基于fpga的嵌入式系统设计复习题

《基于fpga的嵌入式系统设计》复习题1、名词概念解释：（1）ASIC，FPGA，SOC，SOPC，NIOSII，I/O，IP；（2）VHDL，verilogHDL，HDL，EDA；（3）功能仿真，后仿真，设计综合，设计验证；（4）嵌入式系统的定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。（5）嵌入式系统的组成：嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统及应用软件等组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。其中：嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件，具有小型化、高效率、高可靠性、高集成度等特点。外围设备是嵌入式系统中用于完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的部件。2、填空题（1）NiosII处理器有三种运行模式：___________，___________，_____________。（2）CycloneIIFPGA支持串行配置器件的isp编程，该特性是通过_____________利用JTAG接口实现的。（3）在SOPCBuilder中，复位地址的偏移量是________，异常地址的偏移量是________。（4）在NiosII的多处理器系统中，最常用的共享资源是____________。（5）根据Flash是否支持处理器的直接读操作，NiosII处理的bootloader分成两种模式：________________bootloader、________________bootloader。（6）用uC/OS-II操作系统实现以太网与轻量IP功能的时候，以太网的中断号至少是____________。（7）Altera公司的FPGA常用的配置方式：JTAG方式、___________、___________。（8）CycloneIIFPGA上面集成的BlockRAM为M4K，一个M4K的大小是________。（9）使用QuartusII进行FPGA设计的开发流程是：设计输入、__________、___________、仿真、_________。（10）NiosIIIDE为软件开发提供了4个主要功能：工程管理器、编辑器和编译器、调试器、____________。（11）SOPC组件On-chipMemory可以用作RAM外，还可以设置成___________，甚至可以设置成双口存取。（12）CycloneIIEP2C35器件包含4个PLL，每个PLL均有_________个输出。其中第_________个输出的驱动能力最强。（13）基于微电子设计的电路通常包含有：组合逻辑电路和_________逻辑电路。（14）基于微电子设计的电路通常包含有：__________电路和时序逻辑电路。（15）SOC是__________的缩写，EDA是__________的缩写。（16）电子系统设计主要有_____________和硬件描述语言设计方式，前者比较直观，形象，但通用可移植性弱；后者利用文本的形式描述和设计电路，常用的两种硬件描述语言是__________和__________。（17）现在集成电路设计主要采用硬件描述语言来描述自己的设计，然后利用EDA工具进行仿真和综合，转换成某种目标文件，然后利用ASIC实现。请问综合的主要作用是__________________________________________________________。（18）在基于EDA设计的技术中，有两种基本设计思路，一种是自顶向下的设计思路，一种是__________的设计思路。（19）在过去的几十年中，数字电路设计技术发展迅速，经历了__________、__________，__________，__________，直到今天的SOC，我们可以把一个完整的系统集成在一个芯片上。（20）设计仿真具体分为__________和__________，前者对电路的RTL模型的仿真，不考虑信号的时延关系，而后者是对综合或布局布线的网表进行的仿真，考虑信号的时延关系。3、选择题（1）基于FPGA的嵌入式系统，下面说法正确的是（）A．只有运行NiosII软核的FPGA系统才是嵌入式系统B．基于FPGA的嵌入式系统是在FPGA中运行可配置的软核C．基于FPGA的嵌入式系统主要特点是运行速度比其他嵌入式系统要快D．基于FPGA的嵌入式系统是FPGA最主要的应用方向（2）对于FPGA芯片来讲，下列说法错误的是：（）A．FPGA是现场可编程逻辑器件的缩写B．FPGA的内部可以集成DSP、PowerPC等模块C．FPGA是非易失性器件D．FPGA的内部逻辑可以反复修改（3）下列不属于FPGA片内资源的是哪个？（）A.PLL（锁相环）B.LUT（查找表）C.NiosII软核处理器D.DSP处理模块（4）下列关于SOPC的说法正确的是：（）A.SOPC系统可以对其结构进行修改，即可以说SOPC是永不过时的嵌入式系统。B.NiosII是一种软核处理器，故可以任意修改其内部结构。C.NiosII可以脱离FPGA芯片单独运行。D.SOPC系统具有体积小、快速灵活、低功耗等优点。（5）下列可综合的VerilogHDL语句是：（）A.！==B.taskC.initialD.#delay（6）下列VerilogHDL表达式中正确的是：（）A.4’b0011=5’b00010；B.！4’b1011||!4’b0000=1’b1C.4’b1010&4’b1101=1’b1；D.4’b1011&&4’b0100=4’b1111；（7）下列选项中哪个不是嵌入式系统软硬件划分的原则。（）A.系统优化原则B.资源利用率原则C.性能原则D.性价比原则（8）NiosII的系统中SDRAM的IP核时钟与系统全局时钟相差多少度？（）A.-60度B.-50度C.-70度D.-90度（9）下列描述可以在FPGA中稳定运行的是：（）A.状态机编码中采用二进制编码方式B.在时钟上升沿到来时A的值由“1001”变为“0110”C.大量采用异步电路设计D.采用时钟的正负沿调整采样（10）下列不属于FPGA应用范围的是（）A．信号处理B．智能应用C．手持PDAD．超大屏幕显示（11）下列关于软核处理器的说法，正确的是（）A．软核处理器执行VHDL编写的程序B．软核处理器是集成在FPGA中的模块C．NiosII、Microblaze、PowerPC、MIPS都属于软核处理器的范畴D．NiosII软核可以修改它的指令和外设（12）下列说法正确的是（）A．IP核可以挂载到不同的总线上B．系统中的IP核不支持VeriogHDL和VHDL混合编写C．同一个IP核在不同的FPGA中具有相同的性能D．嵌入式软核处理器并不属于IP核的范畴（13）关于SOPC的说法，错误的是（）A．SOPC的系统中至少包含一个NiosII软核B．SOPC技术包含了嵌入式设计的全部，除了硬件PCB外，还包括处理器和实时多任务操作系统（RTOS）C．SOPC可以体现软硬件协同设计技术D．如果FPGA中集成了硬核处理器，无论是否使用，系统都属于SOPC系统（14）下列不属于FPGA片内资源的是（）A．高速串行收发器B．PLL（数字锁相环）C．RAMD．FIFO（先进先出）（15）下面哪项不属于NiosII软核的可定制性（）A．可以修改基于NiosII的IP核B．提高或降低工作频率C．增加或取消MMU（内存管理单元）D．自定义NiosII指令（16）关于FPGA的配置问题下列说法的正确的是（）A．EPCS16的容量是16MbB．FPGA仅支持EPCS配置C．FPGA的配置优先级最高的是EPCSD．EPCS配置FPGA属于PS（被动）方式（17）关于NiosII软核启动过程，下列说法错误的是（）A．NiosII软核的启动过程主要分为FPGA器件的配置和NiosII程序的加载B．CFIFlash可以保存FPGA的配置文件、NiosII程序和其他文件数据C．FPGA配置文件（.sof）和NiosII程序（.elf）都可以保存在EPCS中D．使用CFIFlash做为NiosII启动的器件时，FPGA把配置数据从CFIFlash读出并加载，然后执行Bootloader把保存的NiosII程序复制SDRAM执行（18）下列可以在FPGA中稳定运行的是（）A．在设计中同时存在大量同步和异步设计B．状态机编码采用二进制码和独热码混合形式C．使用很多已经验证好的IP核，但没有做整体的仿真D．有的模块采用时钟上升沿，有的模块采用时钟下降沿（19）下列哪项不是PLL锁相环的功能:（）A.PLL可以优化时钟，故有效降低FPGA芯片的功耗。B.PLL核是集成在FPGA内的硬IP核，故无论使用与否PLL都存在在FPGA中。C.使用PLL可以有效减少时钟偏斜的现象D.PLL可以调整时钟的频率，占空比，相位等（20）下列关于存储器的说法错误的是:（）A.Norflash的的特点是写入数据慢读出数据快。多用于存储指令。B.所有的Flash存储器都存在“位交换”，故必须使用EDC/ECC算法以确保稳定性C.Sram是静态随机存储器，一般读写速度很快但容量较小。D.DDR是在SDRAM的基础上提高一倍时钟。（21）在FPGA设计中不属于软件硬件协同设计的是（）A．C2H（CtoHardware）硬件加速编译器B．难于用软件实现的部分功能用硬件实现C．在C程序中使用自定义外设的函数D．根据顶层设计要求，合理划分软硬件结构（22）下列关于VerilogHDL模块连接正确的是：（）Module1Module2(.a(code1),.clk(clk),.rst(rst),.b(k1))A.a是顶层模块，code1是底层模块。B.b是顶层模块，k1是底层模块。C.Module1是底层模块，Module2是顶层模块。D.Module2的端口可以用reg类型定义（23）下列不属于软核处理器的是：（）A．Leon3B.OpenRisc1200C.MicroblazeD.MIPS（24）关于SystemC和SystemVerilog的说法正确的是（）A．SystemC适合顶层建模，SystemVerilog适合验证B．SystemVerilog适合顶层建模，SystemC适合验证C．SystemVerilog是Verilog的升级版本D．SystemC可以直接转换为RTL代码（25）μCOS-II操作系统属于：（）A.顺序执行系统B.占先式实时操作系统C.非占先式实时操作系统D.分时操作系统（26）uC/OS-II的任务调度策略是（）A．哪个任务的优先级高就先执行哪个任务B．高优先级的任务会被低优先级的任务抢占C．各自轮流执行一段时间再让出CPUD．如果某个任务一直得不到CPU资源，就会进入等待状态（27）在uC/OS-II系统中不属于信号量用途的是（）A．共享资源的控制B．用来表示一个事件的发生C．实现两个任务之间信息的传递D．实现两个任务的同步（28）下列关于uClinux的说法正确的是（）A．uClinux是在linux的基础上裁剪了内核和应用程序库。B．uClinux可以使用linux的一部分命令C．uClinux由于没有MMU，故仅能运行在没有MMU的处理器上D．uClinux是硬实时的嵌入式操作系统（29）下列关于uClinux的说法正确的是:（）A.uClinux是在linux的基础上裁剪了内核和应用程序库。B.uClinux可以使用linux的一部分命令C.uClinux由于没有MMU，故仅能运行在没有MMU的处理器上D.uClinux是硬实时的嵌入式操作系统。（30）下列对I2C总线说法正确的是:（）A.SCL线为高电平时，SDA线又低电平向高电平跳变表示数据传输的开始。B.SCL线为低电平时，SDA线又低电平向高电平跳变表示数据传输的结束。C.SDA线是双向的，而SCL线是单向的。D.在标准传输模式下，I2C总线的速度是400Kb/s4、判断题（在题后括号内填入：√/×