- 相关推荐
EDA技术与应用课后习题答案大全
6-8 判断下面三个程序中是否有错误，若有则指出错误所在，并给出完整程序。
程序1:
Signal A,EN : std_logic;
…………………
Process(A, EN)
Variable B: std_log ic;
Begin
if EN=l then B<=A; end if; --将“B<=A”改成“B:=A”
end process;
程序2:
Architecture one of sample is
variable a，b，c:integer;
begin
c<=a+b; --将“c<=a+b”改成“c:=a+b”
end;
程序3:
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity mux21 is
PORT(a,b:in std_logic; sel:in std_loglc;c:out std_logle;); --将“;)”改成“)”
end sam2; --将“sam2”改成“entity mux21”
architecture one of mux2l is
begin
--增加“process(a,b,sel) begin”
if sel= '0' then c:=a; else c:=b; end if; --应改成“if sel= '0' then c<=a; else c<=b; end if;”
--增加“end process;”
end two; --将“two”改成“architecture one”
7-2 LPM_ROM、LPM_RAM、LPM_FIFO等模块与FPGA中嵌入的EAB、ESB、M4K有怎样的联系?
答：ACEXlK系列为EAB;APEX20K系列为ESB;Cyclone系列为M4K
第八章
8-1仿照例8-1，将例8-4单进程用两个进程，即一个时序进程，一个组合进程表达出来。
--解：【例8-4】的改写如下：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY MOORE1 IS
PORT(DATAIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);
CLK,RST: IN STD_LOGIC;
Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));
END MOORE1;
ARCHITECTURE behav OF MOORE1 IS
TYPE ST_TYPE IS (ST0,ST1,ST2,ST3,ST4);
SIGNAL C_ST,N_ST: ST_TYPE;
BEGIN
REG: PROCESS(CLK,RST)
BEGIN
IF RST='1' THEN C_ST<=ST0; -- Q<="0000";
ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN
C_ST<=N_ST;
END IF;
END PROCESS REG;
COM: PROCESS(C_ST,DATAIN)
BEGIN
CASE C_ST IS
WHEN ST0=> IF DATAIN="10" THEN N_ST<=ST1;
ELSE N_ST<=ST0; END IF;
Q<="1001";
WHEN ST1=> IF DATAIN="11" THEN N_ST<=ST2;
ELSE N_ST<=ST1 ;END IF;
Q<="0101";
WHEN ST2=> IF DATAIN="01" THEN N_ST<=ST3;
ELSE N_ST<=ST0 ;END IF;
Q<="1100";
WHEN ST3=> IF DATAIN="00" THEN N_ST<=ST4;
ELSE N_ST<=ST2; END IF;
Q<="0010";
WHEN ST4=>IF DATAIN="11" THEN N_ST<=ST0;
ELSE N_ST<=ST3 ;END IF;
Q<="1001" ;
WHEN OTHERS=> N_ST<=ST0;
END CASE;
END PROCESS COM;
END behav;
8-2为确保例8-5(2进程Mealy型状态机)的状态机输出信号没有毛刺，试用例8-4的方式构成一个单进程状态，使输出信号得到可靠锁存，在相同输入信号条件下，给出两程序的仿真波形。
--解：【例8-5】改写如下：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY MEALY1 IS
PORT(CLK,DATAIN,RESET: IN STD_LOGIC;
Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0));
END MEALY1;
ARCHITECTURE behav OF MEALY1 IS
TYPE states IS (st0,st1,st2,st3,st4);
SIGNAL STX: states;
BEGIN
PROCESS(CLK,RESET) --单一进程
BEGIN
IF RESET='1' THEN STX<=ST0;
ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN
CASE STX IS
WHEN st0=> IF DATAIN='1' THEN STX<=st1; END IF;
IF DATAIN='1' THEN Q<="10000";
ELSE Q<="01010" ; END IF;
WHEN st1=> IF DATAIN='0' THEN STX<=st2; END IF;
IF DATAIN='0' THEN Q<="10111";
ELSE Q<="10100" ; END IF;
WHEN st2=> IF DATAIN='1' THEN STX<=st3; END IF;
IF DATAIN='1' THEN Q<="10101";
ELSE Q<="10011" ; END IF;
WHEN st3=> IF DATAIN='0' THEN STX<=st4; END IF;
IF DATAIN='0' THEN Q<="11011";
ELSE Q<="01001"; END IF ;
WHEN st4=> IF DATAIN='1' THEN STX<=st0; END IF;
IF DATAIN='1' THEN Q<="11101";
ELSE Q<="01101"; END IF;
WHEN OTHERS=> STX<=st0; Q<="00000";
END CASE;
END IF;
END PROCESS;
END behav;
图8-6控制ADC0809采样状态图
-- 【例8-2】根据图8-6状态图，采用Moore型状态机，设计ADC0809采样控制器。
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY ADCINT IS
PORT(D: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --来自0809转换好的8位数据
CLK: IN STD_LOGIC; --状态机工作时钟
EOC: IN STD_LOGIC; --转换状态指示，低电平表示正在转换
ALE:OUT STD_LOGIC; --8个模拟信号通道地址锁存信号
START:OUT STD_LOGIC; --转换开始信号
OE:OUT STD_LOGIC; --数据输出三态控制信号
ADDA:OUT STD_LOGIC; --信号通道最低位控制信号
LOCK0:OUT STD_LOGIC; --观察数据锁存时钟
Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); --8位数据输出
END ADCINT;
ARCHITECTURE behav OF ADCINT IS
TYPE states IS(st0,st1,St2,st3,st4); --定义各状态子类型
SIGNAL current_state,next_state: states:=st0;
SIGNAL REGL: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
SIGNAL LOCK: STD_LOGIC;--转换后数据输出锁存时钟信号
BEGIN
ADDA<='1';--当ADDA<='0'，模拟信号进入通道IN0;当ADDA<='1'，则进入通道INI
Q<=REGL;LOCK0<=LOCK;
COM: PROCESS(current_state,EOC) BEGIN --规定各状态转换方式
CASE current_state IS
WHEN st0=> ALE<='0';START<='0';LOCK<='0';OE<='0';
next_state<=st1; --0809初始化
WHEN st1=> ALE<='1';START<='1';LOCK<='0';OE<='0';
next_state<=st2 ;--启动采样
WHEN st2=> ALE<='0';START<='0';LOCK<='0'; OE<='0';
IF(EOC='1') THEN next_state<=st3;--EOC=1表明转换结束
ELSE next_state<=st2; END IF; --转换未结束，继续等待
WHEN st3=> ALE<='0';START<='0';LOCK<='0';OE<='1';
next_state<=st4;--开启OE，输出转换好的数据
WHEN st4=> ALE<='0';START<='0';LOCK<='1';OE<='1';next_state<=st0;
WHEN OTHERS=>next_state<=st0;
END CASE;
END PROCESS COM;
REG:PROCESS(CLK)
BEGIN
IF(CLK'EVENT AND CLK='1') THEN current_state<=next_state; END IF;
END PROCESS REG; --由信号current_state将当前状态值带出此进程：REG
LATCH1: PROCESS(LOCK) --此进程中，在LOCK的上升沿，将转换好的数据锁入
BEGIN
IF LOCK='1' AND LOCK'EVENT THEN REGL<=D; END IF;
END PROCESS LATCH1;
END behav;
8-5在不改变原代码功能的条件下用两种方法改写例8-2，使其输出的控制信号(ALE、START、OE、LOCK)没有毛刺。方法1：将输出信号锁存后输出;方法2：使用状态码直接输出型状态机，并比较这三种状态机的特点。
-- 解："【例8-2】根据图8-6状态图，采用Moore型状态机，设计ADC0809采样控制器" 方法1(将输出控制信号锁存后输出)的VHDL程序代码如下：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY ADCINT IS
PORT(D: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --来自0809转换好的8位数据
CLK: IN STD_LOGIC; --状态机工作时钟
EOC: IN STD_LOGIC; --转换状态指示，低电平表示正在转换
ALE: OUT STD_LOGIC; --8个模拟信号通道地址锁存信号
START: OUT STD_LOGIC; --转换开始信号
OE: OUT STD_LOGIC; --数据输出三态控制信号
ADDA: OUT STD_LOGIC; --信号通道最低位控制信号
LOCK0: OUT STD_LOGIC; --观察数据锁存时钟
Q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); --8位数据输出
END ADCINT;
ARCHITECTURE behav OF ADCINT IS
TYPE states IS(st0,st1,St2,st3,st4); --定义各状态子类型
SIGNAL current_state,next_state: states:=st0;
SIGNAL REGL: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
SIGNAL LOCK: STD_LOGIC;--转换后数据输出锁存时钟信号
SIGNAL ALE0: STD_LOGIC; --8个模拟信号通道地址锁存信号
SIGNAL START0: STD_LOGIC; --转换开始信号
SIGNAL OE0: STD_LOGIC; --数据输出三态控制信号
BEGIN
ADDA<='1';--当ADDA<='0'，模拟信号进入通道IN0;当ADDA<='1'，则进入通道INI
Q<=REGL; --LOCK0<=LOCK;
COM: PROCESS(current_state,EOC,CLK) BEGIN --规定各状态转换方式
CASE current_state IS
WHEN st0=> ALE0<='0';START0<='0';LOCK<='0';OE0<='0';