2020 FPGA技术及应用(淮阴师范学院) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2020-02-17到2020-05-18
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第一周.认识可编程ASIC 集成电路芯片认识

1、 问题: FPGA内可编程单元是由查找表和寄存器组成。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

分析：【查找表和寄存器组成逻辑单元】

2、 问题:DE2开发板上FPGA属于Intel MAX 10系列器件。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【FPGA产商设计有不同系列的FPGA。例如：intel Cyclone\Stratix\Arria。不同系列内部资源有所不同，开发工具版本也有所不同。DE2开发板所用的的器件：Cyclone II系列。】

3、 问题:CMOS集成电路芯片制造的基底材料是硅。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】
分析：【半导体材料硅、锗、砷化镓、氮化因各自材料特征应用于不同功能芯片制造过程，CMOS集成电路芯片制造衬底材料是硅。】

【作业】第一周.认识可编程ASIC 第一周作业

1、 问题:请举例几种半导体材料。
评分规则: 【 请举例哪些材料是半导体材料至少两个，可得1分。如硅、锗、砷化镓、氮化镓和碳化硅等半导体材料。
】

2、 问题:最初集成电路的设计目的是什么？
评分规则: 【 请从集成电路的优点结合课程内容分析，最初集成电路的设计目的是什么，全面详细得1分。
】

3、 问题:世界上第一块集成电路板在哪诞生？
评分规则: 【 答德州仪器实验室或相同意义得1分，否则得0分。
】

4、 问题:请简述摩尔定律
评分规则: 【 清晰描述摩尔定律：每12个月晶体管造价可以降低50%，而集成度可以增加100%。周期或者集成度描述不清楚或者错误酌情扣分
】

5、 问题:什么是集成度？
评分规则: 【 清楚描述集成度的概念，参考：单位面积上集成晶体管的数量。描述清楚或类似含义得1分。
】

6、 问题:芯片封装的目的是什么？
评分规则: 【 全面描述芯片封装的目的如保护和散热等，得2分，否则酌情扣分
】

7、 问题:目前集成电路生产制造所需要的晶圆是什么材料？12寸晶圆的大小（直径多少mm和厚度多少mm）？
评分规则: 【 晶圆的材料一般为硅 –1分直径 — 300mm ,厚度– 1mm –1分
】

8、 问题:ASIC的英文全称是什么？
评分规则: 【 英文全称即Application Specific Integrated Circuit正确得1分。
】

9、 问题:请简述集成电路的几种设计方法以及各自的特点、
评分规则: 【 描述几种集成电路的设计方式，清晰全面–1分几种集成电路设计方式各自的特点–1分描述特点要尽量全面，着重在描述几种设计方法的特点。不完善或者错误可以酌情扣分。
】

10、 问题:什么是前仿真和后仿真？什么是功能仿真和时序仿真？
评分规则: 【 正确回答前仿真和后仿真的概念—1分正确回答功能仿真和时序仿真的概念–1分
】

11、 问题:现代FPGA内部集成了哪些硬件（结合DE2参考手册和开发板官网回答）。
评分规则: 【 回答全面正确得满分，否则酌情扣分
】

12、 问题:DE2开发板上的FPGA有哪些硬件资源？（可以参考DE2的用户手册）
评分规则: 【 回答如LE PLL RAM DSP等资源，比较全面得满分，否则酌情否分。
】

【作业】第二周.可编程ASIC的设计方法 第二周作业

1、 问题:请举例5种FPGA开发板的外设资源。
评分规则: 【 能区分哪些是外设资源，哪些是FPGA的内部资源。能正确举出5种外设资源给1分，错误适当扣分。
】

2、 问题:DE2 FPGA中led灯是高电平常亮，如果低电平常亮，那么电路结构应该是怎样的？给出简单的电路结构。
评分规则: 【 正确描述共阳极LED电路给1分，否则适量扣分
】

3、 问题:FPGA的下载方式主要有哪两种？两种的区别？
评分规则: 【 课程中描述了FPGA下载的两种方式，正确给出两种方式给1分，描述区别正确给1分。
】

4、 问题:结合课程回答在QuartusII中完成一个基本的项目需要完成哪些设计流程？
评分规则: 【 回答课程中的FPGA基本设计流程。回答正确，详细给满分，否则适量扣分。
】

5、 问题:请结合课程使用MegaWizard manager工具或者其他IP调用工具调用一个32位宽，4096深度的FIFO，并描述调用过程（图片或文字）。
评分规则: 【 正确描述调用过程给满分，否则适量扣分。
】

6、 问题:在QuartusII中有哪三种类型的IP提供给开发者？
评分规则: 【 结合课程中的内容，给出三种类型的IP。
】

7、 问题:在FPGA管脚分配中，提到了可以使用tcl脚本来分配管脚，除了其中的set_location_assignment [PORT] -to [portName]，请查询相关资料，举例几种其他常用语句？
评分规则: 【 查询tcl脚本编写规则，举例几种常用的语句。
】

8、 问题:执行tcl文件的两种方法。
评分规则: 【 正确回答课程中执行tcl文件的方法。
】

第二周.可编程ASIC的设计方法 设计方法的学习

1、 问题:DE2开发板上VGA接口部分的电路采用了数模转换芯片。（请同学们注意参考手册，认识该芯片为后期实验准备）
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】
分析：【DE2开发板上采用了一块VGA DAC (10-bit high-speed triple DACs)。】

2、 问题:针对DE2开发板可以下载最新的Intel QuartusII软件进行项目开发。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【不同版本支持不同器件，这里建议采用13.0版。】

3、 问题:在Quartus II工具中完成设计文件后还需要设置约束，针对管脚定义的约束在菜单栏中选择tools。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【菜单栏Assignments中完成约束设置。】

【作业】第三周.verolog HDL 第三周作业

1、 问题:verilogHDL与C语言的区别？
评分规则: 【 并行性和执行方式上的却别。
】

2、 问题:verilogHDL支持哪几种层次的建模方式？
评分规则: 【 简述课程中描述的三种层次的建模方式。
】

3、 问题:设计一个4分频的时钟模块，带时钟输入端，复位端和分频输出端。给出代码。
评分规则: 【 代码没有错误给满分，否则适当扣分。
】

4、 问题:4’ha是跟16’b0000_0000_0000_1010等效还是跟4’b1010等效？
评分规则: 【 同学易理解错的点，回答正确给满分
】

5、 问题:三个输入矢量ABC都是4bit位宽的。下面那些写法是正确的？1)input A[3:0],B[3:0],C[3:0];2)input A[3:0],B[3:0],[3:0]C;3)input A,B,C[3:0];4)input [3:0]A,B,C;5)input A[3:0],B,C;
评分规则: 【 只有一个选项正确，答对给1分。
】

6、 问题:always @(posedge clk)begin     b<=a;    c<=b;end和always @(posedge clk)begin    b=a;    c=b;end的区别。给出他们的电路结构(使用D触发器)。
评分规则: 【 理解阻塞赋值和非阻塞赋值，正确给出电路结构满分，否则酌情扣分。
】

7、 问题:always @(posedge clk)begina<=bend和always @(clk)begina <=bend在触发方式上有什么不同？给出两种方式简单的波形图
评分规则: 【 正确给出两种触发方式的波形图。
】

8、 问题:在verilogHDL中，除了使用module的方式调用模块，还能用task去定义一段语句，使用类似于函数调用的功能,请用这个task语句实现七段译码器给数码管赋值的部分。
评分规则: 【 正确使用task ~endtask来完成七段译码器中选择器的赋值部分。
】

第三周.verolog HDL 学习HDL

1、 问题:在always语句块内可采用连续赋值语句。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【连续赋值语句用于组合逻辑建模，用于assign语句。在always语句块内采用过程赋值语句。】

2、 问题:在电路建模中，module的输出信号仅能定义为reg数据类型。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【输出端口不一定就是寄存器，也可以是网线。】