EDA复习大纲.doc

第一章 1. 什么是 EDA 技术?什么是狭义 EDA ?什么是广义 EDA ?( P2) 答: EDA 技术是一门迅速发展起来的新技术。 EDA 设计就是设计人员在计算机上通过特定功能的软件开发工具,以全自动或半自动化方式按要求完成电子系统的设计。狭义 EDA 技术就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具,通过有关的开发软件,自动完成用软件的方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真,直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作,最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。简单的说狭义 EDA 技术也就是使用 EDA 软件进行数字系统的设计。广义 EDA 技术就是通过计算机及其电子系统的辅助分析和设计软件,完成电子系统某一部分的设计过程。 2. 可编程逻辑器件的发展历史? ( P8) 答:可分为四个阶段(见课本第 8页)。 3. 可编程逻辑器件的开发设计流程?其中设计输入可采用哪些方法输入设计的电路?其中什么叫功能仿真什么叫时序仿真?其中什么叫综合什么叫适配? (P16) 答:其设计流程包括设计目标、设计输入、功能仿真、综合优化、综合后仿真、实现(FPGA 设计)或适配(CPLD 设计)、时序仿真、设计下载、系统调试及验证等。设计输入常采用硬件描述语言(HDL )输入法、原理图输入法、IP核设计输入方法等; 功能仿真,也称为前仿真,是在编译之前对用户所设计的电路进行逻辑功能验证; 时序仿真,也称为后仿真,是指将布局布线的延时信息反标注到设计网表中来检测有无时序违规现象; 所谓综合就是将较高级抽象层次的描述转化成较低层次的描述; 适配就是指将综合生成的逻辑网表描述为具体 CPLD 芯片的实现过程。 4. IEEE 标准化的 HDL 语言有哪两种? (P21) 答: VerilogHDL 和VHDL 。第二章 1. 可编程逻辑器件有哪些分类方法?各分为哪几类? (1) 按集成度分类(2) 按器件结构分类乘积项结构器件。其基本结构为“与-或阵列”的器件,大部分简单 PLD 和CPL D 都属于此类。查找表结构器件。由简单的查找表组成可编程门,再构成阵列形式。大多数 FPG A 属于此类。(3) 按编程工艺分类熔丝( Fuse )型。如早期的 PROM 。反熔丝( Anti-fuse )型。 EPROM 型。用紫外线进行擦除,可多次编程。 EEPROM 型。电可擦写编程器件,大部分 CPLD 及GAL 器件采用此类结构。 SRAM 型。SRAM 查找表结构的器件,大部分 FPGA 器件采用此工艺。掉电丢失信息需重新配置。 Flash 型。多次编程,掉电不需要重新配置。 PLD 中的 PAL 和 GAL 结构上有何异同? 答:GAL 和PAL 的最大差别在于 GAL 的输出结构可由用户定义,是一种可编程的输出结构。 GAL 的两种基本型号 GAL16V8 (20 引脚) GAL20V8 (24 引脚)可代替树十种 PAL 器件,因而称为通用可编程电路。而 PAL 的输出是由厂家定义好的, 芯片选定后就固定了,用户无法改变。 3. 可编程逻辑器件的制造工艺? ( P24 ) 答:熔丝连接技术、反熔丝连接技术、SRAM 技术、掩膜 ROM 、PROM 技术、FLAS H 技术。 4. CPLD 的内部结构组成? ( 25) 答:FB、宏单元、快速连接开关矩阵、 IOB 。 5. FPGA 的内部结构组成? ( 28) 答: FPGA 由6部分组成,分别为可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块 RAM 、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元和内嵌专用硬核等。 6. 查找表原理? ( 29) 答:查找表(Look-Up-Table) 简称为 LUT ,LUT 本质上就是一个 RAM 。目前 FPG A 中多使用 4 输入的 LUT ,所以每一个 LUT 可以看成一个有 4 位地址线的 RAM 。当用户通过原理图或 HDL 语言描述了一个逻辑电路以后,PLD/FPGA 开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能的结果,并把结果事先写入 RAM, 这样,每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表,找出地址对应的内容, 然后输出即可。 7. CPLD 和 FPGA 比较? ( 40) 答:(1)CPLD 更适合完成各种算法和组合逻辑, FPGA 更适合于完成时序逻辑。(2)CPLD 的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPG A 的分段式布线结构决定了其延时的不可预测性。(3)在编程上, FP