蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院《數(shù)字化版面設(shè)計（ndesgn）》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院《數(shù)字化版面設(shè)計（ndesgn）》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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)字電路的優(yōu)化設(shè)計中，以下關(guān)于面積和速度的權(quán)衡的描述，錯誤的是（）A.有時為了提高速度，可能會增加電路的面積B.減少面積通常會導(dǎo)致速度的降低C.可以通過巧妙的設(shè)計同時實現(xiàn)面積的減小和速度的提高D.在任何情況下，都應(yīng)該優(yōu)先考慮面積的減小而不是速度的提高2、一個8位的D/A轉(zhuǎn)換器，若其滿量程輸出電壓為5V，當(dāng)輸入數(shù)字量為10000000時，輸出電壓為：（）A.0.5VB.1.25VC.2.5VD.5V3、在數(shù)字邏輯中，需要對一個邏輯表達式進行化簡并轉(zhuǎn)換成最簡與或表達式。給定表達式F=(A+B)(A'+C)，以下哪種化簡步驟是正確的？（）A.F=A+BCB.F=A+AC+B+BCC.F=A+BD.F=A'+B'4、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗碼常用于檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤。以下關(guān)于奇偶校驗碼的描述中，錯誤的是（）A.奇偶校驗碼可以檢測出奇數(shù)位錯誤B.奇校驗碼中1的個數(shù)為奇數(shù)，偶校驗碼中1的個數(shù)為偶數(shù)C.奇偶校驗碼不能糾正錯誤，只能檢測錯誤D.奇偶校驗碼增加的校驗位越多，檢測錯誤的能力越強5、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中，需要考慮功耗、速度、面積等多個因素。降低功耗是一個重要的設(shè)計目標(biāo)。以下哪種方法不能有效地降低數(shù)字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數(shù)量C.提高時鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門6、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器的輸出可以連接到其他邏輯電路。一個3線-8線譯碼器的輸出連接到一個與門的輸入，當(dāng)譯碼器的輸入為特定值時，與門的輸出會怎樣？（）A.與門的輸出會根據(jù)譯碼器的輸出和與門的另一個輸入確定B.與門的輸出會始終為高電平C.不確定D.與門的輸出會始終為低電平7、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要將一個頻率為200kHz的方波信號進行三分頻，以下哪種電路可以實現(xiàn)？（）A.計數(shù)器B.分頻器C.加法器D.乘法器8、在數(shù)字邏輯電路中，計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路。一個4位二進制計數(shù)器，能夠計數(shù)的最大十進制數(shù)是多少？（）A.15B.16C.不確定D.根據(jù)計數(shù)器的類型判斷9、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)斎氲亩M制代碼進行解碼并驅(qū)動顯示器件的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)選擇器D.數(shù)值比較器10、數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入，那么在一個由多個邏輯門組成的組合邏輯電路中，如何判斷其功能是否正確？（）A.通過輸入不同的組合，觀察輸出是否符合預(yù)期B.檢查邏輯門的類型是否正確C.不確定D.根據(jù)電路的復(fù)雜程度判斷11、在數(shù)字電路中，若一個編碼器有8個輸入信號，需要用幾位二進制代碼進行編碼輸出？（）A.2位B.3位C.4位D.8位12、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。以下關(guān)于數(shù)據(jù)選擇器的描述中，正確的是（）A.數(shù)據(jù)選擇器的輸入數(shù)量是固定的B.控制信號的位數(shù)決定了輸入數(shù)據(jù)的數(shù)量C.可以用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)邏輯函數(shù)D.數(shù)據(jù)選擇器不能級聯(lián)使用13、在數(shù)字系統(tǒng)中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）起著重要的作用。以下關(guān)于ADC轉(zhuǎn)換精度的描述中，錯誤的是（）A.轉(zhuǎn)換精度取決于ADC的位數(shù)B.位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換精度越高C.轉(zhuǎn)換精度與輸入信號的頻率無關(guān)D.轉(zhuǎn)換精度與參考電壓的穩(wěn)定性有關(guān)14、考慮一個數(shù)字電路中的移位寄存器，它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移、右移和并行輸入輸出。如果需要在每個時鐘脈沖將數(shù)據(jù)左移一位，并在最右邊補0，以下哪種移位寄存器能夠滿足這個要求？（）A.單向移位寄存器，只能左移B.雙向移位寄存器，可選擇左移或右移C.環(huán)形移位寄存器，數(shù)據(jù)循環(huán)移動D.以上移位寄存器都可以實現(xiàn)15、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個計數(shù)器，能夠從0計數(shù)到15并循環(huán)。以下哪種計數(shù)器類型可能是最合適的？（）A.異步計數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢，可能存在計數(shù)誤差B.同步計數(shù)器，速度快，計數(shù)準確，但電路復(fù)雜C.可逆計數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)正反向計數(shù)，但控制邏輯復(fù)雜D.以上計數(shù)器類型都可以，效果相同16、在數(shù)字邏輯中，若要將一個4位并行輸入的數(shù)值轉(zhuǎn)換為串行輸出，需要使用以下哪種電路？（）A.計數(shù)器B.編碼器C.譯碼器D.移位寄存器17、對于一個同步置數(shù)的計數(shù)器，在置數(shù)信號有效時，計數(shù)器的狀態(tài)會立即變?yōu)轭A(yù)置的數(shù)值嗎？（）A.會B.不會C.取決于時鐘信號D.以上都不對18、計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路。以下關(guān)于計數(shù)器功能和特點的描述中，錯誤的是（）A.用于對脈沖信號進行計數(shù)B.可以按照二進制或其他進制進行計數(shù)C.計數(shù)器的計數(shù)長度是固定不變的D.可以通過級聯(lián)實現(xiàn)更大規(guī)模的計數(shù)19、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它具有記憶功能，能夠存儲過去的輸入信息。以下關(guān)于時序邏輯電路的描述，錯誤的是（）A.觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本存儲單元，常見的有D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等B.時序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還與電路的過去狀態(tài)有關(guān)C.時序邏輯電路可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)表等方式進行描述D.時序邏輯電路的設(shè)計比組合邏輯電路簡單，不需要考慮復(fù)雜的時序關(guān)系20、已知一個邏輯函數(shù)F=A+B·C，其反函數(shù)F'為：（）A.F'=A·(B+C)B.F'=A·(B·C)C.F'=(A+B)·CD.F'=A·(B'+C')21、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)錯誤。以下關(guān)于競爭冒險的描述中，錯誤的是（）A.競爭冒險是由于信號傳輸延遲引起的B.可以通過增加冗余項來消除競爭冒險C.所有的數(shù)字電路都可能出現(xiàn)競爭冒險現(xiàn)象D.競爭冒險不會影響電路的正常功能22、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要將一個8位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，以下關(guān)于轉(zhuǎn)換方法的描述，哪一項是正確的？（）A.直接逐位轉(zhuǎn)換B.通過特定的邏輯運算C.無法直接轉(zhuǎn)換D.以上都不正確23、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設(shè)計提供了很大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述，錯誤的是（）A.PLA由與陣列和或陣列組成，可以實現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù)B.PAL的與陣列可編程，或陣列固定C.GAL具有可重復(fù)編程和加密的特點D.CPLD的集成度比FPGA高，性能也更優(yōu)越24、已知邏輯函數(shù)F=(A+B')(C+D')，用摩根定律展開后為？（）A.A'C+A'D'+B'C+B'D'B.A'C+A'D'+BC+BDC.AC'+AD'+B'C'+B'D'D.AC'+AD'+BC'+BD'25、在數(shù)字邏輯中，卡諾圖是一種用于簡化邏輯函數(shù)的工具。假設(shè)要簡化一個包含4個變量的邏輯函數(shù)，使用卡諾圖進行化簡時，以下哪種情況可能會導(dǎo)致化簡結(jié)果不是最簡形式？（）A.圈合并的規(guī)則使用不當(dāng)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26、對于一個同步計數(shù)器，在時鐘脈沖的上升沿，如果計數(shù)器處于最大狀態(tài)，下一個時鐘脈沖到來時計數(shù)器將：（）A.保持不變B.復(fù)位C.重新計數(shù)D.不確定27、在數(shù)字邏輯中，復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）是兩種常見的可編程器件。以下關(guān)于CPLD和FPGA區(qū)別的描述中，不正確的是（）A.CPLD基于乘積項結(jié)構(gòu)，F(xiàn)PGA基于查找表結(jié)構(gòu)B.FPGA的邏輯資源比CPLD豐富C.CPLD的編程速度比FPGA快D.CPLD適合實現(xiàn)復(fù)雜的組合邏輯，F(xiàn)PGA適合實現(xiàn)時序邏輯28、在數(shù)字電路中，若要對一個8位的二進制數(shù)進行取模運算，以下哪種方法較為可行？（）A.使用除法器B.通過邏輯運算C.利用計數(shù)器D.以上都不是29、在數(shù)字邏輯的加法器設(shè)計中，超前進位加法器相比串行進位加法器具有更快的速度。假設(shè)要對兩個8位二進制數(shù)進行快速加法運算，以下關(guān)于超前進位加法器的優(yōu)勢和工作原理，哪個描述是正確的（）A.減少了進位傳播的時間B.增加了電路的復(fù)雜度C.不需要考慮進位輸入D.以上描述都不準確30、對于一個用FPGA實現(xiàn)的數(shù)字邏輯電路，以下哪種描述方式通常被使用？（）A.原理圖B.硬件描述語言C.真值表D.以上都可以二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個時序邏輯電路，其中包含多個觸發(fā)器和組合邏輯電路。分析該電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序特性，說明時鐘信號如何控制電路的狀態(tài)變化，以及輸入信號對狀態(tài)轉(zhuǎn)換的影響。同時探討如何優(yōu)化電路以減少時序違規(guī)和提高工作頻率。2、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個8位的數(shù)值比較器，能夠比較兩個無符號數(shù)的大小，并輸出相應(yīng)的比較結(jié)果（大于、小于、等于）。深入分析比較器的邏輯結(jié)構(gòu)和比較算法，說明電路中如何實現(xiàn)逐位比較和最終結(jié)果的判定。3、（本題5分）使用加法器和邏輯門設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對二進制補碼的加減運算。分析補碼運算的規(guī)則和電路實現(xiàn)，考慮符號位的處理和溢出判斷，以及如何優(yōu)化補碼運算的速度和準確性。4、（本題5分）使用計數(shù)器和邏輯門構(gòu)建一個數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率。分析頻率測量的原理和電路實現(xiàn)，包括計數(shù)時間的選擇和精度的計算，以及如何提高頻率計的測量范圍和分辨率。5、（本題5分）給定一個由多個比較器、加法器和寄存器組成的數(shù)字控制系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的控制邏輯和輸出響應(yīng)，確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。討論在數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵問題和解決方案。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現(xiàn)一個有限狀態(tài)機的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)條件的復(fù)雜邏輯。2、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的異步電路的握手協(xié)議，以及其作用和實現(xiàn)方式。3、（本題5