廣西科技大學(xué)《數(shù)字化相關(guān)軟件》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁廣西科技大學(xué)《數(shù)字化相關(guān)軟件》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在數(shù)字電路中，若要將一個頻率為100kHz的方波信號分頻為10kHz的方波信號，需要幾級分頻電路？（）A.3B.4C.5D.102、假設(shè)正在分析一個數(shù)字電路的功耗，以下哪個因素對于功耗的影響最為顯著？（）A.工作頻率，頻率越高功耗越大B.電源電壓，電壓越高功耗越大C.門電路的類型，不同類型功耗不同D.電路的規(guī)模，規(guī)模越大功耗越大3、在數(shù)字邏輯的組合邏輯電路設(shè)計中，假設(shè)要實現(xiàn)一個函數(shù)F=AB+CD，其中A、B、C、D是輸入變量。以下哪種邏輯門的組合最適合用來構(gòu)建這個電路？（）A.與門和或門B.或門和非門C.與非門和或非門D.異或門和同或門4、對于一個T觸發(fā)器，在時鐘脈沖作用下，當(dāng)T=1時，觸發(fā)器的輸出將：（）A.翻轉(zhuǎn)B.置0C.置1D.保持不變5、在組合邏輯電路設(shè)計中，要實現(xiàn)一個兩輸入異或邏輯功能，如果用與非門和或非門來實現(xiàn)，最少需要幾個門？（）A.3B.4C.5D.66、當(dāng)研究數(shù)字電路中的存儲單元時，假設(shè)需要一個能夠存儲大量數(shù)據(jù)并且可以快速讀取和寫入的存儲設(shè)備。以下哪種存儲器件通常具有較高的存儲容量和較快的讀寫速度？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.FlashMemory7、在數(shù)字邏輯電路的可測試性設(shè)計中，假設(shè)一個復(fù)雜的集成電路需要進行生產(chǎn)測試和故障診斷。為了提高測試效率和覆蓋率，需要在設(shè)計階段考慮可測試性結(jié)構(gòu)的插入。以下哪種可測試性結(jié)構(gòu)對于大規(guī)模集成電路的測試最為有效？（）A.掃描鏈B.邊界掃描C.內(nèi)置自測試（BIST）D.以上都是8、用4位二進制加法器實現(xiàn)兩個8位二進制數(shù)的加法運算，需要采用？（）A.串行進位B.并行進位C.分組進位D.以上都可以9、對于一個T觸發(fā)器，當(dāng)T=1時，在時鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)10、在數(shù)字邏輯電路中，信號的傳輸會存在延遲，這會對電路的性能產(chǎn)生影響。以下關(guān)于信號傳輸延遲的描述，不正確的是（）A.信號傳輸延遲包括門延遲和布線延遲B.門延遲是由于邏輯門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的，通常是固定的C.布線延遲與電路的布局和連線長度有關(guān)，可以通過優(yōu)化布線來減小D.信號傳輸延遲對數(shù)字電路的影響可以忽略不計，不需要在設(shè)計中考慮11、在數(shù)字邏輯中，布爾代數(shù)是基礎(chǔ)理論之一。假設(shè)我們正在研究一個邏輯電路的表達式化簡。以下關(guān)于布爾代數(shù)的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.布爾代數(shù)中的基本運算包括與（AND）、或（OR）和非（NOT）B.布爾代數(shù)的定律和規(guī)則可以用于簡化邏輯表達式，減少邏輯門的數(shù)量C.布爾代數(shù)中的德摩根定律表明，對一個邏輯表達式取反時，與運算和或運算會相互轉(zhuǎn)換D.布爾代數(shù)只能用于處理二值邏輯，即0和1，無法處理多值邏輯12、數(shù)字邏輯中的計數(shù)器可以按照不同的進制進行計數(shù)。一個六進制計數(shù)器，需要幾個觸發(fā)器來實現(xiàn)？（）A.三個B.四個C.不確定D.根據(jù)計數(shù)器的類型判斷13、考慮一個同步時序邏輯電路，其時鐘頻率為100MHz，若要實現(xiàn)一個周期為10μs的信號，需要多少個時鐘周期？（）A.1000B.100C.10D.114、若要設(shè)計一個能對輸入的3位二進制數(shù)進行排序的電路，最少需要幾個比較器？（）A.2B.3C.4D.515、在數(shù)字電路的競爭冒險現(xiàn)象中，假設(shè)一個組合邏輯電路的輸入發(fā)生變化時，輸出出現(xiàn)了短暫的不正確脈沖。以下哪種方法最常用于消除這種競爭冒險？（）A.接入濾波電容B.修改邏輯設(shè)計C.增加冗余項D.降低電源電壓二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細解釋數(shù)字邏輯中乘法器的陣列乘法器和移位相加乘法器的實現(xiàn)原理，比較它們在速度和面積上的優(yōu)劣。2、（本題5分）詳細說明在計數(shù)器的級聯(lián)應(yīng)用中，如何實現(xiàn)更大計數(shù)范圍和更復(fù)雜的計數(shù)功能。3、（本題5分）說明在數(shù)字電路中如何利用門控時鐘技術(shù)降低動態(tài)功耗。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，其中包含多個輸入信號和多個輸出信號。輸入信號包括傳感器數(shù)據(jù)、控制指令等，輸出信號用于驅(qū)動執(zhí)行器和顯示設(shè)備。請詳細分析系統(tǒng)的功能和邏輯關(guān)系，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路，并說明如何保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。2、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個除法器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個二進制數(shù)的除法運算。深入探討除法運算的算法和實現(xiàn)步驟，包括商的計算、余數(shù)的處理以及邏輯電路的具體實現(xiàn)方式。3、（本題5分）給定一個數(shù)字邏輯電路的測試向量生成報告，分析測試向量的覆蓋度和有效性。探討如何改進測試向量的生成方法，以提高電路測試的質(zhì)量和效率，發(fā)現(xiàn)潛在的故障和缺陷。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠檢測一個48位二進制數(shù)中是否存在特定的8位數(shù)據(jù)序列。詳細分析檢測算法和邏輯，說明電路中如何實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的序列檢測。考慮如何處理數(shù)據(jù)序列的重復(fù)出現(xiàn)和位置不確定的情況。5、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個簡單的乘法器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個4位二進制數(shù)的乘法運算。深入剖析乘法運算的實現(xiàn)過程，包括部分積的生成、累加和移位操作，以及所使用的邏輯門和存儲單元的作用。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個能實現(xiàn)兩位二進制數(shù)乘法運算的電路，使用基本邏輯門