蘇州市職業(yè)大學(xué)《數(shù)字邏輯與集成設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷VIP

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)蘇州市職業(yè)大學(xué)

《數(shù)字邏輯與集成設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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)字電路中，為了提高電路的可靠性和穩(wěn)定性，常常采用冗余設(shè)計(jì)。以下關(guān)于冗余設(shè)計(jì)的描述，不正確的是（）A.冗余設(shè)計(jì)可以通過(guò)增加額外的硬件或邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)B.冗余設(shè)計(jì)能夠降低電路發(fā)生故障的概率，但會(huì)增加成本和復(fù)雜度C.冗余設(shè)計(jì)只適用于對(duì)可靠性要求極高的關(guān)鍵系統(tǒng)，一般系統(tǒng)不需要采用D.冗余設(shè)計(jì)可以通過(guò)硬件冗余、信息冗余和時(shí)間冗余等方式實(shí)現(xiàn)2、或門(mén)是另一種常見(jiàn)的邏輯門(mén)，其邏輯功能為只要有一個(gè)輸入為高電平，輸出就為高電平。關(guān)于或門(mén)的特點(diǎn)，以下說(shuō)法不正確的是（）A.或門(mén)的邏輯表達(dá)式為Y=A+BB.或門(mén)可以用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)條件中只要滿足一個(gè)就執(zhí)行的邏輯C.或門(mén)的輸出電平與輸入電平的變化是同步的，沒(méi)有延遲D.或門(mén)在組合邏輯電路中起著重要的作用，常用于數(shù)據(jù)選擇和控制信號(hào)生成3、在復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中，常常采用層次化設(shè)計(jì)方法。以下關(guān)于層次化設(shè)計(jì)的描述，正確的是（）A.層次化設(shè)計(jì)將系統(tǒng)劃分為多個(gè)層次，每個(gè)層次完成特定的功能B.層次化設(shè)計(jì)可以提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率和可維護(hù)性C.不同層次之間通過(guò)明確的接口進(jìn)行通信和交互D.層次化設(shè)計(jì)是一種自頂向下的設(shè)計(jì)方法，不支持自底向上的設(shè)計(jì)過(guò)程4、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行處理。如果要將十進(jìn)制數(shù)25轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，以下哪種方法是正確的？（）A.11001B.10100C.11010D.100115、在數(shù)字邏輯電路的時(shí)序分析中，假設(shè)一個(gè)時(shí)序電路由多個(gè)觸發(fā)器和組合邏輯組成，需要確定其建立時(shí)間、保持時(shí)間和時(shí)鐘到輸出的延遲等參數(shù)。這些參數(shù)對(duì)于電路的正確運(yùn)行和性能評(píng)估至關(guān)重要。以下哪種工具或方法在進(jìn)行時(shí)序分析時(shí)是必不可少的？（）A.邏輯模擬器B.硬件描述語(yǔ)言C.示波器D.頻譜分析儀6、在數(shù)字邏輯中，若要對(duì)一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位應(yīng)設(shè)置在：（）A.最高位B.最低位C.次高位D.次低位7、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的只讀存儲(chǔ)器（ROM）時(shí)，假設(shè)需要存儲(chǔ)一個(gè)8×8的真值表。以下關(guān)于ROM的容量和地址線、數(shù)據(jù)線的數(shù)量，哪個(gè)是正確的（）A.容量為64位，地址線8條，數(shù)據(jù)線8條B.容量為8位，地址線64條，數(shù)據(jù)線1條C.容量為64位，地址線3條，數(shù)據(jù)線8條D.容量為8位，地址線8條，數(shù)據(jù)線1條8、在數(shù)字系統(tǒng)中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）起著重要的作用。以下關(guān)于ADC轉(zhuǎn)換精度的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.轉(zhuǎn)換精度取決于ADC的位數(shù)B.位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換精度越高C.轉(zhuǎn)換精度與輸入信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)D.轉(zhuǎn)換精度與參考電壓的穩(wěn)定性有關(guān)9、在數(shù)字電路中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器起著重要的存儲(chǔ)作用。假設(shè)我們正在研究半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。以下關(guān)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）可以隨時(shí)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，但斷電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失B.只讀存儲(chǔ)器（ROM）中的數(shù)據(jù)在制造時(shí)就被固化，無(wú)法修改C.靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）的讀寫(xiě)速度相同D.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的容量和存儲(chǔ)速度是選擇存儲(chǔ)器時(shí)需要考慮的重要因素10、在數(shù)字電路的邏輯門(mén)延遲分析中，假設(shè)一個(gè)組合邏輯電路由多個(gè)邏輯門(mén)組成，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)這些門(mén)的傳播延遲會(huì)影響電路的性能。以下哪種因素對(duì)邏輯門(mén)延遲的影響最大？（）A.邏輯門(mén)的類型B.輸入信號(hào)的變化頻率C.電路的復(fù)雜度D.電源電壓的穩(wěn)定性11、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器不僅可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。以下關(guān)于移位寄存器的移位方式，錯(cuò)誤的是（）A.左移時(shí)，數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)，最高位丟失B.右移時(shí)，數(shù)據(jù)依次向右移動(dòng)，最低位丟失C.循環(huán)左移時(shí)，最高位移動(dòng)到最低位D.移位寄存器只能進(jìn)行單向移位，不能同時(shí)進(jìn)行左移和右移12、對(duì)于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序邏輯電路，若要實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)功能，需要檢查：（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.邏輯表達(dá)式C.真值表D.卡諾圖13、考慮到一個(gè)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(gè)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(gè)極其復(fù)雜的問(wèn)題，通常需要借助專業(yè)的工具和算法來(lái)解決。以下哪個(gè)因素在布局布線過(guò)程中對(duì)性能的影響最大？（）A.晶體管的密度B.布線的長(zhǎng)度C.電源和地線的分布D.時(shí)鐘樹(shù)的設(shè)計(jì)14、在數(shù)字系統(tǒng)的測(cè)試中，故障診斷是一項(xiàng)重要的任務(wù)。以下關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)故障診斷的方法，錯(cuò)誤的是（）A.可以采用觀察法、測(cè)量法和替換法等B.邏輯分析儀是一種常用的故障診斷工具C.只要系統(tǒng)能正常工作，就不存在潛在的故障D.建立完善的測(cè)試方案有助于提高故障診斷的效率15、在數(shù)字電路中，使用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)時(shí)，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)3變量的邏輯函數(shù)，至少需要幾位的譯碼器？（）A.2B.3C.4D.816、在數(shù)字邏輯的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象分析中，假設(shè)一個(gè)邏輯表達(dá)式在某些輸入條件下可能產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。以下哪個(gè)工具或方法可以幫助準(zhǔn)確地分析和預(yù)測(cè)這種現(xiàn)象（）A.邏輯分析儀B.示波器C.手工計(jì)算D.以上方法都不準(zhǔn)確17、在數(shù)字電路中，若要對(duì)一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行取模運(yùn)算，以下哪種方法較為可行？（）A.使用除法器B.通過(guò)邏輯運(yùn)算C.利用計(jì)數(shù)器D.以上都不是18、對(duì)于一個(gè)用VerilogHDL描述的數(shù)字邏輯電路，以下哪種語(yǔ)句通常用于描述組合邏輯？（）A.alwaysB.initialC.assignD.module19、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的時(shí)序問(wèn)題，即輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)之間的時(shí)間關(guān)系對(duì)電路輸出的影響。以下哪種情況可能導(dǎo)致時(shí)序違規(guī)？（）A.輸入信號(hào)在時(shí)鐘上升沿附近變化B.時(shí)鐘信號(hào)的占空比不穩(wěn)定C.建立時(shí)間和保持時(shí)間不滿足要求D.以上情況都可能導(dǎo)致時(shí)序違規(guī)20、在數(shù)字邏輯電路的面積優(yōu)化中，假設(shè)給定一個(gè)功能需求，需要在滿足性能要求的前提下盡量減小芯片面積?？梢酝ㄟ^(guò)邏輯化簡(jiǎn)、資源共享和架構(gòu)優(yōu)化等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。以下哪種方法在面積優(yōu)化中通常能夠帶來(lái)最大的節(jié)?。浚ǎ〢.邏輯門(mén)級(jí)的優(yōu)化B.功能模塊的復(fù)用C.算法層面的改進(jìn)D.選擇更小尺寸的晶體管二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)一個(gè)除法器的恢復(fù)余數(shù)法和不恢復(fù)余數(shù)法。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在數(shù)字邏輯電路的板級(jí)設(shè)計(jì)中，如何進(jìn)行布局布線以提高電路的性能和可靠性。3、（本題5分）在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，解釋如何根據(jù)給定的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖設(shè)計(jì)出相應(yīng)的時(shí)序邏輯電路，包括狀態(tài)分配和邏輯方程的推導(dǎo)。4、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么，有哪些方法可以消除或減少競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。5、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的信號(hào)傳輸延遲計(jì)算中，考慮的因素和計(jì)算方法。三、設(shè)計(jì)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)組合邏輯電路，判斷一個(gè)19位二進(jìn)制數(shù)是否為特定類型的合數(shù)。2、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)模5的計(jì)數(shù)器，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。3、（本題5分）用邏輯門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)9位二進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算（考慮進(jìn)位和溢出）的電路，畫(huà)出邏輯圖和真值表。4、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、邏輯電路圖，并分析其工作原理。5、（本題5分）使用移位寄存器和加法器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)累加和移位功能的電路，畫(huà)出邏輯圖和說(shuō)明工作原理。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）給定一個(gè)數(shù)字音頻處理系統(tǒng)中的音頻均衡器模塊，用于調(diào)整音頻信號(hào)在不同頻段的增益。分析音頻均衡器的設(shè)計(jì)原理和參數(shù)設(shè)置，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)均衡功能。探討如何根據(jù)用戶需求和音頻特性優(yōu)化均衡效果。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)