常州工學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計》2022-2023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2頁，共2頁常州工學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)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)字邏輯設(shè)計中，若要將一個8位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，可通過依次：（）A.與相鄰位異或B.與相鄰位或C.與相鄰位與D.與相鄰位同或2、在數(shù)字邏輯中，復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）是兩種常見的可編程器件。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適合實現(xiàn)復(fù)雜的組合邏輯，F(xiàn)PGA適合實現(xiàn)時序邏輯3、二進(jìn)制編碼是數(shù)字系統(tǒng)中表示信息的重要方式。關(guān)于二進(jìn)制編碼，以下說法不正確的是（）A.8421碼是一種常見的有權(quán)碼B.格雷碼相鄰兩個編碼之間只有一位不同C.余3碼是一種無權(quán)碼D.無論采用哪種編碼方式，都能唯一表示所有的十進(jìn)制數(shù)4、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行算術(shù)運算的重要部件。以下關(guān)于加法器的描述，不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進(jìn)位B.全加器考慮低位的進(jìn)位C.串行加法器的運算速度比并行加法器快D.可以通過多個全加器級聯(lián)構(gòu)成多位加法器5、編碼器能夠?qū)⑤斎氲男盘栟D(zhuǎn)換為特定的編碼輸出。對于編碼器的工作原理和特點，以下敘述不正確的是（）A.普通編碼器在多個輸入同時有效時，可能會產(chǎn)生錯誤輸出B.優(yōu)先編碼器會對輸入信號的優(yōu)先級進(jìn)行判斷C.編碼器可以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號D.編碼器的輸出編碼位數(shù)取決于輸入信號的數(shù)量6、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器可以實現(xiàn)數(shù)字信號的編碼和解碼。一個4線-2線編碼器和一個2線-4線譯碼器連接在一起，當(dāng)編碼器輸入為特定值時，譯碼器的輸出會是什么？（）A.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的高電平輸出B.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的低電平輸出C.不確定D.譯碼器的輸出與編碼器的輸入無關(guān)7、對于一個4-16譯碼器，若使能端有效，當(dāng)輸入代碼為1010時，輸出端哪一位為低電平？（）A.Y10B.Y6C.Y14D.Y28、在數(shù)字邏輯中，若要將一個8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，使其編碼后的位數(shù)最少，可采用：（）A.8421BCD碼B.格雷碼C.余3碼D.原碼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(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失10、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，若要使用PLA（可編程邏輯陣列）實現(xiàn)一個特定的邏輯功能，首先需要進(jìn)行什么操作？（）A.編程B.布線C.繪制邏輯圖D.以上都不是11、在數(shù)字邏輯中，若要實現(xiàn)將輸入的4位二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)大兩倍的功能，以下哪種電路設(shè)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(jìn)行取反操作12、在數(shù)字邏輯的理論基礎(chǔ)中，以下關(guān)于布爾代數(shù)基本定律的描述，不正確的是（）A.布爾代數(shù)的基本定律包括交換律、結(jié)合律和分配律B.這些定律是數(shù)字邏輯運算和化簡的基礎(chǔ)C.布爾代數(shù)的定律在所有情況下都適用，沒有任何限制D.違反布爾代數(shù)定律可能導(dǎo)致邏輯錯誤13、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的只讀存儲器（ROM）時，假設(shè)需要存儲一個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14、考慮到一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的糾錯編碼，假設(shè)采用了卷積碼進(jìn)行糾錯。卷積碼通過在編碼過程中引入冗余信息來提高糾錯能力。以下關(guān)于卷積碼的描述，哪個是正確的？（）A.編碼和解碼過程簡單B.糾錯能力有限C.適用于短數(shù)據(jù)塊D.是一種分組碼15、在數(shù)字邏輯中，數(shù)字集成電路按照集成度可以分為不同的類型。假設(shè)我們正在了解數(shù)字集成電路。以下關(guān)于數(shù)字集成電路的描述，哪一項是不正確的？（）A.小規(guī)模集成電路（SSI）通常包含幾個到十幾個邏輯門B.中規(guī)模集成電路（MSI）包含幾十個到幾百個邏輯門C.大規(guī)模集成電路（LSI）包含幾百個到幾千個邏輯門D.隨著集成度的提高，數(shù)字集成電路的性能和可靠性會逐漸降低二、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）說明卡諾圖在邏輯函數(shù)化簡中的作用和使用方法，并舉例說明如何通過卡諾圖化簡一個復(fù)雜的邏輯函數(shù)。3、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的信號傳輸延遲計算中，考慮的因素和計算方法。4、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中比較器的精度和速度之間的權(quán)衡，舉例說明在不同應(yīng)用中對比較器性能的要求。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)字邏輯電路，實現(xiàn)兩個2位二進(jìn)制數(shù)的乘法運算。分析乘法運算的步驟，使用邏輯門和組合電路實現(xiàn)，并通過示例計算驗證其正確性。思考該電路在數(shù)字信號處理和圖像處理中的應(yīng)用場景。2、（本題5分）有一個數(shù)字控制系統(tǒng)中的模糊控制器模塊，用于處理模糊的輸入信息和產(chǎn)生模糊的控制輸出。分析模糊控制的原理和推理方法，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)模糊控制功能。探討如何定義模糊集合和模糊規(guī)則以適應(yīng)不同的控制對象。3、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字信號壓縮感知電路。深入分析壓縮感知的原理和算法，解釋如何通過數(shù)字邏輯實現(xiàn)信號的采樣和壓縮，研究恢復(fù)算法和壓縮效果。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)一個4位的除法器，能夠?qū)⒁粋€4位二進(jìn)制數(shù)除以一個2位二進(jìn)制數(shù)。詳細(xì)描述除法運算的算法和邏輯實現(xiàn)，通過示例計算進(jìn)行驗證，并畫出邏輯電路圖。思考該除法器在數(shù)字計算和控制系統(tǒng)中的應(yīng)用和限制。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個4位的循環(huán)移位寄存器。詳細(xì)說明循環(huán)移位的邏輯操作，包括左移和右移。分析在移位過程中如何保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和正確性，以及如何通過控制信號選擇移位方向和移位位數(shù)。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計一個能對輸入的四位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行格雷碼編碼的電路，畫出邏輯圖和編碼原理。2、（本題10分）用D觸發(fā)器