山西體育職業(yè)學院《數(shù)字信號處理實驗》2023-2024學年第二學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁山西體育職業(yè)學院《數(shù)字信號處理實驗》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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2分，共40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)字邏輯電路的功耗優(yōu)化中，假設(shè)一個移動設(shè)備中的數(shù)字電路需要降低功耗以延長電池壽命?？梢詮碾娐方Y(jié)構(gòu)、工作電壓和時鐘管理等多個方面進行優(yōu)化。以下哪種功耗優(yōu)化策略在移動設(shè)備中通常能夠帶來最顯著的效果？（）A.電源門控B.多閾值電壓技術(shù)C.動態(tài)時鐘門控D.以上都是2、數(shù)字邏輯中的計數(shù)器可以按照不同的進制和計數(shù)方式進行計數(shù)。一個模12的可逆計數(shù)器，當控制信號為加法計數(shù)時，從0開始計數(shù)，經(jīng)過多次時鐘脈沖后，計數(shù)器的值會變成多少？（）A.11B.12C.不確定D.根據(jù)計數(shù)器的類型判斷3、對于數(shù)字電路中的加法運算，假設(shè)要實現(xiàn)兩個8位有符號二進制數(shù)的加法，并且需要考慮溢出的情況。以下哪種方法最適合檢測溢出？（）A.檢查最高位的進位B.比較和與操作數(shù)的符號C.使用專門的溢出檢測電路D.以上方法結(jié)合使用4、在數(shù)字電路中，使用譯碼器實現(xiàn)邏輯函數(shù)時，若要實現(xiàn)一個3變量的邏輯函數(shù)，至少需要幾位的譯碼器？（）A.2B.3C.4D.85、競爭冒險是數(shù)字電路中可能出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，會導致輸出出現(xiàn)不應有的尖峰脈沖。以下關(guān)于競爭冒險的描述，錯誤的是（）A.競爭冒險通常發(fā)生在組合邏輯電路中，由于信號傳輸?shù)难舆t不同導致B.可以通過增加冗余項、接入濾波電容等方法消除競爭冒險C.競爭冒險不會對數(shù)字電路的功能產(chǎn)生實質(zhì)性的影響，因此可以忽略不計D.在數(shù)字電路的設(shè)計和分析中，需要考慮競爭冒險的可能性，并采取相應的措施6、考慮一個同步時序邏輯電路，若其輸出不僅取決于當前的輸入，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)，那么該電路屬于：（）A.Moore型電路B.Mealy型電路C.無法確定D.以上都不是7、在數(shù)字電路中，信號的傳輸可能會受到延遲的影響。假設(shè)一個邏輯電路中，信號經(jīng)過多個邏輯門的傳輸延遲不同，這可能會導致以下哪種問題？（）A.競爭冒險B.時序錯誤C.功耗增加D.輸出信號失真8、在數(shù)字邏輯中，數(shù)值比較器用于比較兩個數(shù)字的大小。以下關(guān)于數(shù)值比較器功能的描述中，不正確的是（）A.可以比較兩個多位二進制數(shù)的大小B.輸出包括大于、小于和等于三種情況C.比較器的位數(shù)決定了能夠比較的數(shù)字的范圍D.數(shù)值比較器只能比較同進制的數(shù)字9、在數(shù)字系統(tǒng)中，計數(shù)器是常見的功能模塊。假設(shè)我們正在設(shè)計一個計數(shù)器。以下關(guān)于計數(shù)器的描述，哪一項是不正確的？（）A.計數(shù)器可以按照二進制、十進制等不同的進制進行計數(shù)B.同步計數(shù)器和異步計數(shù)器在計數(shù)速度和穩(wěn)定性上可能存在差異C.可以通過級聯(lián)多個計數(shù)器來實現(xiàn)更大范圍的計數(shù)D.計數(shù)器的計數(shù)容量是固定的，不能通過外部控制信號進行改變10、數(shù)字邏輯中的全加器可以實現(xiàn)三個一位二進制數(shù)的相加。一個全加器的輸入為A=0，B=1，進位C_in=1，那么輸出的和S和進位C_out分別是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷11、邏輯門是數(shù)字電路的基本組成單元。假設(shè)我們正在分析一個由邏輯門組成的電路。以下關(guān)于邏輯門的描述，哪一項是不正確的？（）A.與門的輸出只有在所有輸入都為1時才為1，否則為0B.或門的輸出只要有一個輸入為1時就為1，只有所有輸入都為0時才為0C.非門的作用是將輸入的邏輯值取反D.異或門的輸出在輸入相同為0，輸入不同為1，其功能可以用與、或、非門組合實現(xiàn)，并且組合方式是唯一的12、若一個ROM有10根地址線，8根數(shù)據(jù)線，則其存儲容量為：（）A.10×8位B.2^10×8位C.10×2^8位D.2^10×2^8位13、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)進行處理。如果要將十進制數(shù)25轉(zhuǎn)換為二進制，以下哪種方法是正確的？（）A.11001B.10100C.11010D.1001114、對于一個同步計數(shù)器，在時鐘脈沖的上升沿，如果計數(shù)器處于最大狀態(tài)，下一個時鐘脈沖到來時計數(shù)器將：（）A.保持不變B.復位C.重新計數(shù)D.不確定15、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，若要將一個8位的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，可通過依次：（）A.與相鄰位異或B.與相鄰位或C.與相鄰位與D.與相鄰位同或16、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設(shè)計提供了很大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述中，不正確的是（）A.可以通過編程實現(xiàn)不同的邏輯功能B.包括可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）等C.編程后不能再修改D.適用于小批量、快速開發(fā)的數(shù)字電路設(shè)計17、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的電源電壓為5V，一個邏輯門的輸出低電平最大為0.8V，那么這個低電平是否符合標準的邏輯低電平？（）A.符合B.不符合C.無法確定D.以上都不對18、在現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計中，數(shù)字邏輯與模擬電路常常結(jié)合使用。以下關(guān)于數(shù)字邏輯與模擬電路結(jié)合的描述，不正確的是（）A.數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）用于實現(xiàn)數(shù)字信號和模擬信號的相互轉(zhuǎn)換B.在一些系統(tǒng)中，數(shù)字邏輯用于控制模擬電路的工作狀態(tài)C.數(shù)字邏輯和模擬電路的結(jié)合可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高系統(tǒng)性能D.數(shù)字邏輯和模擬電路的設(shè)計方法和工具完全相同，不需要分別考慮19、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，需要考慮電路的功耗。假設(shè)一個邏輯電路，通過優(yōu)化邏輯表達式可以降低功耗，以下哪種優(yōu)化方法可能最有效？（）A.減少邏輯門的數(shù)量B.降低工作電壓C.減少信號的翻轉(zhuǎn)次數(shù)D.以上方法效果相同20、在數(shù)字電路中，編碼器是一種常見的組合邏輯器件。假設(shè)需要設(shè)計一個8線-3線編碼器，即有8個輸入信號，3個輸出信號。當輸入信號有效時，輸出對應的二進制編碼。如果同時有多個輸入信號有效，以下哪種編碼器的輸出結(jié)果是符合設(shè)計要求的？（）A.輸出為任意值B.輸出為優(yōu)先級最高的輸入對應的編碼C.輸出為所有有效輸入編碼的或運算結(jié)果D.輸出為所有有效輸入編碼的與運算結(jié)果二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現(xiàn)一個狀態(tài)機的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)條件判斷。2、（本題5分）詳細闡述在數(shù)字電路的信號完整性仿真中，模型的建立和參數(shù)設(shè)置以及仿真結(jié)果解讀。3、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中的編碼器和譯碼器的工作原理，舉例說明它們在計算機系統(tǒng)或其他數(shù)字設(shè)備中的具體應用場景。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個編碼器，將256個輸入信號編碼為8位二進制輸出信號。2、（本題5分）用VerilogHDL描述一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和讀取功能的模塊，具有寫使能和讀使能信號。3、（本題5分）設(shè)計一個組合邏輯電路，判斷一個12位二進制數(shù)是否為完全立方數(shù)。4、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計一個異步時序邏輯電路，實現(xiàn)一個14位雙向移位寄存器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路。5、（本題5分）使用D觸發(fā)器設(shè)計一個同步時序邏輯電路，實現(xiàn)一個模20的加法計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路原理圖。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對