.1基本设计流程3.2已知4线-16线的译码器74LS154的两个功能端SA'和SB'均为低电平时，译码器正常工作，将输入的4位二进制码A3A2A1A0翻译成低电平有效的输出信号Y0'~Y15'；否则译码器不工作，输出全部强制为高电平。应用VerilogHDL描述74LS154,并在QuartusPrime开发环境下进行仿真验证，然后下载到DE2-115开发板进行功能测试。解答：描述代码：moduleLS154(sa_n,sb_n,bin_code,y_n);inputsa_n,sb_n;input[3:0]bin_code;outputreg[0:15]y_n;//内部线网定义wires_n;//内部线网逻辑assigns_n=sa_n||sb_n;//译码过程,应用case语句描述always@(s_n,bin_code)if(!s_n)case(bin_code) 4'b1000:y_n=16'b111_1111_1111_1110; 4'b0001:y_n=16'b111_1111_1111_1101;4'b0010:y_n=16'b111_1111_1111_1011;4'b0011:y_n=16'b111_1111_1111_0111;4'b0100:y_n=16'b111_1111_1110_1111;4'b0101:y_n=16'b111_1111_1101_1111;4'b0110:y_n=16'b111_1111_1011_1111;4'b0111:y_n=16'b111_1111_0111_1111;4'b1000:y_n=16'b111_1110_1111_1111; 4'b1001:y_n=16'b111_1101_1111_1111;4'b1010:y_n=16'b111_1011_1111_1111;4'b1011:y_n=16'b111_0111_1111_1111;4'b1100:y_n=16'b110_1111_1111_1111;4'b1101:y_n=16'b101_1111_1111_1111;4'b1110:y_n=16'b101_1111_1111_1111;4'b1111:y_n=16'b011_1111_1111_1111;default:y_n=16'b111_1111_1111_1111;endcaseelsey_n=16'b111_1111_1111_1111;endmodule功能仿真验证:3.3已知8选一数据选择器的功能端S'为低电平时，数据选择器正常工作，根据地址码A2A1A0的不同从8路输入数据D0~D7中选择其中一路输出；否则数据选择器不工作，输出强制为低电平。应用VerilogHDL描述8选一数据选择器，并在QuartusPrime开发环境下进行仿真验证，然后下载到DE2-115开发板进行功能测试。解答：描述代码：moduleMUX8to1(s_n,d,addr,y);inputs_n;input[7:0]d;input[2:0]addr;outputregy;//数据选择过程always@(s_n,d,addr)if(!s_n)case(addr)3'b000:y=d[0];3'b001:y=d[1];3'b010:y=d[2];3'b011:y=d[3];3'b100:y=d[4];3'b101:y=d[5];3'b110:y=d[6];3'b111:y=d[7];default:y=d[0];endcaseelsey=1'b0;endmodule功能仿真验证:3.4应用原理图设计方法将两片10进制加/减计数器74192扩展为100进制加/减计数器并进行仿真验证，然后下载到DE2-115开发板进行功能测试。3.5在QuartusPrime开发环境下，应用testbench对例2-29中的4选一数据选择器进行仿真验证。3.6在QuartusPrime开发环境下，应用testbench对例2-30中的4位计数器进行仿真验证。3.7完成3.5节数字频率计的设计。下载到开发板进行功能测试。3.8*应用原理图设计数码序列控制电路。具体要求如下：（1）在单个数码管上依次显示自然数序列（0~9）、奇数序列（1、3、5、7和9）、音乐符号序列（0~7）和偶数序列（0、2、4、6和8）；（2）加电后先显示自然数序列，然后按上述规律循环显示。在QuartusPrime开发环境下进行设计，并下载到EDA开发板进行功能测试。3.9*应用原理图设计洗衣机定时控制器。具体要求如下：洗涤时间以分钟为单位，可以在1~99分钟之间任意设置；用两位数码管显