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自考06169《电子电路EDA技术》考点分析与重点总结

虽然这门课虽然东西很多很复杂,考点横跨现代电路设计概念、verilog编程、状态机设计、EDA工具和仿真工具操作以及器件原理芯片设计到实践的流程,但是千万不要被吓到,因为主要考点略过了很多很难以记忆的地方。考卷试题设计的偏向于考察Verilog和基础概念知识,其中最需要认真学习的是Verilog。在考卷里,约有40分是直接与Verilog编程技术直接相关,占据整个考试的大头,所以学好Verilog,就能考好这门课。

我的成绩如何学习

很多人和我一样,并不是很擅长学习,对记忆知识和理解新事物感到很棘手。但是现在完全不用担心,自考并不是那么难,不需要那么系统的知识和完全记忆,只需要先快速的浏览书中每一个知识点,然后打开历年真题一道一道查过来就能做出大部分题目,再简单的总结出题人的套路和方法,就能完美战胜这门课。

题型

一、选择题 (每小题1分)

        选择题都很简单就是分值太少,看一遍书基本上就能全部搞懂,主要的难点在Verilog题。Verilog之外,考察内容主要集中在第一、四、六章的基础概念,如:IP核的分类、特点、使用,FPGA与CPLD的区别、特点,偶尔也会出现EDA的基础操作,但是这个考点占比很低。

        1、其中FPGA考点可能会考察对于FPGA型号的辨识,因为过于细节,专门记一下:

FPGA名称题

XC4VLX 为型号 60 是门数 -10是速度等级 ffg是封装类型 668是引脚数 C是工作条件(C是商业用,I是工业用)

        2、verilog选择题一般占1到2题,有几种题型,逻辑运算,数据拼接,数据类型,标识符命名合法性,关键字功能。verilog选择题主要考察的是对verilog的基础使用,稍微摸一下verilog就能很清楚这些题目在考什么。

        标识符命名合法性。这种题非常简单,主要注意标识符可以由任意字母、数字、$和_组合,但是标识符的第一个字符必须是字母或下划线,不能以数字或$开始。

标识符合法性例题

        例如这道题,ACD中都没有非法字符且开头是字母,而B以数字开头,所以它不合法。

        逻辑运算。这种题非常简单,除了加减乘除取余和三目运算符,只要把相同的位数运算就行了。这种题目中经常性会带着读代码的部分,但是代码也非常简单,比如:

逻辑运算例题1

        从图中代码可以知道,这道题是与计算。所以可以把a的10与上b的11,得出10,所以选C。

逻辑运算例题2

        这道题是三目运算符,三目运算符的?前是条件判断,如果条件为真就选择?后的数值,如果为假就选择:后的值。题中条件为A>B,A为1101,B为1010,A>B为真,所以C等于A,所以这道题选D。

        其他计算也需要注意,因为verilog有多种计算符号,具体可以在runoob上看到https://www.runoob.com/w3cnote/verilog-expression.html ,但是曾经的考卷中只出现过按位运算符。

        关键字功能。这种题目我决定整理一个图出来,按照06169的出题逻辑,放到另一篇文章里。

二、名词解释(每小题2分)

        把英文缩写写成中文翻译,来回就这么几个,在书本第一章里可以见到所有考过的缩写,所以需要认真阅读书本第一章。

        曾经考过的:

        CLB 可配置逻辑块

        EDO 数字设计最优化

        EDA 电子设计自动化

        PLD 可编程逻辑器件

        ASIC 专用集成电路

        FPGA 现场可编程门阵列

        CPLD 复杂可编程逻辑器件

        HDL 硬件描述语言

        ICR 在系统下载

        LUT 查找表

        RTL 寄存器传输级

        SOC 片上系统

        SOPC 片上可编程系统

        IP CORE 知识产权芯核

        一些记忆方式:

        带有SI。S是指Scale 规模,I是指Integration 集成,如VLSI(超大规模集成电路Very Large Scale Integration Circuit )SI前面的字母代表是他的大小,其他的包括SSI(小规模集成电路)MSI(中规模集成电路)LSI(大规模集成电路)GSI(巨大规模集成电路)都可以用这种方法记住。

        ASIC相关。简单低密度PLD里的还没在历年真题中出现过,但是记一记总是好的,而且很好记忆。PAL的AL指Array Logic 阵列逻辑,P指Programmable 可编程的,下图中所有字母[P]的都是指可编程的,可以简单的记住。EPROM的E是Erasable 可擦除的E²是EE即Electrically Erasable 电 可擦除。

        

ASIC相关

        还有一些可能出现的。国际计算机辅助设计框架结构组织 CFI,互联网可重构逻辑 IRL,边界扫描测试 BST,联合测试小组 JTAG,基于平台的设计 PBD,基于块的设计 BBD,电子系统级 ESL,边界扫描测试 BST。

        

三、判断改错题(每小题4分)

四、简答题(每小题5分)

        第三和第四题历年真题中没有重复的题或类似的题型,但是出题范围比较固定,基本上集中在FPGA和CLPD特性、硬核软核特点还有ISE使用和Modelsim仿真步骤,记住这些就能考过了。

五、程序分析题(每小题10分)

        这个题目有多种题型,直接读代码写答案和改错的应该不太难,难点有读代码画电路原理图,例如:

画电路原理图题

        

电路原理图答案

        如题所示,有两个寄存器a和b,always使用clk上升沿驱动,只需要给每个寄存器一个D触发器,再接入clk就行了,最后的信号再过一个与门达到yout。主要记住reg会综合出D触发器。

        同理,注意给每个reg画上D触发器,其他只需要走对就行了。这个图是用vivado的RTL ANALYSIS功能做出来的,如果需要检查自己做的对不对,可以下个vivado,免费。

        顺便补一张我收藏的数电符号图,做的很美观。可以看看,方便记忆并在考试中画对。

        这种题目,主要是看always中赋值转了多少圈,每次always结束才能全部赋值一次,所以这题中data_in赋值给data_temp1耗费一个时钟,data_temp1赋值给data_temp2有花了一个时钟,最后在第三个时钟到来的时候才把第一个时钟接收到的数据赋值给data_out,所以data_out比data_的数据延迟三个时钟且是对其clk的。

六、编程题(每小题8~19分)

        常出现的有加法计数器、二分频模块、7人投票表决器、3位2进制编码电路、数值比较器、多路选择器、可切换模式的加减模块、七段LED数码管操作、根据状态机写出verilog、根据原理图写出verilog。接下来我简单展示一下历年真题和解法思路。

        接下来我将用历年真题对此类题目进行答题技巧介绍:

        2013年1月

2013年1月 投票表决器

        这道题要求设计的是一个投票表决器,表决器非常简单,只需要把投票的人加进一个一个变量,最后比较一下就行了。

表决器代码

        类似的题目只需要修改in的位数和num位宽以及第六行num加上的in就行了。

        

阅读理解写代码 加法计数器

        加法计数器几乎没有难点,注意时钟,cq的19是指第20个时钟,不是19时钟。

        2013年4月

        加减法器题目比较简单,进位借位信号可以直接这样{CQ,Cout}写在前面,实际编译的话编译器会自动把电路做出来。

        状态机只用写一段式就好了,考试估计写不下三段式二段式,rst判定后的else直接case开始根据现模式来选择状态转移逻辑。状态机的主要难点是理解这玩意到底是干啥的。

        如果有根据代码反向推导出状态转移图的题目,可以先查看代码中

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