廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字設(shè)計基礎(chǔ)雙語》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字設(shè)計基礎(chǔ)雙語》

2023-2024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)字邏輯設(shè)計中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的模型。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述中，錯誤的是（）A.有限狀態(tài)機(jī)可以分為摩爾型和米利型B.摩爾型有限狀態(tài)機(jī)的輸出只取決于當(dāng)前狀態(tài)C.米利型有限狀態(tài)機(jī)的輸出只取決于輸入D.有限狀態(tài)機(jī)可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)表來描述2、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)一個邏輯函數(shù)F=Σm(0,2,4,6)，以下哪種邏輯門的組合可以最簡單地實現(xiàn)這個函數(shù)？（）A.與門和或門B.與非門和或非門C.異或門和同或門D.以上組合都不能簡單實現(xiàn)3、在數(shù)字邏輯中，PLA（可編程邏輯陣列）是一種可編程的邏輯器件。假設(shè)一個PLA實現(xiàn)了一個邏輯函數(shù)，當(dāng)輸入發(fā)生變化時，以下哪個過程決定了輸出的變化？（）A.編程的連接方式B.輸入信號的強(qiáng)度C.輸出的負(fù)載情況D.以上都不是4、考慮數(shù)字邏輯中的代碼轉(zhuǎn)換，假設(shè)需要將BCD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。以下哪種方法在硬件實現(xiàn)上較為簡單？（）A.直接轉(zhuǎn)換B.通過中間碼轉(zhuǎn)換C.使用譯碼器轉(zhuǎn)換D.以上方法復(fù)雜度相似5、在組合邏輯電路中，若輸入信號A從0變?yōu)?，同時輸入信號B從1變?yōu)?，而輸出信號在這個過程中沒有發(fā)生變化，可能的原因是？（）A.存在競爭冒險B.電路設(shè)計錯誤C.輸出與輸入無關(guān)D.以上都有可能6、在數(shù)字邏輯中，若要對一個8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗，校驗位應(yīng)設(shè)置在：（）A.最高位B.最低位C.次高位D.次低位7、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8、在數(shù)字電路中，若要實現(xiàn)一個能將輸入的8位二進(jìn)制數(shù)除以4的電路，以下哪種方法可行？（）A.右移兩位B.使用除法器芯片C.通過邏輯運算D.以上都不是9、對于一個8位的串行加法器，完成一次加法運算所需的時間是并行加法器的：（）A.8倍B.1/8C.2倍D.1/210、對于一個3位的二進(jìn)制減法計數(shù)器，從初始狀態(tài)111開始計數(shù)，經(jīng)過5個時鐘脈沖后，計數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.101B.100C.011D.01011、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對輸入的數(shù)字信號進(jìn)行編碼壓縮，以減少存儲空間和傳輸帶寬。以下哪種編碼壓縮方法在數(shù)據(jù)重復(fù)性較高的情況下效果較好？（）A.哈夫曼編碼B.算術(shù)編碼C.行程編碼D.以上編碼方法的效果相同，與數(shù)據(jù)特點無關(guān)12、一個4位的并行加法器，若采用先行進(jìn)位方式，其運算速度比串行進(jìn)位方式：（）A.快很多B.慢很多C.差不多D.無法比較13、在數(shù)字邏輯中，卡諾圖是一種用于簡化邏輯函數(shù)的工具。假設(shè)要簡化一個包含4個變量的邏輯函數(shù)，使用卡諾圖進(jìn)行化簡時，以下哪種情況可能會導(dǎo)致化簡結(jié)果不是最簡形式？（）A.圈合并的規(guī)則使用不當(dāng)B.變量的排列順序不正確C.卡諾圖中的1分布不規(guī)則D.只要使用卡諾圖，就一定能得到最簡形式14、對于一個同步時序邏輯電路，若輸入信號在時鐘脈沖有效沿之后發(fā)生變化，對輸出有影響嗎？（）A.有B.沒有C.不確定D.以上都有可能15、在數(shù)字邏輯的教學(xué)中，實驗環(huán)節(jié)對于理解概念至關(guān)重要。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實驗的描述，錯誤的是（）A.可以通過實驗驗證理論知識，加深對數(shù)字邏輯的理解B.實驗中常用的儀器包括邏輯分析儀和示波器C.數(shù)字邏輯實驗只需要在軟件環(huán)境中進(jìn)行模擬，不需要實際搭建電路D.實驗中的錯誤和問題有助于培養(yǎng)解決實際問題的能力二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（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)分配器的低功耗設(shè)計策略，如電源門控和動態(tài)電壓頻率調(diào)整。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的封裝選擇中，需要考慮的因素有哪些，如散熱性能、引腳數(shù)量等。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實現(xiàn)一個數(shù)值比較器的多位并行比較結(jié)構(gòu)。4、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的電源管理中，如何選擇合適的電源芯片和設(shè)計電源電路以保證穩(wěn)定供電。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個數(shù)字邏輯電路的可靠性測試方案，分析測試用例的覆蓋性和有效性。提出改進(jìn)測試方案的建議和措施，包括增加測試向量、引入故障注入等方法。2、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?6位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行格雷碼編碼，并輸出編碼結(jié)果。仔細(xì)研究格雷碼的編碼規(guī)則和特點，說明電路中如何根據(jù)輸入數(shù)據(jù)計算出相應(yīng)的格雷碼值。3、（本題5分）使用編碼器和譯碼器構(gòu)建一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的編碼解碼電路，分析信號在編碼和解碼過程中的變換和傳輸，探討如何提高通信的可靠性和效率。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行位擴(kuò)展，將其擴(kuò)展為16位或32位。仔細(xì)分析位擴(kuò)展的規(guī)則和邏輯，說明電路中如何實現(xiàn)高位的填充和數(shù)據(jù)的擴(kuò)展?？紤]如何根據(jù)不同的擴(kuò)展需求靈活調(diào)整電路。5、（本題5分）給定一個數(shù)字系統(tǒng)的電磁兼容性（EMC）測試報告，分析系統(tǒng)在電磁干擾方面存在的問題。提出改進(jìn)電路設(shè)計和布線的措施，以增強(qiáng)系統(tǒng)的電磁兼容性，減少對外界的干擾和自身的抗干擾能力。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計一個譯碼器，將6位二進(jìn)制輸入信號譯碼為64個輸出信號。2、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼的補(bǔ)碼形式，給出邏輯表達(dá)式和電路連接。3、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)字