譯碼器的設計

word文檔可自由復制編輯譯碼器的設計architecturedec_behaveofe1isSignalsel:std_logic_vector(0to3);beginsel(0)<=en;sel(1)<=a(0);sel(2)<=a(1);sel(3)<=a(2);withselselecty<="00000001"when"1000","00000010"when"1001","00000100"when"1010","00001000"when"1011","00010000"when"1100","00100000"when"1101","01000000"when"1110","10000000"when"1111","00000000"whenothers;enddec_behave;編碼器的設計libraryIEEE；entityencoder83isport(ind:instd_logic_vector(7downto0)；outd:outstd_logic_vector(2downto0));end;architecturebehaveofencoder83isbeginprocess(ind)beginifind(7)=‘1'thenoutd<="111";elsifind(6)=‘1'thenoutd<="110";elsifind(5)=‘1'thenoutd<="101";elsifind(4)=‘1'thenoutd<="100";elsifind(3)=‘1'thenoutd<="011";elsifind(2)=‘1'thenoutd<="010";elsifind(1)=‘1'thenoutd<="001";elsifind(0)=‘1'thenoutd<="000";elseoutd<="000";endif;endprocess;endbehave;數(shù)據(jù)選擇器的設計LIBRARYIEEE;……；ENTITYE3ISPORT(A,B,C,D:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);S:INSTD_LOGIC_VECTOR(0TO1)；Z:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0)）；END；ARCHITECTURECONC_BEHAVEOFE3ISBEGINZ<=AWHENS="00"ELSEBWHENS="01"ELSECWHENS="10"ELSEDWHENS="11"ELSE"0000"；ENDCONC_BEHAVE；比較器：設計八位比較器，相等時輸出為1，否則輸出為0libraryieee；entitycompareisport(a,b:instd_logic_vector(7downto0); y:outstd_logic);endcompare;architecturebehaveofcompareisbeginprocesss(a,b)Beginif(a=b)theny<='1';elsey<='0';endif;endprocess;endbehave;求補器：求補器的輸入信號為a（7..0），輸出信號為b（7..0），設a（7）和b（7）為符號位。libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitycomplementisport(a:instd_logic_vector(7downto0);b:outstd_logic_vector(7downto0));endcomplement;architecturebehaveofcomplementisbeginprocess(a)beginif(a(7)='0')thenb<=a; elseb<='1'&(nota(6downto0)+'1');endif;endprocess;endbehave;單向總線緩沖器的設計LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYe7ISport(enable:INSTD_LOGIC;datain:INSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);dataout:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));END;ARCHITECTUREbhvOFe7ISBEGINPROCESS(enable,datain)BEGINIFenable='1'THENdataout<=datain;ELSEdataout<="ZZZZZZZZ";ENDIF;ENDPROCESS;ENDbhv;雙向總線緩沖器的設計libraryieee;……ENTITYe8ISport(en,dr:instd_logic;a,b:inoutstd_logic_vector(7downto0));END;ARCHITECTUREbhvOFe8ISsignalaout,bout:std_logic_vector(7downto0);beginprocess(a,en,dr)BEGINif((en='0')and(dr='1'))thenbout<=a;elsebout<="ZZZZZZZZ";endif;b<=bout;ENDprocess;process(b,en,dr)BEGINif((en='0')and(dr='0'))thenaout<=b;elseaout<="ZZZZZZZZ";endif;a<=aout;ENDprocess;ENDbhv;同步復位信號的VHDL描述：process(復位信號名，時鐘信號名)begin if（時鐘信號變化條件）then if(復位信號變化條件)then 狀態(tài)復位語句； else 順序語句； endif; endif;endprocess;異步復位信號的VHDL描述：process(復位信號名，時鐘信號名)begin if(復位信號變化條件)then 狀態(tài)復位語句； elsif（時鐘信號變化條件）then 順序語句； endif;endprocess;8D鎖存器使能信號en=1時，數(shù)據(jù)鎖存，否則數(shù)據(jù)保持。libraryieee;……；entityd_latchisport(en:instd_logic;d:instd_logic_vector(7downto0);q:outstd_logic_vector(7downto0));endd_latch;architecturebehaveofd_latchisbeginprocess(en,d)begin ifen='1'thenq<=d; endif;endprocess;endbehave;設計四位D觸發(fā)器，具有異步清零CLR和置位PRN、同步使能EN控制功能。LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYsh1isPORT(CLK,CLR,PRN,EN:INSTD_LOGIC;D:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);Q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0));END;ARCHITECTUREaOFsh1ISBEGINPROCESS(CLR,PRN,CLK,EN)BEGINIFCLR='1'THENQ<=(OTHERS=>'0');ELSIFPRN='1'THENQ<=(OTHERS=>'1');ELSIFRISING_EDGE(CLK)THENIFEN='1'THEN Q<=D;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;ENDa;設計4bit的移位寄存器，具有左移一位或右移一位，并行輸入和同步復位的功能。Library……；entityshifterisport(data:instd_logic_vector(3downto0);left_da,right_da,reset,clk:instd_logic;mode:instd_logic_vector(1downto0);qout:bufferstd_logic_vector(3downto0));endshifter;architecturebehaveofshifterisbeginprocessbegin waituntilrising_edge(clk); if(reset='1')then qout<="0000"; else casemodeiswhen“01”=>qout<=right_da&qout(3downto1);when"10"=>qout<=qout(2downto0)&left_da;when"11"=>qout<=data;whenothers=>null;endcase;endif;endprocess;endbehave;60進制計數(shù)器libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitycout60_visport(clrn,ldn,en,clk:instd_logic;da :instd_logic_vector(3downto0);db :instd_logic_vector(2downto0);qa:outstd_logic_vector(3downto0);qb:outstd_logic_vector(2downto0);rco:outstd_logic);endcout60_v;architectureaofcout60_visbeginprocess(clk)variabletmpa:std_logic_vector(3downto0);variabletmpb:std_logic_vector(2downto0);begin ifclrn='0'thentmpb:="000";tmpa:="0000";elseif(clk'eventandclk='1')thenifldn='0'thentmpa:=da;tmpb:=db;elsifen='1'theniftmpa="1001"then tmpa:="0000";iftmpb="101"thentmpb:="000";elsetmpb:=tmpb+1;endif;elsetmpa:=tmpa+1;endif;endif;endif;endif;qa<=tmpa;qb<=tmpb;rco<=tmpb(0)andtmpb(2)andtmpa(0)andtmpa(3)anden;endprocess;enda;用D觸發(fā)器構成四位移位寄存器。entityshiftisport（sin，clk：inbit；sout：outbit）；endshift；architecturenetlist1ofshiftiscomponentdff--元件說明 port（d，clk：inbit；q：outbit）；endcomponent；signalz：bit_vector（0to4）；beginz（0）〈=sin；gf：foriin0to3generateu1：dffportmap（z（i），clk，z（i+1））；endgenerate；sout〈=z（4）；endnetlist1；EDA試卷答案一、單項選擇題1、2.基于EDA軟件的FPGA/CPLD設計流程為：原理圖/HDL文本輸入→__A__→綜合→適配→____B____→編程下載→硬件測試。A.功能仿真 B.時序仿真C.邏輯綜合 D.配置3.IP核在EDA技術和開發(fā)中具有十分重要的地位；提供用VHDL等硬件描述語言描述的功能塊，但不涉及實現(xiàn)該功能塊的具體電路的IP核為__A___。A.軟IP B.固IPC.硬IP D.全對4.綜合是EDA設計流程的關鍵步驟，在下面對綜合的描述中，_____D____是錯誤的。A.綜合就是把抽象設計層次中的一種表示轉化成另一種表示的過程。B.綜合就是將電路的高級語言轉化成低級的，可與FPGA/CPLD的基本結構相映射的網(wǎng)表文件。C.為實現(xiàn)系統(tǒng)的速度、面積、性能的要求，需要對綜合加以約束，稱為綜合約束。D.綜合可理解為，將軟件描述與給定的硬件結構用電路網(wǎng)表文件表示的映射過程，并且這種映射關系是唯一的（即綜合結果是唯一的）。5.大規(guī)模可編程器件主要有FPGA、CPLD兩類，其中CPLD通過___A__實現(xiàn)其邏輯功能。A.可編程乘積項邏輯 B.查找表（LUT）C.輸入緩沖 D.輸出緩沖6.VHDL語言是一種結構化設計語言；一個設計實體（電路模塊）包括實體與結構體兩部分，結構體描述__B___。A.器件外部特性 B.器件的內部功能C.器件外部特性與內部功能 D.器件的綜合約束7.電子系統(tǒng)設計優(yōu)化，主要考慮提高資源利用率減少功耗（即面積優(yōu)化），以及提高運行速度（即速度優(yōu)化）；下列方法中___A___不屬于面積優(yōu)化。A.流水線設計 B.資源共享C.邏輯優(yōu)化 D.串行化8.進程中的信號賦值語句，其信號更新是___B____。A.立即完成 B.在進程的最后完成C.按順序完成 D.都不對9.不完整的IF語句，其綜合結果可實現(xiàn)__A__。A.時序邏輯電路B.組合邏輯電路C.雙向電路 D.三態(tài)控制電路10.狀態(tài)機編碼方式中，其中__A__占用觸發(fā)器較多，但其簡單的編碼方式可減少狀態(tài)譯碼組合邏輯資源，且易于控制非法狀態(tài)。A.一位熱碼編碼 B.順序編碼C.狀態(tài)位直接輸出型編碼 D.格雷碼編碼二、VHDL程序填空1.下面程序是1位十進制計數(shù)器的VHDL描述，試補充完整。LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYCNT10ISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;Q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0));ENDCNT10;ARCHITECTUREbhvOFCNT10ISSIGNALQ1:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);BEGIN PROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN --邊沿檢測IFQ1>10THEN Q1<=(OTHERS=>'0'); --置零 ELSE Q1<=Q1+1; --加1 ENDIF; ENDIF; ENDPROCESS; Q<=Q1;ENDbhv;2.下面是一個多路選擇器的VHDL描述，試補充完整。LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYbmuxIS PORT( sel:INSTD_LOGIC; A,B:INSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0); Y :OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDbmux;ARCHITECTUREbhvOFbmuxISBEGIN y<=Awhensel='1'ELSEB;ENDbhv;四、閱讀下列VHDL程序，畫出原理圖（RTL級）LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYHADIS PORT( a:INSTD_LOGIC; b:INSTD_LOGIC; c:OUTSTD_LOGIC; d:OUTSTD_LOGIC );ENDENTITYHAD;ARCHITECTUREfh1OFHADISBEGIN c<=NOT(aNANDb); d<=(aORb)AND(aNANDb);ENDARCHITECTUREfh1;五、請按題中要求寫出相應VHDL程序帶計數(shù)使能的異步復位計數(shù)器輸入端口： clk 時鐘信號rst 異步復位信號en 計數(shù)使能load 同步裝載data （裝載）數(shù)據(jù)輸入，位寬為10輸出端口： q 計數(shù)輸出，位寬為10LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYCNT1024IS PORT( CLK,RST,EN,LOAD :INSTD_LOGIC; DATA:INSTD_LOGIC_VECTOR(9DOWNTO0); Q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(9DOWNTO0));ENDCNT1024;ARCHITECTUREONEOFCNT1024ISBEGINPROCESS(CLK,RST,EN,LOAD,DATA)VARIABLEQ1:STD_LOGIC_VECTOR(9DOWNTO0); BEGIN IFRST='1'