黑龍江藝術職業(yè)學院《數字信號處理實驗》2023-2024學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁黑龍江藝術職業(yè)學院《數字信號處理實驗》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在數字邏輯電路的故障診斷中，假設一個電路的輸出與預期不符。以下哪種方法可能是首先應該采取的排查故障的步驟（）A.更換所有的元器件B.檢查輸入信號是否正確C.重新設計整個電路D.隨意修改電路連接2、編碼器是一種常見的數字邏輯電路，它可以將多個輸入信號轉換為較少位的輸出編碼。以下關于編碼器的描述，錯誤的是（）A.優(yōu)先編碼器在多個輸入同時有效時，會根據優(yōu)先級確定輸出編碼B.普通編碼器不允許多個輸入同時有效，否則會產生錯誤輸出C.編碼器的輸入數量一定大于輸出數量D.編碼器只能將十進制數轉換為二進制編碼3、在一個數字電路中，需要實現一個邏輯函數，通過使用硬件描述語言（HDL）進行描述。以下哪種HDL可能是最常用的？（）A.VHDL（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage），語法嚴格，適合大型設計B.Verilog，語法簡潔，應用廣泛C.SystemVerilog，是Verilog的擴展，功能更強大但學習難度大D.以上HDL都很常用，選擇取決于個人偏好和項目需求4、在數字電路中，若要實現一個能將輸入的8位二進制數除以4的電路，以下哪種方法可行？（）A.右移兩位B.使用除法器芯片C.通過邏輯運算D.以上都不是5、在數字系統(tǒng)中，存儲器是用于存儲數據和程序的重要部件。關于只讀存儲器（ROM），以下說法錯誤的是（）A.ROM中的數據在斷電后不會丟失B.PROM是一種可編程的ROM，但只能編程一次C.EPROM可以多次擦除和編程，使用紫外線進行擦除D.ROM的存儲容量通常比隨機存儲器（RAM）大6、當研究數字電路中的存儲單元時，假設需要一個能夠存儲大量數據并且可以快速讀取和寫入的存儲設備。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、在數字系統(tǒng)的測試中，故障診斷是一項重要的任務。以下關于數字系統(tǒng)故障診斷的方法，錯誤的是（）A.可以采用觀察法、測量法和替換法等B.邏輯分析儀是一種常用的故障診斷工具C.只要系統(tǒng)能正常工作，就不存在潛在的故障D.建立完善的測試方案有助于提高故障診斷的效率8、假設在一個自動化控制系統(tǒng)中，需要根據多個傳感器的輸入實時計算控制量并輸出。由于系統(tǒng)對響應時間要求極高，需要采用并行處理和流水線技術來提高計算速度。以下哪種數字邏輯實現方式能夠滿足這種高速實時計算的需求？（）A.專用集成電路（ASIC）B.復雜可編程邏輯器件（CPLD）C.現場可編程門陣列（FPGA）D.微控制器（MCU）9、對于一個同步時序邏輯電路，若狀態(tài)轉換圖中有8個狀態(tài)，至少需要幾個觸發(fā)器來表示這些狀態(tài)？（）A.2B.3C.4D.510、在數字邏輯中，有限狀態(tài)機（FSM）是一種重要的模型。以下關于有限狀態(tài)機的描述，準確的是（）A.有限狀態(tài)機可以分為摩爾型和米利型兩種類型，它們的輸出與輸入的關系不同B.有限狀態(tài)機的狀態(tài)轉換是隨機的，不受輸入和當前狀態(tài)的影響C.有限狀態(tài)機只能用于簡單的數字電路設計，不能用于復雜的系統(tǒng)D.設計有限狀態(tài)機時，不需要考慮狀態(tài)的編碼方式11、邏輯門是數字電路的基本單元，常見的邏輯門有與門、或門、非門等。對于與非門和或非門，以下說法錯誤的是（）A.與非門是先進行與運算，然后對結果取非B.或非門是先進行或運算，然后對結果取非C.與非門和或非門都可以由與門、或門和非門組合而成D.與非門和或非門在邏輯功能上是完全相同的12、考慮數字邏輯中的觸發(fā)器的類型，JK觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)器。假設JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為高電平，在時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)會如何變化（）A.翻轉B.保持不變C.置0D.置113、假設要設計一個數字電路，用于判斷一個8位二進制數是奇數還是偶數。以下哪種邏輯表達式可以準確地實現這個功能？（）A.檢查最低位是否為1，若是則為奇數，否則為偶數B.計算所有位的和，若為奇數則輸入為奇數，否則為偶數C.對高4位和低4位分別進行判斷，綜合得出結果D.以上方法都不正確，無法通過簡單邏輯判斷奇偶性14、考慮一個數字電路，其輸入和輸出之間存在一定的延遲。如果要減小這種延遲，提高電路的響應速度，以下哪種方法是可行的？（）A.優(yōu)化電路的布線，減少信號傳輸路徑B.選用速度更快的邏輯門器件C.減少電路中的級數和中間環(huán)節(jié)D.以上方法都可以有效地減小延遲15、在一個采用正邏輯的數字系統(tǒng)中，若用高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0，那么以下哪種電平組合表示邏輯與運算的結果為1？（）A.兩個輸入均為高電平B.兩個輸入均為低電平C.一個輸入為高電平，一個輸入為低電平D.以上都不對16、在數字邏輯中，卡諾圖是一種用于簡化邏輯函數的工具。假設要簡化一個包含4個變量的邏輯函數，使用卡諾圖進行化簡時，以下哪種情況可能會導致化簡結果不是最簡形式？（）A.圈合并的規(guī)則使用不當B.變量的排列順序不正確C.卡諾圖中的1分布不規(guī)則D.只要使用卡諾圖，就一定能得到最簡形式17、在數字邏輯中，已知一個JK觸發(fā)器的J=1，K=0，在時鐘脈沖的上升沿到來時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)會如何變化？（）A.置1B.置0C.保持不變D.翻轉18、在數字邏輯中，若要將一個8位的二進制數轉換為格雷碼，以下哪種方法是正確的？（）A.依次對每一位進行轉換B.整體進行邏輯運算C.通過計數器實現D.無法直接轉換19、已知一個邏輯函數的表達式為F=A⊕B⊕C⊕D，若A=1，B=0，C=1，D=0，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對20、用卡諾圖化簡邏輯函數F(A,B,C,D)=∑m(1,3,5,7,9,11,13,15)，結果為？（）A.1B.0C.A+BD.A'B'二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是數字邏輯中的流水線技術，它的優(yōu)點和缺點是什么，以及在什么情況下使用。2、（本題5分）詳細闡述如何用邏輯門實現一個優(yōu)先編碼器，確定輸入信號的優(yōu)先級。3、（本題5分）解釋什么是數字邏輯中的異步電路的metastabilitywindow（亞穩(wěn)態(tài)窗口），以及如何減小其影響。4、（本題5分）深入解釋在數字電路的功耗估算中，靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗的計算方法以及影響因素。5、（本題5分）說明在數字系統(tǒng)中如何進行存儲器的讀寫控制，保證數據的正確讀寫操作。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個計數器，能夠實現從0到511的計數，并在特定狀態(tài)下進行清零操作。2、（本題5分）設計一個能檢測輸入的8位二進制數中是否存在連續(xù)的5個1的邏輯電路，寫出詳細的邏輯表達式和設計過程。3、（本題5分）設計一個數字電路，能夠對輸入的11位二進制數進行壓縮編碼，使得相鄰的兩個1合并為一個1，輸出編碼后的二進制數，畫出邏輯電路圖。4、（本題5分）設計一個數字電路，能夠對輸入的8位二進制數進行奇偶校驗，當輸入數據中1的個數為奇數時輸出1，否則輸出0，并畫出邏輯電路圖。5、（本題5分）用D觸發(fā)器設計一個能實現數據延遲一定時鐘周期輸出的電路，畫出邏輯圖和時序圖。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）給定一個數字邏輯電路的布局圖，分析電路的布線合理性和信號完整性。探討如何優(yōu)化布線以減少信號延遲、串擾和電磁干擾，提高電路的性能和可靠性。2、（本題10分）有一個數字圖像處理系統(tǒng)中的邊緣檢測模