FPGA作業(yè)參考答案

1、作業(yè)答案作業(yè)答案3.3 設(shè)A=4b1010，B=4b0011，C=1b1，則下式運(yùn)算結(jié)果是什么？(1) A 0101(2) A1 0101(3) A，B0，C 101011(4) A & B 0010(5) A B 1001(6) AB 0 3.5 有一個(gè)模塊名為my_module，其輸入/輸出端口情況如題圖3.1所示，試寫出模塊Verilog HDL的描述框架，即模塊的定義、端口羅列和端口定義等。module my_modudle( AIN, BIN, CIN, CLK, ENABLE, RESET DATA_OUT) Input3:0 AIN; Input2:0 BIN; Inpu

2、t1:0 CIN; Input CLK, ENABLE, RESET; Output4:0 DATA_OUT;.作業(yè)答案作業(yè)答案 3.6 在下面的initial塊中，根據(jù)每條語句的執(zhí)行時(shí)刻，寫出每個(gè)變量在仿真過程中和仿真結(jié)束時(shí)的值。initialbeginA=1b0; B=1b1; C=2b10; D=4b1100; #10 begin A=1b1;B=1b0;end#15 beginC= #5 2b01;end#10 beginD=#7 A，B，C; endend作業(yè)答案作業(yè)答案 3.6 #0 A=1b0,B=1b 1,C=2b10, D=4b1100,#10 A=1b 1,B=1b 0,C

3、=2b10, D=4b1100,#30 A=1b 1,B=1b 0,C=2b01, D=4b1100,#42 A=1b 1,B=1b 0,C=2b01, D=4b1001.作業(yè)答案作業(yè)答案 3.7 定義一個(gè)深度為256，位寬為8比特的寄存器型數(shù)組，用for語句對(duì)該數(shù)組進(jìn)行初始化，要求把所有的偶元素初始化為0，所有的奇元素初始化為1。3.7.reg 7:0 stage 255:0initialbegin for(i=0;i256;i=i+2) stagei = 0; for(i=1;i256;i=i+2) statei=1;end 作業(yè)答案作業(yè)答案 3.8 設(shè)計(jì)一個(gè)移位函數(shù)，輸入一個(gè)位寬是32比

4、特的數(shù)data，和一個(gè)左移、右移的控制信號(hào)shift_contr1:0，shift_contr1=1，data左移一位，shift_contr0=1，data右移一位，函數(shù)返回移位后的數(shù)值。3.8 function 31:0 shift input31:0 data_in; input1:0 shift_contr; begin if (shift_contr1) shift= data_in 1; end endfunction作業(yè)答案作業(yè)答案 3.10 定義一個(gè)任務(wù)，該任務(wù)能計(jì)算出一個(gè)八位變量的偶校驗(yàn)位作為該任務(wù)的輸出，計(jì)算結(jié)束后，經(jīng)過三個(gè)時(shí)鐘周期將該校驗(yàn)位賦給任務(wù)的輸出。3.10 tas

5、k parity(even_bit,odd_bit,input_bus); output even_bit,odd_bit; input7:0 input_bus; reg even_bit, odd_bit,a；beginodd_bit = input_bus; /產(chǎn)生奇校驗(yàn)位 a = odd_bit;end; /產(chǎn)生偶校驗(yàn)位 （posedge clk) （posedge clk) （posedge clk) even_bit=a;endendtask 作業(yè)答案作業(yè)答案 3.12 module mux4(A,B, C,D,sel,data_sel);parameter width = 8；

6、inputwidth-1:0 A,B,C,D;input1:0 sel;outputwidth-1:0 data_sel ;reg 3:0 data_sel;always(A or B or C or D or sel) begin case(sel) 2b00 : data_sel = A; 2b01 : data_sel = B; 2b10 : data_sel = C; 2b11 : data_sel = D; default : $display(signal is invalid); endcase endendmodule作業(yè)答案作業(yè)答案 3.12 module mux4(clk,

7、rst,A,B, C,D,sel,data_sel);parameter width = 8； inputwidth-1:0 A,B,C,D;input1:0 sel;input clk,rst;outputwidth-1:0 data_sel ;wire 3:0 data_sel;assign data_sel=sel1? (sel0 ? D:C) : (sel0 ? B:A);endmodule作業(yè)答案作業(yè)答案 作業(yè)答案作業(yè)答案設(shè)計(jì)一個(gè)序列檢測(cè)器,用于檢測(cè)串行輸入的二進(jìn)制序列，每當(dāng)連續(xù)輸入三個(gè)或三個(gè)以上的1時(shí),序列檢測(cè)器的輸出為1,其它情況下輸出為0。（1）畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。（2）寫出Ver

8、ilog HDL程序（要求在程序中使用2個(gè)always 語句） 作業(yè)答案作業(yè)答案狀態(tài)圖:s0：初始狀態(tài)，電路還未收到一個(gè)有效1 s1：收到一個(gè)1后的狀態(tài)S2：連續(xù)收到兩個(gè)1后的狀態(tài) s3：連續(xù)收到三個(gè)1個(gè)后的狀態(tài) 作業(yè)答案作業(yè)答案module fsm(clk,reset, ina,out);input clk,ina;output out;reg out;parameter s0 = 2b00,s1 =2b01,s2 =2b10,s3=2b11;reg0:1 state,next_state;always (posedge clk)begin if (!reset) state = s0 ;

9、else state=next_state; endalways (state or ina)begincase(state ) s0:beginnext_state=(ina)?s1:s0;out=0;ends1:beginnext_state=(ina)?s2:s0;out=0;ends2:beginnext_state=(ina)?s3:s0;out=0;ends3:beginnext_state=(ina)?s3:s0;out=1;endendcaseendendmodule 作業(yè)答案作業(yè)答案作業(yè)： 下圖是一個(gè)A/D采集系統(tǒng)，要求設(shè)計(jì)其中的FPGA采集控制模塊，該模塊由三個(gè)部分構(gòu)成：控

10、制器（Control）、地址計(jì)數(shù)器（addrcnt）、內(nèi)嵌雙口RAM（adram）?？刂破鳎╟ontrol）是一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)，完成對(duì)AD574的控制，和adram的寫入操作。adram是一個(gè)雙口RAM IP核，在wren為1時(shí)允許寫入數(shù)據(jù)。A/D采集系統(tǒng) 作業(yè)答案作業(yè)答案 AD574邏輯控制真值表（X表示任意） AD574工作時(shí)序 作業(yè)答案作業(yè)答案 下面表列出了AD574的控制方式（X表示任意信號(hào)）和控制時(shí)序圖(STATUS為高電平，F(xiàn)PGA等待A/D轉(zhuǎn)換，STATUS為低電平，A/D轉(zhuǎn)換完成，數(shù)據(jù)輸出有效)：CECSRCK12_8A0工 作 狀 態(tài)0XXXX禁止100X1啟動(dòng)8位轉(zhuǎn)換1010

11、1轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)輸出有效 作業(yè)答案作業(yè)答案回答問題： 1)試畫出控制器Control模塊的狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)圖。 2)地址計(jì)數(shù)器每當(dāng)ClkInc時(shí)鐘上升沿到達(dá)，輸出地址加1，請(qǐng)對(duì)地址計(jì)數(shù)器模塊（addrcnt）進(jìn)行Verilog HDL描述。 3)根據(jù)問題1)的狀態(tài)圖，試對(duì)控制器Control模塊進(jìn)行Verilog HDL描述。 4) 已知adram的端口描述如下，試用例化語句，對(duì)整個(gè)FPGA采集控制模塊進(jìn)行頂層模塊的Verilog HDL描述（頂層名設(shè)為ADC574）。 作業(yè)答案作業(yè)答案 1)試畫出控制器Control模塊的狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)圖。 作業(yè)答案作業(yè)答案2) 地址計(jì)數(shù)器每當(dāng)ClkInc時(shí)鐘上升沿到

12、達(dá)，輸出地址加1，請(qǐng)對(duì)該模塊進(jìn)行verilog描述。module cnt64(ClkInc, Cntclr, Wraddr); input ClkInc, Cntclr; output5:0 Wraddr; reg5:0 Wraddr; always(posedge ClkInc or posedge Cntclr)beginif(Cntclr) Wraddr=6d0;else Wraddr=Wraddr+1;endendmodule 作業(yè)答案作業(yè)答案3) 根據(jù)狀態(tài)圖，試對(duì)control進(jìn)行Verilog描述. module control(CLK, STATUS, ADData, CS, C

13、E, A0, RC, K12_8, ClkInc, rddata); input CLK, STATUS; /時(shí)鐘信號(hào)和AD轉(zhuǎn)換狀態(tài)信號(hào)輸入 input7:0 ADData; /轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入 output CS, CE, A0, RC, K12_8; / AD574控制信號(hào) output ClkInc; /地址計(jì)數(shù)器時(shí)鐘信號(hào) output7:0 rddata; /轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出 parameter s0=0,s1=1,s2=2,s3=3,s4=4; reg2:0 st; reg lock; reg CS, CE,RC; 作業(yè)答案作業(yè)答案assign K12_8=1b0; assign A0=1b

14、1; assign ClkInc=(lock=1b1)?1:0; assign rddata=(lock=1b1)?ADData:rddata; always(posedge CLK) begin case(st) s0: begin st = s1; RC =1b1; CE=1b0; CS =1b1; lock =1b0;end s1: begin st = s2; RC =1b0; CE=1b1; CS =1b0; lock =1b0;end 作業(yè)答案作業(yè)答案s2: if(!STATUS) st = s3; else begin st = s2; RC =1b1; CE=1b1; CS =

15、1b0; lock =1b0;ends3: begin st = s4;RC =1b1;CE =1b1;CS =1b0;lock =1b1;ends4:begin st = s0;RC =1b1;CE =1b1;CS =1b0;lock =1b0;enddefault:st=s0;endcaseendendmodule 作業(yè)答案作業(yè)答案5) 已知adram的端口描述如下，試用例化語句，對(duì)整個(gè)FPGA采集控制模塊進(jìn)行Verilog頂層描述。頂層名為ADC574. module ADC574(CLK, STATUS, ADDATA, Cntclr, Rdaddr, CS, CE, A0, RC,

16、K12_8, rddata); input CLK, STATUS; /時(shí)鐘信號(hào)和AD轉(zhuǎn)換狀態(tài)信號(hào)輸入 input7:0 ADDATA; /轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入 input Cntclr; /計(jì)數(shù)器清零信號(hào) input5:0 Rdaddr; / adram讀數(shù)地址output CS, CE, A0, RC, K12_8; / AD574控制信號(hào)output7:0 rddata; / adram讀數(shù)據(jù)輸出wire ClkInc;wire5:0 Wraddr;wire7:0 r_data;wire wren; 作業(yè)答案作業(yè)答案5) 已知adram的端口描述如下，試用例化語句，對(duì)整個(gè)FPGA采集控制模塊進(jìn)行

17、Verilog頂層描述。頂層名為ADC574. module ADC574(CLK, STATUS, ADDATA, Cntclr, Rdaddr, CS, CE, A0, RC, K12_8, rddata); input CLK, STATUS; /時(shí)鐘信號(hào)和AD轉(zhuǎn)換狀態(tài)信號(hào)輸入 input7:0 ADDATA; /轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入 input Cntclr; /計(jì)數(shù)器清零信號(hào) input5:0 Rdaddr; / adram讀數(shù)地址output CS, CE, A0, RC, K12_8; / AD574控制信號(hào)output7:0 rddata; / adram讀數(shù)據(jù)輸出wire ClkInc;wire5:0 Wraddr;wire7:0 r_data;wire wren; 作業(yè)答案作業(yè)答案assign wren=1b1; control u1(.CLK(CLK),