北京外國語大學《DSP原理及應用》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《DSP原理及應用》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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)字電路中，對于一個8位的二進制補碼表示的帶符號數(shù)，其能表示的數(shù)值范圍是？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到2552、在數(shù)字電路中，若要實現(xiàn)一個能將并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)的電路，并且數(shù)據(jù)在時鐘的上升沿進行轉換，以下哪種觸發(fā)器較為合適？（）A.D觸發(fā)器B.JK觸發(fā)器C.T觸發(fā)器D.以上都可以3、在數(shù)字邏輯電路的優(yōu)化設計中，假設一個邏輯電路可以通過多種方式實現(xiàn)相同的功能。以下哪個因素通常是優(yōu)化時首要考慮的（）A.電路的復雜程度B.元器件的成本C.電路的速度D.以上因素同等重要4、對于一個同步時序邏輯電路，若輸入信號在時鐘脈沖有效沿之后發(fā)生變化，對輸出有影響嗎？（）A.有B.沒有C.不確定D.以上都有可能5、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要對輸入的數(shù)字信號進行編碼，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃浴Ｒ韵履姆N編碼方式可能是最優(yōu)的考慮？（）A.曼徹斯特編碼，每個時鐘周期都有跳變，便于同步但效率較低B.差分曼徹斯特編碼，解決了曼徹斯特編碼的部分缺點，但實現(xiàn)復雜C.NRZ編碼，簡單直接但同步困難D.以上編碼方式各有優(yōu)缺點，需要根據(jù)具體應用選擇6、已知一個編碼器有8個輸入信號，需要對其進行編碼，則輸出的二進制代碼至少需要幾位？（）A.2位B.3位C.4位D.8位7、在數(shù)字邏輯中，提高數(shù)字電路的可靠性可以采用多種措施。以下措施中，不能提高數(shù)字電路可靠性的是（）A.采用冗余設計B.優(yōu)化電路布局和布線C.提高工作電壓D.選用高質量的元器件8、在數(shù)字邏輯中，要用Verilog語言實現(xiàn)一個3位的加法器，以下哪種方式是常見的？（）A.使用模塊B.使用任務C.使用函數(shù)D.以上都可以9、對于一個4-16譯碼器，若使能端有效，當輸入代碼為1010時，輸出端哪一位為低電平？（）A.Y10B.Y6C.Y14D.Y210、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗碼可以用于檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤。奇校驗碼是指數(shù)據(jù)中1的個數(shù)加上校驗位后為奇數(shù)，偶校驗碼則相反。對于一個8位的數(shù)據(jù)10101100，采用偶校驗碼時，校驗位應為：（）A.0B.1C.無法確定D.取決于傳輸方式11、在數(shù)字系統(tǒng)中，有限狀態(tài)機（FSM）是一種重要的設計方法。假設我們正在設計一個基于FSM的系統(tǒng)。以下關于有限狀態(tài)機的描述，哪一項是不準確的？（）A.有限狀態(tài)機由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉移函數(shù)組成B.摩爾型有限狀態(tài)機的輸出只取決于當前狀態(tài)，米利型有限狀態(tài)機的輸出取決于當前狀態(tài)和輸入C.可以使用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來描述有限狀態(tài)機的行為D.有限狀態(tài)機的狀態(tài)數(shù)量是固定的，不能根據(jù)實際需求動態(tài)增加或減少12、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最簡與或表達式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'13、當研究數(shù)字邏輯中的時序邏輯電路時，假設一個電路需要根據(jù)輸入信號的歷史狀態(tài)和當前輸入來確定輸出。以下哪種電路類型最適合實現(xiàn)這種功能？（）A.計數(shù)器B.寄存器C.移位寄存器D.狀態(tài)機14、對于一個8選1數(shù)據(jù)選擇器，若輸入數(shù)據(jù)為D0-D7，地址選擇線為A2A1A0，當A2A1A0=101時，輸出的數(shù)據(jù)將是：（）A.D1B.D3C.D5D.D715、在數(shù)字電路中，若要將一個4位的并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)輸出，以下哪種方法是可行的？（）A.使用數(shù)據(jù)選擇器B.使用移位寄存器C.使用加法器D.使用計數(shù)器16、考慮數(shù)字邏輯中的時序邏輯電路的穩(wěn)定性，假設一個時序電路在工作過程中出現(xiàn)了不穩(wěn)定的狀態(tài)跳轉。以下哪個因素最可能是導致這種不穩(wěn)定的原因（）A.輸入信號的噪聲B.時鐘信號的抖動C.邏輯門的延遲D.以上因素都有可能17、在數(shù)字邏輯電路的設計中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的有效工具?？ㄖZ圖通過相鄰最小項的合并來實現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡。對于一個具有4個變量的邏輯函數(shù)，其卡諾圖中相鄰的兩個最小項可以合并消去：（）A.0個變量B.1個變量C.2個變量D.3個變量18、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.取決于電路結構19、已知一個8選1數(shù)據(jù)選擇器，地址輸入端有3位，當輸入地址為101時，輸出的數(shù)據(jù)是哪個輸入通道的數(shù)據(jù)？（）A.第1個B.第3個C.第5個D.第7個20、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)緩沖器，能夠暫時存儲輸入的數(shù)據(jù)。以下哪種器件可能是最適合的？（）A.鎖存器，能夠在特定條件下保持數(shù)據(jù)B.寄存器，具有更穩(wěn)定的存儲和控制功能C.計數(shù)器，主要用于計數(shù)操作，不適合作為緩沖器D.譯碼器，用于將編碼轉換為特定的輸出二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是編碼器和譯碼器，它們的工作原理是什么，以及在數(shù)字系統(tǒng)中的常見應用。2、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯中的計數(shù)器的初始狀態(tài)設置和復位方式，以及對計數(shù)過程的影響。3、（本題5分）解釋在數(shù)字邏輯中如何分析組合邏輯電路的競爭-冒險現(xiàn)象，并通過修改邏輯表達式消除。4、（本題5分）詳細說明在組合邏輯電路的設計中，如何避免出現(xiàn)邏輯冒險和功能錯誤。5、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的流水線寄存器，以及它們在流水線設計中的作用。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用邏輯門設計一個異或門。2、（本題5分）用邏輯門設計一個能實現(xiàn)兩個4位二進制數(shù)除法運算（商和余數(shù)）的電路，畫出邏輯圖和真值表。3、（本題5分）利用邏輯門設計一個特殊用途的邏輯電路，滿足特定的應用需求。4、（本題5分）使用計數(shù)器和移位寄存器設計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)循環(huán)移位和計數(shù)的電路，畫出邏輯圖和工作原理。5、（本題5分）用JK觸發(fā)器設計一個能實現(xiàn)狀態(tài)循環(huán)切換且具有暫停功能的電路，畫出狀態(tài)圖和邏輯圖。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個數(shù)字電路，能夠實現(xiàn)一個8位的加法器/減法器，通過一個控制信號選擇執(zhí)行加法或減法運算。深入探討加法和減法運算在電路中的實現(xiàn)差異，以及控制信號如何切換運算模式。分析電路在不同運算模式下的性能和可能出現(xiàn)的問題。2、（本題10分）有一個數(shù)字存儲系統(tǒng)，需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入和讀取操作。設計