拉薩師范高等專科學(xué)?！稊?shù)字邏輯》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)拉薩師范高等?？茖W(xué)校《數(shù)字邏輯》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2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)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為電路設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述，錯(cuò)誤的是（）A.PLD可以通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能B.CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）和FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）是常見(jiàn)的PLD類型C.PLD的編程過(guò)程復(fù)雜，需要專業(yè)的硬件知識(shí)和工具D.一旦對(duì)PLD進(jìn)行編程，其邏輯功能就不能再更改2、在數(shù)字邏輯中，復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）是兩種常見(jiàn)的可編程器件。以下關(guān)于CPLD和FPGA區(qū)別的描述中，不正確的是（）A.CPLD基于乘積項(xiàng)結(jié)構(gòu)，F(xiàn)PGA基于查找表結(jié)構(gòu)B.FPGA的邏輯資源比CPLD豐富C.CPLD的編程速度比FPGA快D.CPLD適合實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的組合邏輯，F(xiàn)PGA適合實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯3、已知一個(gè)JK觸發(fā)器的J=0，K=1，在時(shí)鐘脈沖的下降沿到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)會(huì)如何變化？（）A.置1B.置0C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)4、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)一個(gè)高頻的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分頻，得到較低頻率的信號(hào)。以下哪種分頻器的實(shí)現(xiàn)方式可能是最有效的？（）A.計(jì)數(shù)器式分頻器，通過(guò)計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)分頻，簡(jiǎn)單可靠B.移位寄存器式分頻器，利用移位操作分頻，速度較快C.基于鎖相環(huán)的分頻器，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度分頻，但電路復(fù)雜D.以上分頻器方式效果相同，可以任意選擇5、計(jì)數(shù)器是數(shù)字電路中常用的時(shí)序邏輯電路，用于對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的描述，不正確的是（）A.計(jì)數(shù)器可以按照計(jì)數(shù)進(jìn)制分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等B.異步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度比同步計(jì)數(shù)器快C.計(jì)數(shù)器可以通過(guò)反饋清零或置數(shù)實(shí)現(xiàn)特定的計(jì)數(shù)范圍D.計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)可以基于觸發(fā)器和門(mén)電路6、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種用于化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的有效工具?？ㄖZ圖通過(guò)相鄰最小項(xiàng)的合并來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)。對(duì)于一個(gè)具有4個(gè)變量的邏輯函數(shù)，其卡諾圖中相鄰的兩個(gè)最小項(xiàng)可以合并消去：（）A.0個(gè)變量B.1個(gè)變量C.2個(gè)變量D.3個(gè)變量7、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08、數(shù)字邏輯中的加法器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的相加。一個(gè)4位二進(jìn)制加法器，當(dāng)兩個(gè)輸入都為最大的4位二進(jìn)制數(shù)時(shí)，輸出結(jié)果會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位嗎？（）A.會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位B.不會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷9、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，需要考慮電路的可測(cè)試性。如果要設(shè)計(jì)一個(gè)易于測(cè)試的電路，以下哪種原則是應(yīng)該遵循的？（）A.盡量減少內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的數(shù)量B.增加測(cè)試點(diǎn)，便于觀測(cè)內(nèi)部信號(hào)C.使電路的功能盡可能簡(jiǎn)單D.以上原則都對(duì)提高電路的可測(cè)試性有幫助10、在一個(gè)數(shù)字電路中，使用了多個(gè)觸發(fā)器來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。關(guān)于觸發(fā)器的工作特性，以下哪種描述是準(zhǔn)確的？（）A.D觸發(fā)器在時(shí)鐘上升沿時(shí)根據(jù)輸入值改變狀態(tài)B.JK觸發(fā)器在輸入J=K=1時(shí)，會(huì)保持原狀態(tài)C.T觸發(fā)器只有在輸入為1時(shí)才改變狀態(tài)D.以上觸發(fā)器的描述都不準(zhǔn)確11、在數(shù)字邏輯中，代碼轉(zhuǎn)換是常見(jiàn)的操作。以下關(guān)于二進(jìn)制編碼與格雷碼轉(zhuǎn)換的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.格雷碼是一種無(wú)權(quán)碼B.二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為格雷碼時(shí)，相鄰位的變化只有一位C.格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼時(shí)，可以通過(guò)直接按位轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)D.格雷碼常用于減少數(shù)字電路中的錯(cuò)誤12、若一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為0.01V，滿量程輸出為10V，則其輸入數(shù)字量的位數(shù)至少為：（）A.8位B.10位C.12位D.16位13、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)輸入的8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，將其轉(zhuǎn)換為3位的二進(jìn)制編碼。在選擇編碼方式時(shí)，需要考慮編碼的唯一性和容錯(cuò)性等因素。以下哪種編碼方式可能是最合適的？（）A.格雷碼，相鄰數(shù)值的編碼只有一位不同，具有良好的容錯(cuò)性B.8421碼，是常見(jiàn)的二進(jìn)制編碼方式，但相鄰數(shù)值變化可能多位不同C.余3碼，在8421碼基礎(chǔ)上加上3得到，計(jì)算復(fù)雜D.隨機(jī)編碼，編碼方式不固定，難以保證唯一性和規(guī)律14、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的編碼器，它需要將8個(gè)輸入信號(hào)編碼為3位的二進(jìn)制代碼輸出。以下哪種編碼器能夠滿足這個(gè)要求，并且具有較高的編碼效率？（）A.普通編碼器，任何時(shí)刻只允許一個(gè)輸入有效B.優(yōu)先編碼器，允許同時(shí)多個(gè)輸入，但優(yōu)先編碼優(yōu)先級(jí)高的C.二進(jìn)制編碼器，直接將輸入轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制D.十進(jìn)制編碼器，將十進(jìn)制輸入編碼為二進(jìn)制15、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)二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋在數(shù)字電路中如何處理多個(gè)時(shí)鐘域之間的同步問(wèn)題，確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向控制功能。3、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中如何處理信號(hào)的延遲和時(shí)序偏差，以保證電路的正確性。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣檢測(cè)。分析邊緣檢測(cè)算法在數(shù)字電路中的實(shí)現(xiàn)方式，如Sobel算子或Canny算子，以及如何處理圖像數(shù)據(jù)的并行性和實(shí)時(shí)性要求。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行格雷碼編碼和解碼。分析格雷碼的編碼和解碼規(guī)則，以及在電路中實(shí)現(xiàn)這兩種操作的邏輯關(guān)系，探討如何提高編碼和解碼的速度和效率。3、（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)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行邏輯取反操作，并輸出結(jié)果。仔細(xì)說(shuō)明邏輯取反的規(guī)則和電路實(shí)現(xiàn)方式，考慮如何處理輸入數(shù)據(jù)的位寬變化和擴(kuò)展。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。詳細(xì)分析格雷碼和二進(jìn)制碼之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，以及在電路中實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換所需要的邏輯運(yùn)算和門(mén)電路的連接方式。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題1