裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁貴州體育職業(yè)學(xué)院

《數(shù)字電路與系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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)字電路中，信號(hào)的傳輸可能會(huì)受到延遲的影響。假設(shè)一個(gè)邏輯電路中，信號(hào)經(jīng)過多個(gè)邏輯門的傳輸延遲不同，這可能會(huì)導(dǎo)致以下哪種問題？（）A.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)B.時(shí)序錯(cuò)誤C.功耗增加D.輸出信號(hào)失真2、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，使用硬件描述語言（HDL）可以提高設(shè)計(jì)效率和可維護(hù)性。以下關(guān)于硬件描述語言的描述，錯(cuò)誤的是（）A.VHDL和Verilog是兩種常見的硬件描述語言，它們具有相似的語法和功能B.硬件描述語言可以用于描述數(shù)字電路的邏輯功能、結(jié)構(gòu)和時(shí)序等方面C.使用硬件描述語言編寫的代碼可以直接在數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)，不需要進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換D.硬件描述語言的學(xué)習(xí)難度較大，需要具備一定的數(shù)字邏輯基礎(chǔ)3、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗(yàn)碼常用于檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤。以下關(guān)于奇偶校驗(yàn)碼的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.奇偶校驗(yàn)碼可以檢測(cè)出奇數(shù)位錯(cuò)誤B.奇校驗(yàn)碼中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，偶校驗(yàn)碼中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)C.奇偶校驗(yàn)碼不能糾正錯(cuò)誤，只能檢測(cè)錯(cuò)誤D.奇偶校驗(yàn)碼增加的校驗(yàn)位越多，檢測(cè)錯(cuò)誤的能力越強(qiáng)4、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行處理。如果要將十進(jìn)制數(shù)25轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，以下哪種方法是正確的？（）A.11001B.10100C.11010D.100115、在數(shù)字邏輯電路的可測(cè)試性設(shè)計(jì)中，假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的集成電路需要進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試和故障診斷。為了提高測(cè)試效率和覆蓋率，需要在設(shè)計(jì)階段考慮可測(cè)試性結(jié)構(gòu)的插入。以下哪種可測(cè)試性結(jié)構(gòu)對(duì)于大規(guī)模集成電路的測(cè)試最為有效？（）A.掃描鏈B.邊界掃描C.內(nèi)置自測(cè)試（BIST）D.以上都是6、已知一個(gè)JK觸發(fā)器的J=0，K=1，在時(shí)鐘脈沖的下降沿到來時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)會(huì)如何變化？（）A.置1B.置0C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)7、在數(shù)字邏輯電路中，若要將一個(gè)正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)，可以使用：（）A.計(jì)數(shù)器B.編碼器C.施密特觸發(fā)器D.數(shù)據(jù)選擇器8、對(duì)于一個(gè)5位的格雷碼計(jì)數(shù)器，從00000開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過10個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.10101B.11001C.10110D.110109、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)邏輯函數(shù)F=A+BC，若A=1，B=0，C=1，那么函數(shù)F的值是多少？（）A.0B.1C.無法確定D.以上都不對(duì)10、在數(shù)字邏輯中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象是需要關(guān)注的問題。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的產(chǎn)生原因，描述不正確的是（）A.由于信號(hào)傳輸延遲導(dǎo)致輸入信號(hào)到達(dá)邏輯門的時(shí)間不同B.邏輯門的傳輸延遲是競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)產(chǎn)生的主要原因C.當(dāng)多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)變化時(shí)容易產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)D.只要邏輯電路設(shè)計(jì)合理，就一定不會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象11、考慮到一個(gè)大規(guī)模集成電路的布局布線，假設(shè)芯片上集成了數(shù)十億個(gè)晶體管，需要合理安排它們的位置和連接以減少延遲和功耗。這是一個(gè)極其復(fù)雜的問題，通常需要借助專業(yè)的工具和算法來解決。以下哪個(gè)因素在布局布線過程中對(duì)性能的影響最大？（）A.晶體管的密度B.布線的長(zhǎng)度C.電源和地線的分布D.時(shí)鐘樹的設(shè)計(jì)12、若一個(gè)ROM有10根地址線，8根數(shù)據(jù)線，則其存儲(chǔ)容量為：（）A.10×8位B.2^10×8位C.10×2^8位D.2^10×2^8位13、計(jì)數(shù)器是一種常見的時(shí)序邏輯電路，用于對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.同步計(jì)數(shù)器的所有觸發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)，速度較快B.異步計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)不同步，可能存在延遲C.可以通過級(jí)聯(lián)多個(gè)計(jì)數(shù)器來增加計(jì)數(shù)范圍D.計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量只取決于觸發(fā)器的數(shù)量14、在數(shù)字邏輯中，復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場(chǎng)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(xiàng)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(shí)現(xiàn)復(fù)雜的組合邏輯，F(xiàn)PGA適合實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯15、考慮一個(gè)數(shù)字電路中的乘法器，需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算。以下哪種乘法器的實(shí)現(xiàn)方式在速度和面積上可能取得較好的平衡？（）A.基于加法器和移位操作的乘法器B.陣列乘法器，通過硬件陣列實(shí)現(xiàn)C.利用軟件算法在數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)乘法D.以上方式在速度和面積上無法平衡二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實(shí)現(xiàn)一個(gè)加法器的進(jìn)位鏈，提高加法運(yùn)算的速度。2、（本題5分）詳細(xì)說明在多路選擇器的信號(hào)切換時(shí)間優(yōu)化中，采取的技術(shù)和效果。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何對(duì)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字邏輯電路進(jìn)行功能驗(yàn)證，包括測(cè)試向量的生成和結(jié)果的分析。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在同步時(shí)序電路中，時(shí)鐘信號(hào)的作用是什么，以及如何確保電路在時(shí)鐘控制下正確地工作。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）給定一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字邏輯電路，其中包含多個(gè)子電路和反饋回路。分析電路的功能和行為，使用邏輯仿真工具驗(yàn)證電路的正確性，查找可能存在的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)和時(shí)序問題，并提出解決方案。2、（本題5分）用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)去噪電路，例如基于小波變換的去噪。深入分析去噪算法的邏輯實(shí)現(xiàn)和效果，解釋如何選擇合適的小波基和閾值，研究在不同信號(hào)類型中的應(yīng)用。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)幀的解析和處理。仔細(xì)分析以太網(wǎng)幀的格式和協(xié)議要求，解釋電路中各個(gè)模塊的功能和處理流程，研究如何提高幀處理的效率和準(zhǔn)確性。4、（本題5分）使用乘法器和移位寄存器構(gòu)建一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)二進(jìn)制數(shù)的快速冪運(yùn)算。分析冪運(yùn)算的算法和電路實(shí)現(xiàn)，考慮指數(shù)的表示和移位操作的控制邏輯，以及如何優(yōu)化運(yùn)算速度和資源消耗。5、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)磁盤數(shù)據(jù)的編碼和解碼。全面分析磁盤存儲(chǔ)的格式和編碼方式，討論如何通過數(shù)字邏輯提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的密度和可靠性。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)能將余3碼轉(zhuǎn)換為8421BCD碼的轉(zhuǎn)換電路，畫出邏輯圖和轉(zhuǎn)換步驟。2、（本題10分）用中