第一篇：2010年北郵光研院《光纖通信》專業(yè)筆試題

2010年北京郵電大學(xué)信息光子學(xué)與光通信研究院

《光纖通信》專業(yè)筆試題

一、填空題（共26分，每空2分）

1、光纖傳輸特性：___，___，___。

2、單模光纖三種色散：___, ___, ___;其中___色散導(dǎo)致單模光纖出現(xiàn)傳輸極限。（原話實在忘了，課本也沒在手里，意思表達不清楚，湊合看吧，看過書的人應(yīng)該明白的，嘿嘿）

3、光纖通信系統(tǒng)的三大性能指標(biāo)：___，___，___。

4、給出L、Pi、Po=0，計算α損耗系數(shù)___.5、（還有一個題想不起來了，總之填空應(yīng)該拿滿分的）

二、選擇題（共24分，每題4分）

1、影響DWDM傳輸容量的因素有：（五個選項，不定項選擇，具體選項忘了~）

2、EDFA能放大那些波長的光：（選項略）

3、光檢測器，給出截止波長hv>Eg，問能檢測出那些波長的光。

4、單模光纖當(dāng)波長大于lanmdaC（你懂的，這個希臘字母實在是找不到在哪）時截止，問那些波長的光能通過？

5、適合DwDm傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)？（答案應(yīng)該是G.655）

6、光接收機的性能指標(biāo)。

三、大題（計算+簡述，共50分）

計算題：

1、（5分）回波損耗，知Po，反射Pi，求α？

2、（10分）畫出WDM系統(tǒng)并闡述工作原理（感覺這不是計算題，下題同）

3、（10分）EDfA的三種泵浦結(jié)構(gòu)并作簡單說明。

簡述題：

1、（10分）光纖傳輸特性對于光脈沖的影響。

2、（10分）光與物質(zhì)的三種反應(yīng)過程并寫出與之相對應(yīng)的半導(dǎo)體器件。（寫到這忍不住抱怨句：這也忒簡單了吧，考填空正好~）

3、（5分）WDM中監(jiān)控信道的作用及對波長的選擇。

09題型有填空，選擇，計算，問答。填空有四五道，選擇有四道題，諸如單模光纖中的三種色散類型，光纖通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)，損耗系數(shù)的計算，光發(fā)送機的性能指標(biāo)等等。

計算加問答共6道題，如下：

1.DWDM系統(tǒng)中要求總功率不得高于17dBm，該系統(tǒng)共32個子信道，每個子信道功率相同，則每個子信道的功率不得高于多少？（記得lg2=0.3010的話，該題答案應(yīng)該是1.95dBm）

2.EDFA的3種泵浦結(jié)構(gòu)寫出一種

3.FTTH的實現(xiàn)方案

4.偏振膜色散的形成原因及其對通信系統(tǒng)性能的影響

5.抖動性能的定義及其對系統(tǒng)的影響

6.WDM系統(tǒng)中監(jiān)控信道的作用及其對波長選擇的要求。

第二篇：北郵光纖通信復(fù)習(xí)提綱

第一章

1、請解釋將光纖分為單模和多模的判斷依據(jù)

2、請解釋光纖數(shù)值孔徑的概念，并給出相對折射率表示的數(shù)值孔徑的數(shù)學(xué)表達式。為什么通信用的光纖數(shù)值孔徑都比較小

3、為什么要設(shè)計漸變折射率光纖，請簡述其工作原理

4、色散的機理是什么，有哪些類型，列出描述色散大小的三個等效參數(shù)：最大時延差，群速色散系數(shù)，色散系數(shù)之間的相互關(guān)系（兩兩關(guān)系，三個表達式）

5、什么是正常色散區(qū)，反常色散區(qū)，如何判別區(qū)分

6、列出光纖中損耗的類型，并說明最終決定光纖損耗（的因素），決定理論極限的包含其中哪幾項

7、列出光纖非線性效應(yīng)的類型，給出每一項的概念

8、簡述光纖的發(fā)展過程

9、標(biāo)量近似法求解光纖中的模式時的結(jié)果LPmn中m、n的物理含義，并會識別和畫出示意圖

第二章

1、光纖通信系統(tǒng)對光源的要求

2、光與物質(zhì)的相互作用的三個物理過程，指出半導(dǎo)體激光器，發(fā)光二極管和光電檢測器的工作原理各建立在什么作用的基礎(chǔ)上

3、激光產(chǎn)生所需要的三個物質(zhì)條件和發(fā)生激射的兩大理論基礎(chǔ)，LD諧振腔的作用

4、推導(dǎo)F-P腔，Bragg波紋光柵諧振腔的諧振模式間隔與腔長之間的關(guān)系

5、激光器的P-I特性曲線以及溫度的影響

6、直接調(diào)制與間接調(diào)制之間的區(qū)別，列舉幾種間接調(diào)制的類型

7、畫出光發(fā)射機的原理框圖，列出兩種控制電路的名稱，并簡述各自的作用

8、為什么經(jīng)常采用雙異質(zhì)結(jié)的半導(dǎo)體制作LD9、激光器縱模和橫模的含義，各有哪些類型

10、LD與LED的區(qū)別，LED工作時有沒有受激輻射，為什么說LED發(fā)射的光譜主要是自發(fā)輻射譜

11、定性描述LD瞬態(tài)特性的兩個重要現(xiàn)象是？定量描述的工具是？列出表達式 并用它求解閾值時的電子密度和電光延遲時間

12、光調(diào)制方式

第三章

1、光纖通信系統(tǒng)對光電檢測器的要求

2、光接收機的原理框圖，指出其主要性能指標(biāo)

3、實現(xiàn)光電檢測的兩種常用器件，簡述其結(jié)構(gòu)，原理

4、為什么光電二極管波長響應(yīng)同時存在上截止波長和下截止波長兩個限制

5、光接收機中的噪聲有哪兩大類，又各自包含哪些

6、影響光接收機靈敏度的主要因素

7、相干接收的原理和關(guān)鍵技術(shù)

第四章

1、什么是HFC系統(tǒng)？什么是副載波復(fù)用技術(shù)？

2、光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計考慮，特別是無中繼再生段的設(shè)計考慮

3、數(shù)字系統(tǒng)中傳輸性能的兩個主要指標(biāo)，以及抖動和漂移的概念

4、光放大器有哪兩類，簡述EDFA和RFA的工作原理

5、說出EDFA的三種內(nèi)部泵浦結(jié)構(gòu)的三種基本應(yīng)用形式

第五章

1、常用的光連接器有哪些型號

2、說明恒量無源光器件性能的常用指標(biāo)參數(shù)

3、解釋光環(huán)形器的工作原理（對照圖說明）

4、列舉出三種以上的波分復(fù)用/解波分復(fù)用器件的構(gòu)成方式

5、列舉出幾種基于不同結(jié)構(gòu)設(shè)計的機械光開關(guān)

6、解釋DWDM和CWDM系統(tǒng)的區(qū)別

7、'推導(dǎo)利用介質(zhì)膜或干涉膜進行濾波的原理

第六章

1、光傳送網(wǎng)中的兩種典型設(shè)備是？各說出兩種典型的實現(xiàn)方式

2、說出三種光交換的方式和交換粒度

3、說出自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON的三大平面，五大類接口，三種連接的名稱

4、OCS、OBS、OPS的原理及特點，OPS沖突解決方案

5、有源光網(wǎng)絡(luò)和無源光網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別是？

6、說出xPON、FTTx中的x可以代表哪些字母，并給出中文解釋

7、PTN的概念及技術(shù)分類

8、MSTP概念和技術(shù)分類

第七章

1、解釋以上群速度色散補償技術(shù)原理

2、OTDM的原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

第三篇：2010北郵考研網(wǎng)研院 機試題

2010北郵考研網(wǎng)研院 機試題

(2010-04-19 16:38:15)

轉(zhuǎn)載 標(biāo)簽：

北郵 網(wǎng)研 機試 雜談

第一題：查找 輸入數(shù)組長度 n 輸入數(shù)組 a[1...n] 輸入查找個數(shù)m 輸入查找數(shù)字b[1...m]

輸出 YES or NO 查找有則YES 否則NO

如(括號內(nèi)容為注釋)輸入： 5(數(shù)組長度)1 5 2 4 3(數(shù)組)3(查找個數(shù))2 5 6(查找具體數(shù)字)輸出： YES YES NO 第二題：查找第K小數(shù)

查找一個數(shù)組的第K小的數(shù)，注意同樣大小算一樣大 如 2 1 3 4 5 2 第三小數(shù)為3

如(括號內(nèi)容為注釋)輸入： 6(數(shù)組長度n)2 1 3 5 2 2(數(shù)組)3(K 即為第三小數(shù))輸出： 3

第三題：打牌

牌只有1到9，手里拿著已經(jīng)排好序的牌a，對方出牌b，用程序判斷手中牌是否能夠壓過對方出牌 規(guī)則：出牌牌型有5種 [1]一張 如4 則5...9可壓過

[2]兩張 如44 則55，66，77，...，99可壓過 [3]三張 如444 規(guī)則如[2] [4]四張 如4444 規(guī)則如[2] [5]五張 牌型只有12345 23456 34567 45678 56789五個，后面的比前面的均大

壓過輸出YES 否則NO

如(括號內(nèi)容為注釋)輸入：

12233445566677(手中牌)33(出牌)輸出： YES

第四題：樹 查找

簡單說就是一棵樹，輸出某一深度的所有節(jié)點，有則輸出這些節(jié)點，無則輸出EMPTY，具體描述得借助圖形比較好，懶得寫了，基本就是這個樣子的。

第四篇：光纖通信筆試題

2010年北京郵電大學(xué)信息光子學(xué)與光通信研究院

《光纖通信》專業(yè)筆試題

一、填空題（共26分，每空2分）

1、光纖傳輸特性：___，___，___。

2、單模光纖三種色散：___, ___, ___;其中___色散導(dǎo)致單模光纖出現(xiàn)傳輸極限。（原話實在忘了，課本也沒在手里，意思表達不清楚，湊合看吧，看過書的人應(yīng)該明白的，嘿嘿）

3、光纖通信系統(tǒng)的三大性能指標(biāo)：___，___，___。

4、給出L、Pi、Po=0，計算α損耗系數(shù)___.5、（還有一個題想不起來了，總之填空應(yīng)該拿滿分的）

二、選擇題（共24分，每題4分）

1、影響DWDM傳輸容量的因素有：（五個選項，不定項選擇，具體選項忘了~）

2、EDFA能放大那些波長的光：（選項略）

3、光檢測器，給出截止波長hv>Eg，問能檢測出那些波長的光。

4、單模光纖當(dāng)波長大于lanmdaC（你懂的，這個希臘字母實在是找不到在哪）時截止，問那些波長的光能通過？

5、適合DwDm傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)？（答案應(yīng)該是G.655）

6、光接收機的性能指標(biāo)。

三、大題（計算+簡述，共50分）

計算題：

1、（5分）回波損耗，知Po，反射Pi，求α？

2、（10分）畫出WDM系統(tǒng)并闡述工作原理（感覺這不是計算題，下題同）

3、（10分）EDfA的三種泵浦結(jié)構(gòu)并作簡單說明。

簡述題：

1、（10分）光纖傳輸特性對于光脈沖的影響。

2、（10分）光與物質(zhì)的三種反應(yīng)過程并寫出與之相對應(yīng)的半導(dǎo)體器件。（寫到這忍不住抱怨句：這也忒簡單了吧，考填空正好~）

3、（5分）WDM中監(jiān)控信道的作用及對波長的選擇。

第五篇：北郵電子院專業(yè)實驗報告

電子工程學(xué)院

ASIC專業(yè)實驗報告

班級： 姓名：

學(xué)號： 班內(nèi)序號：

第一部分 語言級仿真

LAB 1：簡單的組合邏輯設(shè)計一、二、實驗?zāi)康?實驗原理 掌握基本組合邏輯電路的實現(xiàn)方法。

本實驗中描述的是一個可綜合的二選一開關(guān)，它的功能是當(dāng)sel = 0時，給出out = a，否則給出結(jié)果out = b。在Verilog HDL中，描述組合邏輯時常使用assign結(jié)構(gòu)。equal=(a==b)?1:0是一種在組合邏輯實現(xiàn)分支判斷時常用的格式。parameter定義的size參數(shù)決定位寬。測試模塊用于檢測模塊設(shè)計的是否正確，它給出模塊的輸入信號，觀察模塊的內(nèi)部信號和輸出信號。

三、源代碼

mux.v module scale_mux(out,sel,b,a);parameter size=1;output[size-1:0] out;input[size-1:0]b,a;input sel;assign out =(!sel)?a:

(sel)?b:

{size{1'bx}};endmodule

mux_test.v `define width 8 `timescale 1 ns/1 ns module mux_test;

reg[`width:1]a,b;

wire[`width:1]out;

reg sel;

scale_mux#(`width)m1(.out(out),.sel(sel),.b(b),.a(a));

initial

begin

$monitor($stime，“sel=%b a=%b b=%b out=%b”,sel,a,b,out);

$dumpvars(2,mux_test);

sel=0;b={`width{1'b0}};a={`width{1'b1}};

#5sel=0;b={`width{1'b1}};a={`width{1'b0}};

#5sel=1;b={`width{1'b0}};a={`width{1'b1}};

#5sel=1;b={`width{1'b1}};a={`width{1'b0}};

#5 $finish;

end endmodule

四、仿真結(jié)果與波形

LAB 2：簡單時序邏輯電路的設(shè)計一、二、實驗?zāi)康?實驗原理 掌握基本時序邏輯電路的實現(xiàn)。

在Verilog HDL中，相對于組合邏輯電路，時序邏輯電路也有規(guī)定的表述方式。在可綜合的Verilog HDL模型中，我們常使用always塊和@(posedge clk)或@(negedge clk)的結(jié)構(gòu)來表述時序邏輯。

在always塊中，被賦值的信號都必須定義為reg型，這是由時序邏輯電路的特點所決定的對于reg型數(shù)據(jù)，如果未對它進行賦值，仿真工具會認為它是不定態(tài)。為了正確地觀察到仿真結(jié)果，在可綜合的模塊中我們通常定義一個復(fù)位信號rst-，當(dāng)它為低電平時對電路中的寄存器進行復(fù)位。

三、源代碼

counter.v `timescale 1 ns/100 ps module counter(cnt,clk,data,rst_,load);output[4:0]cnt;input [4:0]data;input

clk;input

rst_;input

load;reg

[4:0]cnt;

always@(posedge clk or negedge rst_)

if(!rst_)

#1.2 cnt<=0;

else

if(load)

cnt<=#3 data;

else

cnt<=#4 cnt + 1;

endmodule

counter_test.v `timescale 1 ns/1 ns module counter_test;

wire[4:0]cnt;

reg [4:0]data;

reg

rst_;

reg

load;

reg

clk;

counter c1

（.cnt(cnt)，.clk(clk)，.data(data)，.rst_(rst_)，.load(load));

initial begin

clk=0;

forever begin

#10 clk=1'b1;

#10 clk=1'b0;

end

end

initial begin

$timeformat(-9,1,“ns”,9);

$monitor(“time=%t,data=%h,clk=%b,rst_=%b,load=%b,cnt=%b”，$stime,data,clk,rst_,load,cnt);

$dumpvars(2,counter_test);

end task expect;input [4:0]expects;

if(cnt!==expects)begin

$display(“At time %t cnt is %b and should be %b”，$time,cnt,expects);

$display(“TEST FAILED”);

$finish;

end endtask initial begin

@(negedge clk)

{rst_,load,data}=7'b0_X_XXXXX;@(negedge clk)expect(5'h00);

{rst_,load,data}=7'b1_1_11101;@(negedge clk)expect(5'h1D);

{rst_,load,data}=7'b1_0_11101;

repeat(5)@(negedge clk);

expect(5'h02);

{rst_,load,data}=7'b1_1_11111;@(negedge clk)expect(5'h1F);

{rst_,load,data}=7'b0_X_XXXXX;@(negedge clk)expect(5'h00);

$display(“TEST PASSED”);

$finish;

end endmodule

四、仿真結(jié)果與波形

五、思考題

該電路中，rst-是同步還是異步清零端？

在counter.v的always塊中reset沒有等時鐘，而是直接清零。所以是異步清零端。

LAB 3：簡單時序邏輯電路的設(shè)計一、二、實驗?zāi)康?實驗原理 使用預(yù)定義的庫元件來設(shè)計八位寄存器。

八位寄存器中，每一位寄存器由一個二選一MUX和一個觸發(fā)器dffr組成，當(dāng)load=1，裝載數(shù)據(jù)；當(dāng)load=0，寄存器保持。對于處理重復(fù)的電路，可用數(shù)組條用的方式，使電路描述清晰、簡潔。

三、源代碼

clock.v `timescale 1 ns /1 ns module clock(clk);reg clk;output clk;initial begin clk=0;forever begin #10 clk=1'b1;#10 clk=1'b0;end end endmodule

mux及dffr模塊調(diào)用代碼

mux mux7(.out(n1[7]),.sel(load),.b(data[7]),.a(out[7]));dffr dffr7(.q(out[7]),.d(n1[7]),.clk(clk),.rst_(rst_));mux mux6(.out(n1[6]),.sel(load),.b(data[6]),.a(out[6]));dffr dffr6(.q(out[6]),.d(n1[6]),.clk(clk),.rst_(rst_));mux mux5(.out(n1[5]),.sel(load),.b(data[5]),.a(out[5]));dffr dffr5(.q(out[5]),.d(n1[5]),.clk(clk),.rst_(rst_));mux mux4(.out(n1[4]),.sel(load),.b(data[4]),.a(out[4]));dffr dffr4(.q(out[4]),.d(n1[4]),.clk(clk),.rst_(rst_));

mux mux3(.out(n1[3]),.sel(load),.b(data[3]),.a(out[3]));dffr dffr3(.q(out[3]),.d(n1[3]),.clk(clk),.rst_(rst_));mux mux2(.out(n1[2]),.sel(load),.b(data[2]),.a(out[2]));dffr dffr2(.q(out[2]),.d(n1[2]),.clk(clk),.rst_(rst_));mux mux1(.out(n1[1]),.sel(load),.b(data[1]),.a(out[1]));dffr dffr1(.q(out[1]),.d(n1[1]),.clk(clk),.rst_(rst_));mux mux0(.out(n1[0]),.sel(load),.b(data[0]),.a(out[0]));dffr dffr0(.q(out[0]),.d(n1[0]),.clk(clk),.rst_(rst_));

例化寄存器

register r1(.data(data),.out(out),.load(load),.clk(clk),.rst_(rst_));例化時鐘

clock c1(.clk(clk));

添加檢測信號 initial begin $timeformat(-9,1,“ns”,9);$monitor(“time=%t,clk=%b,data=%h,load=%b,out=%h”, $stime,clk,data,load,out);$dumpvars(2,register_test);end

四、仿真結(jié)果與波形

LAB 4：用always塊實現(xiàn)較復(fù)雜的組合邏輯電路

一、實驗?zāi)康?/p>

掌握用always實現(xiàn)組合邏輯電路的方法；

了解assign與always兩種組合邏輯電路實現(xiàn)方法之間的區(qū)別。

二、實驗原理

僅使用assign結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)組合邏輯電路，在設(shè)計中會發(fā)現(xiàn)很多地方顯得冗長且效率低下。適當(dāng)?shù)厥褂胊lways來設(shè)計組合邏輯，會更具實效。

本實驗描述的是一個簡單的ALU指令譯碼電路的設(shè)計示例。它通過對指令的判斷，對輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的操作，包括加、減、或和傳數(shù)據(jù)，并且無論是指令作用的數(shù)據(jù)還是指令本身發(fā)生變化，結(jié)果都要做出及時的反應(yīng)。

示例中使用了電平敏感的always塊，電平敏感的觸發(fā)條件是指在@后括號內(nèi)電平列表的任何一個電平發(fā)生變化就能觸發(fā)always塊的動作，并且運用了case結(jié)構(gòu)來進行分支判斷。

在always中適當(dāng)運用default（在case結(jié)構(gòu)中）和else（子if…else結(jié)構(gòu)中），通?？梢跃C合為純組合邏輯，盡管被賦值的變量一定要定義為reg型。如果不使用default或else對缺省項進行說明，易產(chǎn)生意想不到的鎖存器。

三、源代碼

電路描述

always@(opcode or data or accum)begin if(accum==8'b00000000)#1.2 zero=1;else #1.2 zero=0;

case(opcode)PASS0: #3.5 out =accum;PASS1: #3.5 out =accum;ADD: #3.5 out = data + accum;AND: #3.5 out =data&accum;XOR: #3.5 out =data^accum;PASSD: #3.5 out=data;PASS6:#3.5 out=accum;PASS7:#3.5 out=accum;default:#3.5 out=8'bx;endcase end

四、仿真結(jié)果與波形

LAB 5：存儲器電路的設(shè)計一、二、實驗?zāi)康?實驗原理 設(shè)計和測試存儲器電路。

本實驗中，設(shè)計一個模塊名為mem的存儲器仿真模型，該存儲器具有雙線數(shù)據(jù)總線及異步處理功能。由于數(shù)據(jù)是雙向的，所以要注意，對memory的讀寫在時序上要錯開。

三、源代碼

自行添加的代碼

assign data=(read)?memory[addr]:8'hZ;

always @(posedge write)begin memory[addr]<=data[7:0];end

四、仿真結(jié)果與波形

LAB 6：設(shè)計時序邏輯時采用阻塞賦值與非阻塞賦值的區(qū)別

一、實驗?zāi)康?/p>

明確掌握阻塞賦值與非阻塞賦值的概念和區(qū)別； 了解阻塞賦值的使用情況。

二、實驗原理

在always塊中，阻塞賦值可以理解為賦值語句是順序執(zhí)行的，而非阻塞賦值可以理解為并發(fā)執(zhí)行的。實際時序邏輯設(shè)計中，一般情況下非阻塞賦值語句被更多的使用，有時為了在同一周期實現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)的操作，也使用阻塞賦值語句。

三、源代碼

blocking.v `timescale 1 ns/ 100 ps

module blocking(clk,a,b,c);

output[3:0]b,c;

input [3:0]a;

input

clk;

reg

[3:0]b,c;

always@(posedge clk)

begin

b =a;

c =b;

$display(“Blocking: a=%d,b=%d,c=%d.”,a,b,c);

end endmodule

non_blocking.v `timescale 1 ns/ 100 ps module non_blocking(clk,a,b,c);

output[3:0] b,c;input[3:0] a;input clk;reg [3:0]b,c;always @(posedge clk)begin b<=a;c<=b;$display(“Non_blocking:a=%d,b=%d,c=%d”,a,b,c);end endmodule compareTop.v `timescale 1 ns/ 100 ps module compareTop;wire [3:0] b1,c1,b2,c2;reg[3:0]a;reg clk;initial begin clk=0;forever #50 clk=~clk;end initial $dumpvars(2,compareTop);initial begin a=4'h3;$display(“_______________________________”);# 100 a =4'h7;$display(“_______________________________”);# 100 a =4'hf;$display(“_______________________________”);# 100 a =4'ha;$display(“_______________________________”);# 100 a =4'h2;$display(“_______________________________”);# 100 $display(“_______________________________”);$finish;end non_blocking nonblocking(clk,a,b2,c2);blocking blocking(clk,a,b1,c1);endmodule

四、仿真結(jié)果與波形

LAB 7：利用有限狀態(tài)機進行復(fù)雜時序邏輯的設(shè)計一、二、實驗?zāi)康?實驗原理 掌握利用有限狀態(tài)機(FSM)實現(xiàn)復(fù)雜時序邏輯的方法。

控制器是CPU的控制核心，用于產(chǎn)生一系列的控制信號，啟動或停止某些部件。CPU何時進行讀指令，何時進行RAM和I/O端口的讀寫操作等，都由控制器來控制。

三、源代碼

補充代碼

nexstate<=state+1'h01;case(state)1:begin sel=1;rd=0;ld_ir=0;inc_pc=0;halt=0;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;end 2:begin sel=1;rd=1;ld_ir=0;inc_pc=0;halt=0;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;end 3:begin sel=1;rd=1;ld_ir=1;inc_pc=0;halt=0;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;end 4:begin sel=1;rd=1;ld_ir=1;inc_pc=0;halt=0;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;end 5:begin sel=0;rd=0;ld_ir=0;inc_pc=1;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;if(opcode==`HLT)halt=1;end 6:begin sel=0;rd=alu_op;ld_ir=0;inc_pc=0;halt=0;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;end 7:begin sel=0;rd=alu_op;ld_ir=0;halt=0;data_e=!alu_op;ld_ac=0;wr=0;if(opcode==`SKZ)inc_pc<=zero;if(opcode==`JMP)ld_pc=1;end 0:begin sel=0;rd=alu_op;ld_ir=0;halt=0;data_e=!alu_op;ld_ac=alu_op;inc_pc=(opcode==`SKZ)&zero||(opcode==`JMP);if(opcode==`JMP)ld_pc=1;if(opcode==`STO)wr=1;end //default:begin sel=1'bZ;rd=1'bZ;ld_ir=1'bZ;inc_pc=1'bZ;halt=1'bZ;ld_pc=1'bZ;data_e=1'bZ;ld_ac=1'bZ;wr=1'bZ;end endcase end

control_test.v /***************************** * TEST BENCH FOR CONTROLLER * *****************************/

`timescale 1 ns / 1 ns

module control_test;

reg [8:0] response [0:127];

reg [3:0] stimulus [0:15];

reg [2:0] opcode;

reg

clk;

reg

rst_;

reg

zero;

integer

i,j;

reg[(3*8):1] mnemonic;

// Instantiate controller

control c1(rd , wr , ld_ir , ld_ac , ld_pc , inc_pc , halt , data_e , sel , opcode , zero , clk , rst_);

// Define clock

initial begin

clk = 1;

forever begin

#10 clk = 0;

#10 clk = 1;

end

end

// Generate mnemonic for debugging purposes

always @(opcode)

begin

case(opcode)

3'h0

: mnemonic = “HLT”;

3'h1

: mnemonic = “SKZ”;

3'h2

: mnemonic = “ADD”;

3'h3

: mnemonic = “AND”;

3'h4

: mnemonic = “XOR”;

3'h5

: mnemonic = “LDA”;

3'h6

: mnemonic = “STO”;

3'h7

: mnemonic = “JMP”;

default : mnemonic = “???”;

endcase

end

// Monitor signals

initial

begin

$timeformat(-9, 1, “ ns”, 9);

$display(“ time

rd wr ld_ir ld_ac ld_pc inc_pc halt data_e sel opcode zero state”);

$display(“--------------------------------------------------------------”);//

$shm_open(“waves.shm”);//

$shm_probe(“A”);//

$shm_probe(c1.state);

end

// Apply stimulus

initial

begin

$readmemb(“stimulus.pat”, stimulus);

rst_=1;

@(negedge clk)rst_ = 0;

@(negedge clk)rst_ = 1;

for(i=0;i<=15;i=i+1)

@(posedge ld_ir)

@(negedge clk)

{ opcode, zero } = stimulus[i];

end

// Check response

initial

begin

$readmemb(“response.pat”, response);

@(posedge rst_)

for(j=0;j<=127;j=j+1)

@(negedge clk)

begin

$display(“%t %b %b %b

%b

%b

%b

%b

%b %b

%b

%b”，$time,rd,wr,ld_ir,ld_ac,ld_pc,inc_pc,halt,data_e,sel,opcode,zero,c1.state);

if({rd,wr,ld_ir,ld_ac,ld_pc,inc_pc,halt,data_e,sel}!==

response[j])

begin : blk

reg [8:0] r;

r = response[j];

$display("ERRORTEST1 PASSED!

111_00000

// 18

JMP BEGIN //run test again

@1A 00000000

// 1A

DATA_1:

//constant 00(hex)

11111111

// 1B

DATA_2:

//constant FF(hex)

10101010

// 1C

TEMP:

//variableTEST2 PASSED!

111_00000

// 11

JMP BEGIN

//run test again

@1A 00000001

// 1A

DATA_1:

//constant 1(hex)

10101010

// 1B

DATA_2:

//constant AA(hex)

11111111

// 1C

DATA_3:

//constant FF(hex)

00000000

// 1D

TEMP:

CPUtest3.dat //opcode_operand // addr

assembly code //--------------//-------------------------

111_00011

// 00

JMP LOOP

//jump to the address of LOOP @03 101_11011

// 03

LOOP:

LDA FN2

//load value in FN2 into accum

110_11100

// 04

STO TEMP

//store accumulator in TEMP

010_11010

// 05

ADD FN1

//add value in FN1 to accumulator

110_11011

// 06

STO FN2

//store result in FN2

101_11100

// 07

LDA TEMP

//load TEMP into the accumulator

110_11010

// 08

STO FN1

//store accumulator in FN1

100_11101

// 09

XOR LIMIT //compare accumulator to LIMIT

001_00000

// 0A

SKZ

//if accum = 0, skip to DONE

111_00011

// 0B

JMP LOOP

//jump to address of LOOP

000_00000

// 0C

DONE:

HLT

//end of program

101_11111

// 0D

AGAIN: LDA ONE

110_11010

// 0E

STO FN1

101_11110

// 0F

LDA ZERO

110_11011

// 10

STO FN2

111_00011

// 11

JMP LOOP

//jump to address of LOOP

@1A 00000001

// 1A

FN1:

//variablestores 2nd Fib.No.00000000

// 1C

TEMP:

//temporary variable

10010000

// 1D

LIMIT:

//constant 144stores 1st Fib.No.00000101

// 1B

data2:

//5

variablemax value

00000110

// 1E

LIMIT:

// 6

constant 1

11111111

// 1F

AND1:

//FF and

四、仿真結(jié)果與波形

第二部分 電路綜合一、二、三、四、實驗?zāi)康?實驗內(nèi)容 源代碼

門級電路仿真結(jié)果與波形 掌握邏輯綜合的概念和流程，熟悉采用Design Compiler進行邏輯綜合的基本方法。采用SYNOPSYS公司的綜合工具Design Compiler對實驗7的control.v做綜合。與實驗指導(dǎo)書中相同。

五、思考題

1.control_pad.v文件是verilog語言及的描述還是結(jié)構(gòu)化的描述？

是結(jié)構(gòu)化的描述。

2.control_pad.sdf文件中，對觸發(fā)器的延遲包括哪些信息？

包括對邏輯單元和管腳的上升/下降時延的最大值、最小值和典型值。

第三部分 版圖設(shè)計一、二、三、四、實驗?zāi)康?實驗內(nèi)容 源代碼

仿真結(jié)果與波形 掌握版圖設(shè)計的基本概念和流程，熟悉采用Sysnopsys ICC工具進行版圖設(shè)計的方法。對電路綜合輸出的門級網(wǎng)表control_pad.v進行布局布線。與實驗指導(dǎo)書中相同。布局規(guī)劃后結(jié)果

未產(chǎn)生core ring和mesh前

產(chǎn)生core ring和mesh后

電源線和電影PAD連接后

filler PAD填充后

布局后結(jié)果

時鐘樹綜合后結(jié)果

布線后結(jié)果

寄生參數(shù)的導(dǎo)出和后仿

五、思考題

1.簡述ICC在design setup階段的主要工作。

創(chuàng)建設(shè)計庫，讀取網(wǎng)表文件并創(chuàng)建設(shè)計單元，提供并檢查時間約束，檢查時鐘。在對之前的數(shù)據(jù)與信息進行讀取與檢查后保存設(shè)計單元。2.為什么要填充filler pad？

filler pad把分散的pad單元連接起來，把pad I/O區(qū)域供電連成一個整體。使它們得到持續(xù)供電并提高ESD保護能力。3.derive_pg_connection的作用是什么？

描述有關(guān)電源連接的信息。4.簡述floorplan的主要任務(wù)。

對芯片大小、輸入輸出單元、宏模塊進行規(guī)劃，對電源網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計。5.簡述place階段的主要任務(wù)。

對電路中的延時進行估計與分析，模擬時鐘樹的影響，按照時序要求，對標(biāo)準(zhǔn)化單元進行布局。

6.簡述CTS的主要步驟。

設(shè)置時鐘樹公共選項；綜合時鐘樹；重新連接掃描鏈；使能傳播時鐘；Post-CTS布局優(yōu)化；優(yōu)化時鐘偏移；優(yōu)化時序。

實驗總結(jié)

經(jīng)過數(shù)周的ASIC專業(yè)實驗，我對芯片設(shè)計流程、Verilog HDL語言、Linux基本指令和Vi文本編輯器有了基本的了解。雖然之前對芯片設(shè)計、VHDL一無所知，但通過實驗初步熟悉了ASIC的體系結(jié)構(gòu)和VHDL的基本語法，對電路中時鐘、寄生參數(shù)、元件布局帶來的影響也有了了解。我在實驗中也遇到了許多問題，但我在老師、助教、同學(xué)的幫助下解決了這些問題，也有了更多收獲。通過這次ASIC專業(yè)實驗，我加深了對本專業(yè)的認識。我會繼續(xù)努力成為合格的電子人。