成都東軟學院《數(shù)字科技前沿》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁成都東軟學院

《數(shù)字科技前沿》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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)字系統(tǒng)的設(shè)計中，需要對電路的性能進行評估和優(yōu)化。性能指標包括延遲、功耗、面積等。為了降低延遲，可以采用流水線技術(shù)。以下關(guān)于流水線技術(shù)的描述，錯誤的是：（）A.可以提高系統(tǒng)的吞吐量B.會增加系統(tǒng)的硬件復雜度C.每個階段的處理時間必須相同D.可以減少每個指令的執(zhí)行時間2、考慮到一個大規(guī)模集成電路的布局布線，假設(shè)芯片上集成了數(shù)十億個晶體管，需要合理安排它們的位置和連接以減少延遲和功耗。這是一個極其復雜的問題，通常需要借助專業(yè)的工具和算法來解決。以下哪個因素在布局布線過程中對性能的影響最大？（）A.晶體管的密度B.布線的長度C.電源和地線的分布D.時鐘樹的設(shè)計3、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4、在數(shù)字電路的故障診斷中，假設(shè)一個電路出現(xiàn)了錯誤輸出，但輸入信號正常。以下哪種方法最常用于定位故障所在？（）A.邏輯分析儀檢測B.替換可疑元件C.對比正常電路和故障電路D.以上方法結(jié)合使用5、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要存儲一組8位的數(shù)據(jù)。如果要實現(xiàn)這個存儲功能，并且能夠隨時讀取和寫入數(shù)據(jù)，以下哪種存儲器件是最合適的選擇？（）A.觸發(fā)器，能夠存儲一位數(shù)據(jù)B.寄存器，由多個觸發(fā)器組成，可以存儲多位數(shù)據(jù)C.計數(shù)器，用于計數(shù)操作，也能存儲數(shù)據(jù)D.移位寄存器，主要用于數(shù)據(jù)的移位操作6、在數(shù)字電路中，若要存儲8位的數(shù)據(jù)，以下哪種存儲器件是合適的選擇？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.以上都是7、假設(shè)正在設(shè)計一個數(shù)字電路，用于實現(xiàn)一個簡單的有限狀態(tài)機（FSM）。如果狀態(tài)數(shù)量較少，并且狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系明確，以下哪種方法描述FSM是最直觀和易于理解的？（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.狀態(tài)轉(zhuǎn)換表C.用硬件描述語言編寫代碼D.以上方法的直觀性和易理解性相同8、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換由輸入信號和時鐘信號共同決定。假設(shè)我們正在研究觸發(fā)器的工作特性。以下關(guān)于觸發(fā)器的描述，哪一項是不準確的？（）A.D觸發(fā)器在時鐘上升沿或下降沿時，將輸入數(shù)據(jù)存儲到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)四種功能C.T觸發(fā)器在時鐘信號作用下，每來一個脈沖，輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次D.觸發(fā)器的輸出狀態(tài)只取決于當前的輸入信號，與之前的狀態(tài)無關(guān)9、考慮一個數(shù)字電路中的鎖存器，它能夠在特定條件下存儲數(shù)據(jù)。以下哪種情況下鎖存器可能會丟失存儲的數(shù)據(jù)？（）A.電源故障B.控制信號異常C.長時間未刷新D.以上情況都可能導致數(shù)據(jù)丟失10、在數(shù)字邏輯電路中，競爭和冒險現(xiàn)象可能會導致輸出出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。假設(shè)一個組合邏輯電路中存在競爭冒險，為了消除這種現(xiàn)象，可以采取以下哪種措施？（）A.增加冗余項B.改變電路的邏輯結(jié)構(gòu)C.引入濾波電容D.以上方法都可以有效地消除競爭冒險11、在數(shù)字電路中，使用乘法器實現(xiàn)兩個4位二進制數(shù)的乘法運算，其輸出結(jié)果是多少位？（）A.4B.8C.16D.3212、在數(shù)字邏輯電路中，同步時序電路和異步時序電路有明顯的區(qū)別。以下關(guān)于它們的描述，不正確的是（）A.同步時序電路使用統(tǒng)一的時鐘信號來控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換B.異步時序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不受統(tǒng)一時鐘的控制C.同步時序電路的穩(wěn)定性比異步時序電路好D.異步時序電路的設(shè)計比同步時序電路簡單13、考慮到一個數(shù)字信號處理系統(tǒng)，需要對輸入的數(shù)字信號進行濾波和變換操作。這些操作通?；谔囟ǖ臄?shù)字邏輯算法和電路實現(xiàn)。為了實現(xiàn)高性能的數(shù)字信號濾波，以下哪種數(shù)字邏輯電路類型是首選？（）A.加法器B.乘法器C.計數(shù)器D.寄存器14、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15、計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路。以下關(guān)于計數(shù)器功能和特點的描述中，錯誤的是（）A.用于對脈沖信號進行計數(shù)B.可以按照二進制或其他進制進行計數(shù)C.計數(shù)器的計數(shù)長度是固定不變的D.可以通過級聯(lián)實現(xiàn)更大規(guī)模的計數(shù)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中乘法器和除法器的實現(xiàn)方式，分析它們在數(shù)字信號處理和計算機運算中的重要性。2、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中移位寄存器的并行加載和串行加載的特點和應用場景，舉例說明其數(shù)據(jù)輸入方式的選擇。3、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的老化模型建立中，考慮的因素和模型的應用。4、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的電磁兼容性整改中，針對超標問題的解決措施。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入的多位二進制數(shù)進行排序，例如冒泡排序或快速排序算法的硬件實現(xiàn)。分析排序算法在數(shù)字電路中的實現(xiàn)方式，以及如何優(yōu)化排序過程的速度和資源利用。2、（本題5分）給定一個8位的數(shù)字信號，使用移位寄存器和計數(shù)器設(shè)計一個電路，實現(xiàn)對該信號的串行到并行轉(zhuǎn)換，并能夠在特定的時鐘周期內(nèi)輸出轉(zhuǎn)換后的并行數(shù)據(jù)。詳細分析電路的工作流程，包括時鐘信號的作用、移位寄存器的操作和計數(shù)器的控制邏輯。3、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對無線通信信號的解調(diào)。仔細分析解調(diào)算法和電路實現(xiàn)，包括載波恢復、同步檢測等模塊的邏輯設(shè)計，研究如何提高解調(diào)性能和抗干擾能力。4、（本題5分）構(gòu)建一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對傳感器數(shù)據(jù)的預處理和校準。全面分析傳感器數(shù)據(jù)的特點和處理要求，討論如何通過數(shù)字邏輯去除噪聲、補償誤差和進行線性化處理。5、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字電壓表電路，能夠測量輸入電壓并以數(shù)字形式顯示。深入分析電壓測量的原理和A/D轉(zhuǎn)換邏輯，解釋如何提高測量精度和分辨率。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）用觸發(fā)器和邏輯門設(shè)計一個能夠?qū)斎?/p>