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

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

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項(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)測了集成電路上晶體管數(shù)量的增長趨勢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3、在數(shù)字邏輯中，要用FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）實(shí)現(xiàn)一個復(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D.卡諾圖只能用于二變量和三變量的邏輯函數(shù)化簡5、在數(shù)字邏輯的邏輯函數(shù)化簡中，假設(shè)一個邏輯函數(shù)表達(dá)式較為復(fù)雜。以下哪種化簡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)兩個二進(jìn)制數(shù)和一個進(jìn)位的相加。一個全加器的輸入為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)控制信號選擇不同的輸入數(shù)據(jù)作為輸出。一個4選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)控制信號為特定值時，如何確定輸出是哪個輸入數(shù)據(jù)？（）A.根據(jù)控制信號的二進(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、若一個邏輯函數(shù)的最簡與或表達(dá)式為F=A+B'C，則其對偶式為？（）A.F'=(A'+B)C'B.F'=A'(B+C')C.F'=(A'+B')CD.F'=A(B'+C)9、已知一個數(shù)字系統(tǒng)采用同步置數(shù)的計數(shù)器，在置數(shù)信號有效的下一個時鐘脈沖，計數(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12、在數(shù)字電路中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)錯誤。以下關(guān)于競爭冒險產(chǎn)生原因的描述中，不正確的是（）A.信號傳輸延遲B.邏輯門的傳輸時間不一致C.輸入信號的變化同時到達(dá)邏輯門D.電路的設(shè)計不合理13、考慮一個數(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。如果需要在每個時鐘脈沖將數(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D.以上移位寄存器都可以實(shí)現(xiàn)14、在數(shù)字電路的競爭冒險現(xiàn)象中，假設(shè)一個組合邏輯電路的輸入發(fā)生變化時，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爭冒險？（）A.接入濾波電容B.修改邏輯設(shè)計C.增加冗余項(xiàng)D.降低電源電壓15、在數(shù)字邏輯中，競爭冒險現(xiàn)象是需要關(guān)注的問題。以下關(guān)于競爭冒險的產(chǎn)生原因，描述不正確的是（）A.由于信號傳輸延遲導(dǎo)致輸入信號到達(dá)邏輯門的時間不同B.邏輯門的傳輸延遲是競爭冒險產(chǎn)生的主要原因C.當(dāng)多個輸入信號同時變化時容易產(chǎn)生競爭冒險D.只要邏輯電路設(shè)計合理，就一定不會出現(xiàn)競爭冒險現(xiàn)象16、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最簡與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'17、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，編碼器的作用是什么？一個8線-3線編碼器，當(dāng)輸入為某一特定組合時，輸出的二進(jìn)制編碼是唯一的嗎？（）A.編碼器將多個輸入信號編碼為較少的輸出信號，輸出編碼是唯一的B.編碼器將多個輸入信號編碼為較多的輸出信號，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，以下哪個方面會有顯著的改善？（）A.電路的復(fù)雜度B.計算速度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，錯誤的是（）A.CPLD結(jié)構(gòu)簡單，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)字邏輯中的競爭與冒險時，假設(shè)一個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加劇這種競爭與冒險現(xiàn)象？（）A.輸入信號變化速度快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，錯誤的是（）A.直接譯碼方式簡單直觀，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，但電路相對復(fù)雜C.無論采用哪種譯碼方式，存儲器的存儲容量都不會改變D.地址譯碼的目的是將地址信號轉(zhuǎn)換為存儲器的片選信號和字選信號23、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中，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，錯誤的是（）A.降低功耗通常會導(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)化某一個性能指標(biāo)24、對于一個異步時序邏輯電路，若輸入信號同時發(fā)生變化，可能會導(dǎo)致？（）A.狀態(tài)不確定B.輸出錯誤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、對于一個用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(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡28、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器用于將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號。假設(shè)設(shè)計一個3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入為000時，以下哪個輸出狀態(tài)是正確的？（）A.只有第0個輸出為1，其余為0B.只有第7個輸出為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)計一個數(shù)字系統(tǒng)，其中需要一個計數(shù)器能夠從0計數(shù)到15，然后重新從0開始計數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)這個功能，以下哪種計數(shù)器類型可能是最合適的選擇？（）A.異步計數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢B.同步計數(shù)器，計數(shù)速度快且穩(wěn)定性好C.環(huán)形計數(shù)器，每個狀態(tài)只有一位為1D.扭環(huán)形計數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換具有特定規(guī)律30、已知一個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，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個二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個數(shù)字頻率計電路，能夠測量輸入信號的頻率。詳細(xì)闡述頻率測量的原理和實(shí)現(xiàn)方法，包括計數(shù)、定時和顯示邏輯，分析測量誤差的來源和減小誤差的措施。2、（本題5分）構(gòu)建一個數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對輸入音頻信號的量化和編碼。全面分析量化和編碼的原理和方法，討論如何根據(jù)音頻信號的特點(diǎn)選擇合適的量化級別和編碼方式，以保證音頻質(zhì)量和數(shù)據(jù)效率。3、（本題5分）給定一個數(shù)字系統(tǒng)的資源利用率報告，分析各個邏輯資源（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)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入的視頻信號進(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、幀間預(yù)測等，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)計一個數(shù)字音頻均衡器電路，能夠調(diào)整音頻信號的頻率響應(yīng)。詳細(xì)闡述均衡器的工作原理和參數(shù)設(shè)置，分析各個頻段的增益控制邏輯和實(shí)現(xiàn)方式。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)解釋數(shù)字邏輯中計數(shù)器的分類（如同步計數(shù)器和異步計數(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)分配器的級聯(lián)和