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(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁黑龍江藝術(shù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)字信號處理實(shí)驗(yàn)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在數(shù)字邏輯電路的故障診斷中，假設(shè)一個(gè)電路的輸出與預(yù)期不符。以下哪種方法可能是首先應(yīng)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(shè)計(jì)整個(gè)電路D.隨意修改電路連接2、編碼器是一種常見的數(shù)字邏輯電路，它可以將多個(gè)輸入信號轉(zhuǎn)換為較少位的輸出編碼。以下關(guān)于編碼器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.優(yōu)先編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)，會根據(jù)優(yōu)先級確定輸出編碼B.普通編碼器不允許多個(gè)輸入同時(shí)有效，否則會產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出C.編碼器的輸入數(shù)量一定大于輸出數(shù)量D.編碼器只能將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼3、在一個(gè)數(shù)字電路中，需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)邏輯函數(shù)，通過使用硬件描述語言（HDL）進(jìn)行描述。以下哪種HDL可能是最常用的？（）A.VHDL（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage），語法嚴(yán)格，適合大型設(shè)計(jì)B.Verilog，語法簡潔，應(yīng)用廣泛C.SystemVerilog，是Verilog的擴(kuò)展，功能更強(qiáng)大但學(xué)習(xí)難度大D.以上HDL都很常用，選擇取決于個(gè)人偏好和項(xiàng)目需求4、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將輸入的8位二進(jìn)制數(shù)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(yùn)算D.以上都不是5、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲器是用于存儲數(shù)據(jù)和程序的重要部件。關(guān)于只讀存儲器（ROM），以下說法錯(cuò)誤的是（）A.ROM中的數(shù)據(jù)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(jìn)行擦除D.ROM的存儲容量通常比隨機(jī)存儲器（RAM）大6、當(dāng)研究數(shù)字電路中的存儲單元時(shí)，假設(shè)需要一個(gè)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)字系統(tǒng)的測試中，故障診斷是一項(xiàng)重要的任務(wù)。以下關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)故障診斷的方法，錯(cuò)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(shè)在一個(gè)自動化控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)多個(gè)傳感器的輸入實(shí)時(shí)計(jì)算控制量并輸出。由于系統(tǒng)對響應(yīng)時(shí)間要求極高，需要采用并行處理和流水線技術(shù)來提高計(jì)算速度。以下哪種數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)方式能夠滿足這種高速實(shí)時(shí)計(jì)算的需求？（）A.專用集成電路（ASIC）B.復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）C.現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）D.微控制器（MCU）9、對于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中有8個(gè)狀態(tài)，至少需要幾個(gè)觸發(fā)器來表示這些狀態(tài)？（）A.2B.3C.4D.510、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的模型。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述，準(zhǔn)確的是（）A.有限狀態(tài)機(jī)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(guān)系不同B.有限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是隨機(jī)的，不受輸入和當(dāng)前狀態(tài)的影響C.有限狀態(tài)機(jī)只能用于簡單的數(shù)字電路設(shè)計(jì)，不能用于復(fù)雜的系統(tǒng)D.設(shè)計(jì)有限狀態(tài)機(jī)時(shí)，不需要考慮狀態(tài)的編碼方式11、邏輯門是數(shù)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(cuò)誤的是（）A.與非門是先進(jìn)行與運(yùn)算，然后對結(jié)果取非B.或非門是先進(jìn)行或運(yùn)算，然后對結(jié)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(shù)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(shè)JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為高電平，在時(shí)鐘脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)會如何變化（）A.翻轉(zhuǎn)B.保持不變C.置0D.置113、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于判斷一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)。以下哪種邏輯表達(dá)式可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.檢查最低位是否為1，若是則為奇數(shù)，否則為偶數(shù)B.計(jì)算所有位的和，若為奇數(shù)則輸入為奇數(shù)，否則為偶數(shù)C.對高4位和低4位分別進(jìn)行判斷，綜合得出結(jié)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(gè)數(shù)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(yīng)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(shù)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(gè)采用正邏輯的數(shù)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(yùn)算的結(jié)果為1？（）A.兩個(gè)輸入均為高電平B.兩個(gè)輸入均為低電平C.一個(gè)輸入為高電平，一個(gè)輸入為低電平D.以上都不對16、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(gè)包含4個(gè)變量的邏輯函數(shù)，使用卡諾圖進(jìn)行化簡時(shí)，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17、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)JK觸發(fā)器的J=1，K=0，在時(shí)鐘脈沖的上升沿到來時(shí)，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(zhuǎn)18、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，以下哪種方法是正確的？（）A.依次對每一位進(jìn)行轉(zhuǎn)換B.整體進(jìn)行邏輯運(yùn)算C.通過計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)D.無法直接轉(zhuǎn)換19、已知一個(gè)邏輯函數(shù)的表達(dá)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(shù)F(A,B,C,D)=∑m(1,3,5,7,9,11,13,15)，結(jié)果為？（）A.1B.0C.A+BD.A'B'二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的流水線技術(shù)，它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么，以及在什么情況下使用。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(shù)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(shù)字電路的功耗估算中，靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗的計(jì)算方法以及影響因素。5、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行存儲器的讀寫控制，保證數(shù)據(jù)的正確讀寫操作。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)從0到511的計(jì)數(shù)，并在特定狀態(tài)下進(jìn)行清零操作。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能檢測輸入的8位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的5個(gè)1的邏輯電路，寫出詳細(xì)的邏輯表達(dá)式和設(shè)計(jì)過程。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?1位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行壓縮編碼，使得相鄰的兩個(gè)1合并為一個(gè)1，輸出編碼后的二進(jìn)制數(shù)，畫出邏輯電路圖。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)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(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)延遲一定時(shí)鐘周期輸出的電路，畫出邏輯圖和時(shí)序圖。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）給定一個(gè)數(shù)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?dāng)_和電磁干擾，提高電路的性能和可靠性。2、（本題10分）有一個(gè)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中的邊緣檢測模