vhdl复用

简介

数据通信系统或计算机网络系统中,传输媒体的带宽或容量往往超过传输单一信号的需求,为了有效地利用通信线路,希望一个信道同时传输多路信号,这就是所谓的多路复用技术(MultiplexiI1g)。采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理信道上进行传输,在远距离传输时可大大节省电缆的安装和维护费用。频分多路复用FDM (Frequency Division Multiplexing)和时分多路复用TDM (Time Di-vision MultiplexiIIg)是两种最常用的多路复用技术。 举个例最简单的例子： 从A地到B地

坐公交2块。打车要20块 为什么坐公交便宜呢

这里所讲的就是“多路复用”的原理。

[编辑本段] 频分复用

(FDM) 频分复用按频谱划分信道，多路基带信号被调制在不同的频谱上。因此它们在频谱上不会重叠，即在频率上正交，但在时间上是重叠的，可以同时在一个信道内传输。在频分复用系统中，发送端的各路信号m1(t)，m2(t)，…,mn(t)经各自的低通滤波器分别对各路载波f1(t)，f2(t)，…，fn(t)进行调制,再由各路带通滤波器滤出相应的边带（载波电话通常采用单边带调制），相加后便

2.4 信道多路复用技术

2.4 信道多路复用技术

信道复用的目的是让不同的计算机连接到相同的信道上，以共享信道资源，如图2-9所示。当建设一个通信网络时，铺设线路特别是长距离、大规模的铺设线路是很昂贵的，而现有的传输介质又没有得到充分的利用。如一对电话线的通信频带一般在100KHz以上．而一路电话信号的频带一般在4KHz以下。因此，我们可以来用共享技术，在一条传输介质上传输多个信号,提高线路的利用率，降低网络的成本。这种共享技术就是多路复用技术。

信道多路复用一般采用频分多路复用（FDM）和时分多路复用（TDM）两种技术。 2.4.1 频分多路复用

如果传输介质的可用带宽超过要传输信号所要求的总带宽的时，可以采用频分多路复用技术。几个信号输入一个多路复用器中，由这个多路复用器将每一个信号调制到不同的频率，并且分配给每一个信号以它的载波频率为中心的一定带宽，称为通道。为了避免干扰，用频谱中末使用的部分作为保护带来隔开每一个通道。在接收端，由相应的设备来恢复成原来的信号,如图2-10所示。例如，有线电视台使用频分多路复用技术，将很多频道的信号通过一条线路传输，用户可以选择收看其中的任何一个频道。 采用频分多路复用技术时，输入到多路复用器的信号既

第四章 VHDL简明教程

§4.1 VHDL基本结构与语法

·VHDL是VHSIC Hardware Description Language的缩写

□ VHSIC—Very High Speed Integrated Circuit（1982年）

·由美国国防部(DOD)制定，以作为各合同商之间提交复杂电路设计文档的一种标准方案 ·1987年被采纳为IEEE 1076标准 ·1993年被更新为IEEE 1164标准

HDL 的出现是为了适应电子系统设计的日益复杂性。若以计算机软件的设计与电路设计做个类比，机器码好比晶体管/MOS管；汇编语言好比网表；则HDL语言就如同高级语言，VHDL在语法和风格上类似与现代高级编程语言，如C语言。但要注意，VHDL毕竟描述的是硬件，它包含许多硬件特有的结构。 ·现在VHDL被广泛用于： 电路设计的文档记录 设计描述的逻辑综合 电路仿真

采用VHDL及自顶向下方法在大型数字系统设计中被广泛采用。在设计中你可采用较抽象的语言（行为/算法）来描述系统结构，然后细化成各模块，最后可借助编译器将VHDL描述综合为门级。

2009/2010 学年第 一 学期末考试试题答案及评分标准

（A卷）

得分

一、 填空题（20分,每空格1分）

1、一个完整的VHDL语言程序通常包含 实体（entity） ， 构造体（architecture）， 配置（configuration）， 包集合（package）和 库（library） 5各部分。 2、在一个实体的端口方向说明时，输入使用in表示，那么构造体内部不能再使用的输出是用 out 表示；双向端口是用 inout 表示；构造体内部可再次使用的输出是用 buffer 表示；

3、一个构造体可以使用几个子结构，即相对比较独立的几个模块来构成。VHDL语言可以有以下3种形式的子结构描述语句： BLOCK 语句结构； PROCESS 语句结构和SUBPROGRAMS结构。

4、VHDL的客体，或称数据对象包括了常数、 变量variable 和 信号signal 。 5、请列出三个VHDL语言的数据类型，如实数、位等。 位矢量 ， 字符 ， 布尔量 。 6、设D0为'0', D1为'0', D2为'1', D3为'0', D0 & D1 & D2 & D3的运算结果是“

西安电子科技大学

考试时间 120 分钟

试 题

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 分数 总分 1.考试形式：开卷；2.本试卷共 三 大题，满分100分。

班级 学号 姓名 任课教师

一、 简答题（30分，每题6分）

1． 一个最简单的VHDL语言由哪几部分组成？请简述各部分的主要功能。

有实体说明和构造体两部分组成。实体说明部分规定了设计单元的输入、输出接口信号或引脚，而构造体部分定义了设计单元的具体构造和操作（行为）。

2． 请简述自上至下硬件电路设计方法的基本过程。

规格设计；行为级描述；行为级仿真；RTL级描述；RTL级仿真；逻辑综合、优化；门级仿真、定时检查；输出门级网络表。 3． 请简述COMPONENT语句的主要功能。

该语句指定了本构造体中使用了哪一个现成的逻辑描述模块。 4． VHDL语言构造体的描述方式有哪几种？试述各自的特点。 答：1，行为描述：采用进程语句，顺序描述被称为设计实体的行为， 2，数据流描述（寄存器传输描述）：采用进程语句。顺序描述数据流在控制流作用下

一. 选择填空(每题4分，共40分)

1..MAX7000结构中包含五个主要部分，即逻辑阵列块、宏单元、扩展乘积项（共享和并联）、可编程连线阵列、I/O控制块。

2．EDA的设计输入主要包括（原理图输入）、状态图输入、波形图输入和HDL文本输入。

3. 当前最流行的并成为IEEE标准的硬件描述语言包括具VHDL 和 Verilog 。

4. 常用EDA工具大致可分为 设计输入编辑器 、HDL综合器 、 仿真器、 适配器 和 下载器 5个模块。

5. CPLD结构特点为 以乘积项结构方式构成逻辑行为； FPGA结构特点为 以查表法结构方式构成逻辑行为 。

7. VHDL中最常用的库是 IEEE 标准库，最常用的程序包

是 STD-LOGIC-1164 程序包。常用的四种库是IEEE库、STD库、WORK库及VITAL库。IEEE库是VHDL设计中最常用的库，它包含有IEEE标准的程序包和其他一些支持工业标准的程序包。 8. VHDL程序的基本结构

9. 基于EDA软件的FPGA / CPLD设计流程为：原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→适配→时序仿真→编程下载→硬件测试。

10. 源文件

贵州大学实验报告

学院： 电气工程学院 专业： 电子信息工程 班级：081

姓名 实验时间 实验项目名称 实验目的 实验根据本实验的特点、要求和具体条件，采用教师简单讲解，学生自己动手操作的形式 要求 随着人类社会信息时代的到来，对通信的需求呈现加速增长的趋势。发展迅速的各种新型业务（特别是高速数据和视频业务）对通信网的带宽（或容量）提出了更高的要求。为了适应通信网传输容量的不断增长和满足网络交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术。本实验重点是光的波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）。 实验原WDM技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率（或波长）不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来1．了解光纤接入网中波分复用原理 2．掌握波分复用技术及实现方法 学号 指导教师 实验组 成绩 波分复用技术实验 理 送入一根光纤进行传输；在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。

数字系统课程设计---地铁售票模拟

一、 设计要求：

功能描述：用于模仿地铁售票的自动售票，完成地铁售票的核心控制功能。

功能要求：售票机有两个进币孔，一个是输入硬币，一个是输入纸币，硬币的识别范围是5

角和1 元的硬币，纸币的识别范围是1 元、2 元，5 元，10 元。乘客可以连续多次投入钱币。

乘客可以选择的种类为2 元和4 元，乘客一次只能选择一个出站口。购买车票时，乘客先选

择出站名，然后选择所需的票数，再进行投币，投入的钱币达到所需金额时，售票机自动出

票，并找出余额，本次交易结束，等待下一次的交易。在投币期间，乘客可以按取消键取消 本次操作，钱币自动退出。

功能描述：用于模仿地铁售票的自动售票，完成地铁售票的核心控制功能。

功能要求：售票机有两个进币孔，一个是输入硬币，一个是输入纸币，硬币的识别范围是5

角和1 元的硬币，纸币的识别范围是1 元、2 元，5 元，10 元。乘客可以连续多次投入钱币。

乘客可以选择的种类为2 元和4 元，乘客一次只能选择一个出站口。购

买车票时，乘客先选

择出站名，然后选择所需的票数，再进行投币，投入的钱币达到所需金额时，售票机自动出

票，并找出余额，本次交易结束，等待下一次的交易。在投币期间，乘客可以按取消键取消 本次操作，钱

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线性复用段保护倒换事件

若当前工作通道或者保护通道检测到SF（Signal Failed）或者SD（Signal Degraded）等类型的告警，交叉板产生线性复用段倒换事件，并且上报至网管。 异常事件属性

异常事件级别 异常事件类型 重要 业务 异常事件参数

参数名称 参数含义 参数1 表示线性保护组ID。 表示线性复用段当前工作的通道： 参数2 ? ? 工作通道为1。 保护通道为0。 表示线性复用段倒换请求： ? ? ? ? 锁定/保护失效 强制倒换 人工倒换 信号失效 信号劣化 等待恢复 练习倒换 非恢复式线性复用段正常态 正常 停止协议 参数3 ? ? ? ? ? ? 参数4 表示线性复用段当前倒换状态：

www.szhuajiahui.com 参数含义 参数名称 ? ? 空闲态 倒换态 对系统的影响

线性复用段倒换事件产生后，提醒用户需要确认该事件上报的原因。若相关链路故障，则需及时修复链路，确保线性复用段工作、保护通道的状态都是空闲态。 可能原因

线性复用段倒换事件产生的可能原因如下：

?

原因1：自动触发。

当线性复用段工作通道或保护通道检测到SF、SD告警时，由交叉板产生线性复用段保

实验五 数码显示电路的VHDL设计

一、实验目的

通过数码显示电路的设计，学习VHDL的CASE语句应用及多层次设计方法。

二、实验内容

1. 基本命题

设计一个如图5-1所示计数和7段数码显示译码电路，其中CNT4B为4输出二进制计数器，DECL7S为7段数码显示译码电路。

图5-1 计数器和译码器连接电路的顶层文件原理图

2. 扩展命题

设计一个8位数码显示器的扫描控制电路，控制如图5-2所示8个数码显示器逐一显示，以降低显示电路的功耗。

图5-2 8位数码显示器扫描控制电路

三、实验仪器与器材

计算机1台，GW48-PK2S实验箱1台，QuartusⅡ6.0 1套。

四、实验设计思路

1. 计数与7段数码显示电路 （1）4位二进制计数器CNT4B

参考实验一，将“10进制计数器”的VHDL程序改为“4位二进制计数器”。 （2）7段数码显示

7段数码显示是纯组合电路，通用的小规模专用IC，如74或4000系列的器件只能实现十进制BCD码译码，然而数字系统中的数据处理和运算都是2进制的，所以输出表达都是16进制的，为了满足16进制数的译码显示，最方便的方法就是利用译码程序在FPGA/CPLD中来实现。但为了简化过程，首先完成7段BCD