西華大學(xué)《數(shù)字設(shè)計(jì)基礎(chǔ)雙語》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁西華大學(xué)《數(shù)字設(shè)計(jì)基礎(chǔ)雙語》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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)字邏輯的發(fā)展歷程中，以下關(guān)于集成電路技術(shù)的描述，不正確的是（）A.集成電路的規(guī)模不斷增大，性能不斷提高B.摩爾定律預(yù)測(cè)了集成電路上晶體管數(shù)量的增長趨勢(shì)C.隨著工藝的進(jìn)步，集成電路的成本不斷降低D.集成電路技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了物理極限，無法繼續(xù)提高2、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3、在數(shù)字邏輯中，要用FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的邏輯功能，首先需要進(jìn)行什么操作？（）A.編寫代碼B.設(shè)計(jì)電路原理圖C.配置引腳D.以上都不是4、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種非常有用的工具。以下關(guān)于卡諾圖用途的描述中，不正確的是（）A.用于化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)B.直觀地表示邏輯函數(shù)的所有最小項(xiàng)C.可以幫助判斷邏輯函數(shù)是否最簡(jiǎn)D.卡諾圖只能用于二變量和三變量的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)5、在數(shù)字邏輯的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)中，假設(shè)一個(gè)邏輯函數(shù)表達(dá)式較為復(fù)雜。以下哪種化簡(jiǎn)方法可以在保證邏輯功能不變的前提下，最大程度地減少邏輯門的數(shù)量（）A.公式法B.卡諾圖法C.奎因-麥克拉斯基法D.以上方法效果相同6、數(shù)字邏輯中的全加器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)和一個(gè)進(jìn)位的相加。一個(gè)全加器的輸入為A=1，B=1，進(jìn)位C_in=1，那么輸出的和S和進(jìn)位C_out分別是多少？（）A.S=1，C_out=1B.S=0，C_out=1C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷7、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號(hào)選擇不同的輸入數(shù)據(jù)作為輸出。一個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)控制信號(hào)為特定值時(shí)，如何確定輸出是哪個(gè)輸入數(shù)據(jù)？（）A.根據(jù)控制信號(hào)的二進(jìn)制值確定輸出B.根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的大小確定輸出C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷8、若一個(gè)邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為F=A+B'C，則其對(duì)偶式為？（）A.F'=(A'+B)C'B.F'=A'(B+C')C.F'=(A'+B')CD.F'=A(B'+C)9、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)采用同步置數(shù)的計(jì)數(shù)器，在置數(shù)信號(hào)有效的下一個(gè)時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器將置入什么數(shù)值？（）A.0B.設(shè)定的數(shù)值C.隨機(jī)數(shù)值D.不確定10、數(shù)字邏輯中的格雷碼具有相鄰編碼值只有一位變化的特點(diǎn)。假設(shè)從二進(jìn)制編碼000轉(zhuǎn)換為格雷碼，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果是什么？（）A.000B.001C.100D.01011、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器可以存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。一個(gè)T觸發(fā)器，在時(shí)鐘上升沿到來時(shí)，根據(jù)輸入T的值確定輸出。如果T=1，時(shí)鐘上升沿到來后，輸出會(huì)怎樣變化？（）A.輸出會(huì)翻轉(zhuǎn)B.輸出會(huì)保持不變C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷12、在數(shù)字電路中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)錯(cuò)誤。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)產(chǎn)生原因的描述中，不正確的是（）A.信號(hào)傳輸延遲B.邏輯門的傳輸時(shí)間不一致C.輸入信號(hào)的變化同時(shí)到達(dá)邏輯門D.電路的設(shè)計(jì)不合理13、考慮一個(gè)數(shù)字電路中的移位寄存器，它可以實(shí)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(gè)時(shí)鐘脈沖將數(shù)據(jù)左移一位，并在最右邊補(bǔ)0，以下哪種移位寄存器能夠滿足這個(gè)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(dòng)D.以上移位寄存器都可以實(shí)現(xiàn)14、在數(shù)字電路的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象中，假設(shè)一個(gè)組合邏輯電路的輸入發(fā)生變化時(shí)，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(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)？（）A.接入濾波電容B.修改邏輯設(shè)計(jì)C.增加冗余項(xiàng)D.降低電源電壓15、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16、用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'17、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，編碼器的作用是什么？一個(gè)8線-3線編碼器，當(dāng)輸入為某一特定組合時(shí)，輸出的二進(jìn)制編碼是唯一的嗎？（）A.編碼器將多個(gè)輸入信號(hào)編碼為較少的輸出信號(hào)，輸出編碼是唯一的B.編碼器將多個(gè)輸入信號(hào)編碼為較多的輸出信號(hào)，輸出編碼是唯一的C.不確定D.編碼器的輸出編碼不一定是唯一的18、在數(shù)字電路中，加法器的進(jìn)位鏈可以采用不同的結(jié)構(gòu)。假設(shè)一個(gè)16位加法器，采用先行進(jìn)位結(jié)構(gòu)，與串行進(jìn)位結(jié)構(gòu)相比，以下哪個(gè)方面會(huì)有顯著的改善？（）A.電路的復(fù)雜度B.計(jì)算速度C.功耗D.占用的芯片面積19、在數(shù)字邏輯電路的實(shí)現(xiàn)中，可編程邏輯器件（PLD）如CPLD和FPGA得到了廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于可編程邏輯器件的描述，錯(cuò)誤的是（）A.CPLD結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合實(shí)現(xiàn)規(guī)模較小的邏輯電路B.FPGA具有更高的靈活性和集成度，適合復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)C.可編程邏輯器件在使用前需要進(jìn)行編程，可以通過硬件描述語言或原理圖輸入等方式D.一旦可編程邏輯器件被編程，就不能再進(jìn)行修改，除非更換器件20、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)時(shí)，假設(shè)一個(gè)電路在特定輸入條件下出現(xiàn)了尖峰脈沖。以下哪種情況可能會(huì)加劇這種競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)現(xiàn)象？（）A.輸入信號(hào)變化速度快B.邏輯門的傳輸延遲小C.電路中的邏輯門數(shù)量少D.電源電壓波動(dòng)大21、在數(shù)字電路中，能夠?qū)⑤斎氲奶囟ùa轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出信號(hào)以控制外部設(shè)備的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)分配器D.控制器22、在數(shù)字電路中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的地址譯碼方式有直接譯碼和間接譯碼。以下關(guān)于地址譯碼的描述，錯(cuò)誤的是（）A.直接譯碼方式簡(jiǎn)單直觀，但譯碼器的輸出線較多B.間接譯碼方式可以減少譯碼器的輸出線，但電路相對(duì)復(fù)雜C.無論采用哪種譯碼方式，存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量都不會(huì)改變D.地址譯碼的目的是將地址信號(hào)轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)器的片選信號(hào)和字選信號(hào)23、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要考慮功耗、速度和面積等性能指標(biāo)之間的平衡。以下關(guān)于這些性能指標(biāo)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.降低功耗通常會(huì)導(dǎo)致電路速度變慢或者面積增加B.提高電路速度可能需要增加功耗和面積C.減小電路面積往往會(huì)犧牲功耗和速度性能D.可以在不影響其他性能指標(biāo)的情況下，單獨(dú)優(yōu)化某一個(gè)性能指標(biāo)24、對(duì)于一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路，若輸入信號(hào)同時(shí)發(fā)生變化，可能會(huì)導(dǎo)致？（）A.狀態(tài)不確定B.輸出錯(cuò)誤C.電路損壞D.以上都有可能25、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)乘以2的電路，以下哪種方法較為簡(jiǎn)便？（）A.左移一位B.使用乘法器芯片C.通過邏輯運(yùn)算D.以上都不是26、對(duì)于一個(gè)用VerilogHDL描述的數(shù)字邏輯電路，以下哪種語句通常用于描述組合邏輯？（）A.alwaysB.initialC.assignD.module27、譯碼器是數(shù)字電路中的另一種重要組合邏輯器件。以下關(guān)于譯碼器工作原理的描述中，不正確的是（）A.將輸入的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)B.輸入的代碼位數(shù)決定了輸出信號(hào)的數(shù)量C.譯碼器的輸出通常是高電平有效D.譯碼器可以實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)28、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器用于將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入為000時(shí)，以下哪個(gè)輸出狀態(tài)是正確的？（）A.只有第0個(gè)輸出為1，其余為0B.只有第7個(gè)輸出為1，其余為0C.所有輸出都為1D.所有輸出都為029、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，其中需要一個(gè)計(jì)數(shù)器能夠從0計(jì)數(shù)到15，然后重新從0開始計(jì)數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，以下哪種計(jì)數(shù)器類型可能是最合適的選擇？（）A.異步計(jì)數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但速度較慢B.同步計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)速度快且穩(wěn)定性好C.環(huán)形計(jì)數(shù)器，每個(gè)狀態(tài)只有一位為1D.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換具有特定規(guī)律30、已知一個(gè)8選1數(shù)據(jù)選擇器，地址輸入端有3位，當(dāng)輸入地址為101時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)是哪個(gè)輸入通道的數(shù)據(jù)？（）A.第1個(gè)B.第3個(gè)C.第5個(gè)D.第7個(gè)二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)電路，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的頻率。詳細(xì)闡述頻率測(cè)量的原理和實(shí)現(xiàn)方法，包括計(jì)數(shù)、定時(shí)和顯示邏輯，分析測(cè)量誤差的來源和減小誤差的措施。2、（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)輸入音頻信號(hào)的量化和編碼。全面分析量化和編碼的原理和方法，討論如何根據(jù)音頻信號(hào)的特點(diǎn)選擇合適的量化級(jí)別和編碼方式，以保證音頻質(zhì)量和數(shù)據(jù)效率。3、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的資源利用率報(bào)告，分析各個(gè)邏輯資源（如門、觸發(fā)器、乘法器等）的使用情況。提出優(yōu)化資源分配的建議，如資源共享、邏輯復(fù)用或模塊重構(gòu)，以提高資源利用率和降低成本。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼。分析視頻壓縮的基本原理和算法，如幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)等，以及在數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)這些算法的關(guān)鍵技術(shù)和挑戰(zhàn)。5、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻均衡器電路，能夠調(diào)整音頻信號(hào)的頻率響應(yīng)。詳細(xì)闡述均衡器的工作原理和參數(shù)設(shè)置，分析各個(gè)頻段的增益控制邏輯和實(shí)現(xiàn)方式。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)解釋數(shù)字邏輯中計(jì)數(shù)器的分類（如同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器），分析它們的工作特點(diǎn)和在實(shí)際應(yīng)用中的選擇依據(jù)。2、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，說明如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL），分析其工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。3、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的級(jí)聯(lián)和