廣東警官學(xué)院《數(shù)字邏輯與EDA技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、數(shù)字邏輯中的FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）具有可編程的特性。假設(shè)在一個FPGA設(shè)計中，需要更改某個邏輯功能，以下哪種方式可以實現(xiàn)？（）A.重新編程B.更換芯片C.調(diào)整外部電路D.以上方式都不行2、若要實現(xiàn)一個將8421BCD碼轉(zhuǎn)換為余3碼的電路，應(yīng)采用？（）A.編碼器B.譯碼器C.加法器D.數(shù)值比較器3、對于一個D觸發(fā)器，若要使其輸出在時鐘脈沖的下降沿發(fā)生變化，應(yīng)如何修改？（）A.無法實現(xiàn)B.增加一個反相器C.改變觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)D.以上都不對4、對于一個5位的格雷碼計數(shù)器，從00000開始計數(shù)，經(jīng)過10個時鐘脈沖后，計數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.10101B.11001C.10110D.110105、在數(shù)字邏輯中，若要實現(xiàn)將輸入的4位二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)大兩倍的功能，以下哪種電路設(shè)計是可行的？（）A.在原數(shù)左邊添加兩個0B.將原數(shù)左移一位C.將原數(shù)與自身相加D.對原數(shù)進(jìn)行取反操作6、考慮一個數(shù)字電路中的計數(shù)器，需要實現(xiàn)一個模10的計數(shù)器。以下哪種設(shè)計思路是最直接的？（）A.使用4個觸發(fā)器，通過反饋邏輯實現(xiàn)B.利用現(xiàn)成的模10計數(shù)器芯片C.先設(shè)計一個模2和模5的計數(shù)器，再組合D.以上思路都可行，效果相同7、當(dāng)研究數(shù)字電路中的存儲單元時，假設(shè)需要一個能夠存儲大量數(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.FlashMemory8、對于一個異步時序邏輯電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換與時鐘信號不同步。若在某個時刻，輸入發(fā)生變化，那么狀態(tài)的改變會立即發(fā)生嗎？（）A.會B.不會C.有時會D.不確定9、考慮數(shù)字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設(shè)需要快速實現(xiàn)一個特定的數(shù)字邏輯功能。以下關(guān)于PLD的特點和使用，哪個說法是正確的（）A.編程復(fù)雜，不適合快速開發(fā)B.靈活性高，可以重復(fù)編程C.成本高昂，不適合小規(guī)模應(yīng)用D.以上說法都不正確10、數(shù)字邏輯中的加法器可以進(jìn)行多位二進(jìn)制數(shù)的相加。一個8位二進(jìn)制加法器，當(dāng)兩個輸入都為最大的8位二進(jìn)制數(shù)時，輸出結(jié)果會產(chǎn)生幾個進(jìn)位？（）A.一個進(jìn)位B.兩個進(jìn)位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷11、在數(shù)字邏輯中，數(shù)字信號的傳輸會受到噪聲的影響。以下關(guān)于數(shù)字信號抗噪聲性能的描述中，錯誤的是（）A.數(shù)字信號的幅度越大，抗噪聲性能越好B.數(shù)字信號的頻率越高，抗噪聲性能越好C.采用編碼方式可以提高數(shù)字信號的抗噪聲性能D.增加信號的冗余度可以提高抗噪聲性能12、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器可以存儲一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。一個T觸發(fā)器，在時鐘上升沿到來時，根據(jù)輸入T的值確定輸出。如果T=1，時鐘上升沿到來后，輸出會怎樣變化？（）A.輸出會翻轉(zhuǎn)B.輸出會保持不變C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷13、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來檢測一個8位二進(jìn)制數(shù)中1的個數(shù)是否大于4。以下哪種方法可能是最有效的？（）A.使用逐位判斷和計數(shù)器來統(tǒng)計1的個數(shù)，然后進(jìn)行比較B.將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后與4比較C.通過復(fù)雜的邏輯運算直接得出結(jié)果，不進(jìn)行計數(shù)D.無法通過簡單的數(shù)字電路實現(xiàn)此功能14、對于一個由與門和或門組成的組合邏輯電路，若輸入信號發(fā)生變化，輸出信號的變化是否存在延遲？（）A.是B.否C.不確定D.取決于電路結(jié)構(gòu)15、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)換為對應(yīng)的輸出信號B.輸入的代碼位數(shù)決定了輸出信號的數(shù)量C.譯碼器的輸出通常是高電平有效D.譯碼器可以實現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（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)分配器的可測試性設(shè)計，包括測試向量生成和故障覆蓋率評估。2、（本題5分）說明在數(shù)字邏輯中如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的編碼和解碼，例如漢明碼的編碼和解碼過程。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的可靠性驗證試驗中，試驗方案的制定和結(jié)果評估。4、（本題5分）說明在數(shù)字電路中如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行傳輸和并行傳輸，它們各自的優(yōu)缺點是什么。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的碼型變換模塊，如NRZI碼到NRZ碼的變換。分析碼型變換的規(guī)則和邏輯，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)變換功能。探討如何保證碼型變換的準(zhǔn)確性和實時性。2、（本題5分）給定一個數(shù)字邏輯電路的故障描述，分析可能導(dǎo)致故障的原因。提出故障檢測和診斷的方法，包括使用測試向量、邏輯分析儀等工具，探討如何修復(fù)故障以恢復(fù)電路的正常功能。3、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行直方圖均衡化處理。分析直方圖均衡化的算法和邏輯實現(xiàn)，考慮如何在數(shù)字電路中高效地計算直方圖和進(jìn)行像素值的重新分配，以改善圖像的對比度和視覺效果。4、（本題5分）使用比較器和鎖存器設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號的邊沿檢測和數(shù)據(jù)鎖存。分析邊沿檢測的原理和鎖存器的工作方式，以及如何在電路中準(zhǔn)確地捕捉信號的上升沿或下降沿，并可靠地鎖存數(shù)據(jù)。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)一個4位的減法器，能夠?qū)⒁粋€4位二進(jìn)制數(shù)減去一個2位二進(jìn)制數(shù)。詳細(xì)描述減法運算的步驟和邏輯實現(xiàn)，通過示例計算進(jìn)行驗證，并畫出邏輯電路圖。思考該減法器在數(shù)字計算和控制系統(tǒng)中的應(yīng)用和改進(jìn)。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）利用邏輯門設(shè)計一個異或非門。2、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)5個控制信號從32個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出