羅定職業(yè)技術學院《DSP原理及應用》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024學年第一學期期末試卷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、在數(shù)字電路中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導致輸出出現(xiàn)錯誤。假設我們正在分析一個存在競爭冒險的電路。以下關于競爭冒險的描述，哪一項是不正確的？（）A.競爭冒險產(chǎn)生的原因是由于信號在邏輯門電路中的傳輸延遲不同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.競爭冒險只會在組合邏輯電路中出現(xiàn)，時序邏輯電路中不會出現(xiàn)D.只要邏輯電路的設計合理，就一定不會出現(xiàn)競爭冒險現(xiàn)象2、在數(shù)字邏輯中，若要實現(xiàn)將輸入的4位二進制數(shù)擴大兩倍的功能，以下哪種電路設計是可行的？（）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)進行取反操作3、假設要設計一個數(shù)字電路，用于判斷一個8位二進制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)。以下哪種邏輯表達式可以準確地實現(xiàn)這個功能？（）A.檢查最低位是否為1，若是則為奇數(shù)，否則為偶數(shù)B.計算所有位的和，若為奇數(shù)則輸入為奇數(shù)，否則為偶數(shù)C.對高4位和低4位分別進行判斷，綜合得出結果D.以上方法都不正確，無法通過簡單邏輯判斷奇偶性4、假設要設計一個數(shù)字電路，用于判斷一個16位二進制數(shù)是否能被4整除。以下哪種邏輯表達式或方法是最簡便的？（）A.檢查低兩位是否為0B.將數(shù)除以4，判斷余數(shù)是否為0C.對每4位進行分組，檢查各組的數(shù)值D.以上方法都很復雜，無法簡便地實現(xiàn)該功能5、移位寄存器在數(shù)字電路中用于數(shù)據(jù)的存儲和移位操作。假設我們正在使用移位寄存器。以下關于移位寄存器的描述，哪一項是不準確的？（）A.移位寄存器可以實現(xiàn)串行輸入并行輸出、并行輸入串行輸出等多種工作方式B.環(huán)形移位寄存器和扭環(huán)形移位寄存器在功能上沒有本質區(qū)別C.移位寄存器可以用于數(shù)據(jù)的存儲、延遲和串行-并行轉換D.移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在時鐘信號的控制下向左或向右移位6、想象一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對兩個4位二進制數(shù)進行加法運算，并輸出結果。在設計這個加法器時，需要考慮速度、成本和復雜性等因素。以下哪種加法器結構可能是最合適的？（）A.半加器級聯(lián)組成的加法器，結構簡單但速度較慢B.全加器級聯(lián)組成的加法器，速度較快但使用的邏輯門較多C.并行加法器，能夠同時處理所有位的相加，速度快但成本高D.利用移位和加法操作實現(xiàn)的加法器，算法復雜但節(jié)省硬件資源7、在數(shù)字電路中，使用二進制補碼進行減法運算時，若最高位產(chǎn)生了進位，則：（）A.結果為正B.結果為負C.結果溢出D.無法確定8、數(shù)據(jù)選擇器可以從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。假設有一個4選1數(shù)據(jù)選擇器，其選擇控制端為S1S0，輸入數(shù)據(jù)為D0、D1、D2、D3。當S1S0=10時，輸出的數(shù)據(jù)為：（）A.D0B.D1C.D2D.D39、在一個數(shù)字系統(tǒng)中，使用編碼器將8個輸入信號編碼為3位二進制代碼，若同時有兩個輸入信號有效，會出現(xiàn)什么情況？（）A.輸出錯誤代碼B.隨機輸出一個有效代碼C.輸出優(yōu)先級高的輸入信號的編碼D.以上都不對10、在組合邏輯電路設計中，要實現(xiàn)一個兩輸入異或邏輯功能，如果用與非門和或非門來實現(xiàn)，最少需要幾個門？（）A.3B.4C.5D.611、假設正在設計一個用于加密和解密的數(shù)字邏輯電路，需要實現(xiàn)復雜的加密算法和邏輯運算。加密和解密的過程要求高度的安全性和準確性。為了確保加密電路的安全性和性能，以下哪個因素是在設計過程中需要重點考慮的？（）A.邏輯門的速度B.電路的功耗C.加密算法的復雜度D.密鑰的管理和保護12、在數(shù)字電路設計中，需要對一個復雜的邏輯函數(shù)進行化簡，以減少門電路的數(shù)量和降低成本。假設給定的邏輯函數(shù)為F=AB'C+A'BC+ABC'+A'B'C'，以下哪種方法可能是最有效的化簡途徑？（）A.運用卡諾圖進行化簡B.通過邏輯代數(shù)的基本定律和公式進行化簡C.采用真值表分析化簡D.隨機嘗試不同的運算組合進行化簡13、數(shù)字邏輯中的移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和移位操作。假設一個8位的串行輸入并行輸出移位寄存器，在時鐘脈沖的作用下，依次輸入數(shù)據(jù)10110101。當完成輸入后，并行輸出的數(shù)據(jù)是什么？（）A.10110101B.01011010C.10101101D.0110101114、在數(shù)字邏輯電路中，若要將一個正弦波信號轉換為方波信號，可以使用：（）A.計數(shù)器B.編碼器C.施密特觸發(fā)器D.數(shù)據(jù)選擇器15、假設正在設計一個用于醫(yī)療設備的數(shù)字邏輯電路，需要滿足嚴格的安全性和準確性標準。由于醫(yī)療設備直接關系到患者的生命健康，任何錯誤都可能導致嚴重后果。在這種情況下，以下哪種設計方法能夠最大程度地保證電路的可靠性？（）A.采用成熟的設計方案B.進行多次嚴格的測試C.引入容錯機制D.以上都是二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細說明在多路選擇器的信號切換時間優(yōu)化中，采取的技術和效果。2、（本題5分）詳細闡述如何用邏輯門實現(xiàn)一個乘法器的陣列乘法結構。3、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，說明如何利用數(shù)字邏輯實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行傳輸和并行傳輸轉換，分析其優(yōu)缺點。4、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的靜電防護電路設計中，常見的防護結構和工作原理。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字信號加密傳輸系統(tǒng)。深入分析加密算法、傳輸協(xié)議和接收端的解密邏輯，解釋如何保證信號在傳輸過程中的安全性和完整性。2、（本題5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。設計相應的地址譯碼電路、存儲單元陣列和讀寫控制電路。分析在讀寫過程中如何保證數(shù)據(jù)的準確性和完整性，以及如何提高存儲系統(tǒng)的訪問速度和存儲容量。3、（本題5分）設計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對語音信號的特征提取。仔細分析語音信號的特征參數(shù)和提取方法，解釋電路中各個模塊的功能和實現(xiàn)邏輯，探討如何提高特征提取的準確性和實時性。4、（本題5分）設計一個組合邏輯電路，用于判斷一個5位二進制數(shù)是否為奇數(shù)。深入分析電路中所用到的邏輯表達式的推導過程，以及各個邏輯門的連接方式和作用，探討該電路在實際應用中的局限性和可能的改進方法。5、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠檢測一個32位二進制數(shù)中1的個數(shù)。分析檢測的邏輯思路，可以采用逐位判斷或者其他高效的算法。說明電路中如何實現(xiàn)計數(shù)和結果輸出，以及如何優(yōu)化電路以提高檢測速度。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個能將2421BCD碼轉換為8421BCD碼的轉