蘭州科技職業(yè)學院《FPGA邏輯設計與驗證》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《FPGA邏輯設計與驗證》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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2分，共30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)字通信系統(tǒng)中，以下哪種差錯控制編碼方式具有較強的糾錯能力但編碼效率相對較低？（）A.循環(huán)冗余校驗（CRC）碼B.海明碼C.卷積碼D.里德-所羅門（RS）碼2、在集成電路設計中，以下哪種工藝技術能夠顯著減小芯片的尺寸并提高性能？（）A.互補金屬氧化物半導體（CMOS）工藝B.雙極型晶體管（BJT）工藝C.砷化鎵（GaAs）工藝D.鍺硅（SiGe）工藝3、在電子電路的可靠性設計中，以下哪個因素不是需要考慮的主要因素？（）A.選用高質量的電子元件，降低元件的失效率B.進行合理的電路布局和布線，減少電磁干擾和信號串擾C.采用冗余設計，增加系統(tǒng)的備份和容錯能力D.選擇外觀美觀的電路封裝形式，提高產(chǎn)品的市場競爭力4、在微處理器系統(tǒng)中，總線是連接各個部件的重要通道。以下關于總線的分類，哪一項是不正確的？（）A.數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線B.內部總線、外部總線和系統(tǒng)總線C.串行總線和并行總線D.高速總線和低速總線5、在電子測量儀器中，以下哪種儀器用于測量電阻、電容、電感等參數(shù)：（）A.電橋B.兆歐表C.頻率計D.功率計6、在電子信息工程中，電磁兼容（EMC）是一個重要的問題。EMC的目的是什么呢？是確保電子設備在電磁環(huán)境中能夠正常工作，不會對其他設備產(chǎn)生干擾。以下關于EMC的說法中，錯誤的是？（）A.EMC包括電磁干擾（EMI）和電磁抗擾度（EMS）兩個方面B.EMC可以通過屏蔽、濾波、接地等方法來實現(xiàn)C.EMC只需要在電子設備的設計階段考慮，生產(chǎn)和使用階段不需要考慮D.EMC對于現(xiàn)代電子設備的可靠性和安全性至關重要7、在電子測量儀器中，頻譜分析儀用于分析信號的頻譜特性。以下關于頻譜分析儀分辨率帶寬的描述，正確的是：（）A.分辨率帶寬越大，頻率分辨率越高B.分辨率帶寬越大，能檢測到的信號幅度越大C.分辨率帶寬越小，測量速度越快D.分辨率帶寬越小，頻率分辨率越高8、在數(shù)字音頻處理中，若要對音頻進行壓縮編碼，以下哪種標準是廣泛應用的？（）A.MP3標準B.WAV標準C.MIDI標準D.以上都是9、在電子系統(tǒng)的電磁兼容性設計中，屏蔽是一種有效的措施。對于磁場屏蔽，以下哪種材料效果較好：（）A.銅B.鋁C.鐵磁材料D.塑料10、在電子信息系統(tǒng)中，以下哪種電源管理技術能夠有效降低系統(tǒng)的功耗？（）A.動態(tài)電壓頻率調整（DVFS）B.睡眠模式C.電源門控D.以上都是11、在數(shù)字通信系統(tǒng)中，若要提高頻譜利用率，以下哪種復用技術是常用的？（）A.時分復用（TDM）B.頻分復用（FDM）C.碼分復用（CDM）D.波分復用（WDM）12、在電子信息工程中，通信協(xié)議是保證通信系統(tǒng)正常運行的重要因素。通信協(xié)議通常包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層等。以下關于通信協(xié)議的說法中，錯誤的是？（）A.通信協(xié)議規(guī)定了通信雙方的通信方式和數(shù)據(jù)格式B.不同的通信系統(tǒng)可以使用相同的通信協(xié)議C.通信協(xié)議的制定需要考慮通信的可靠性、效率和安全性等因素D.通信協(xié)議一旦制定就不能修改13、在通信系統(tǒng)的編碼中，Huffman編碼是一種無損壓縮編碼方法。其編碼的依據(jù)是：（）A.字符出現(xiàn)的頻率B.字符的ASCII碼值C.字符的二進制編碼D.字符的幾何形狀14、在微處理器體系結構中，流水線技術可以提高指令執(zhí)行效率。但流水線也會帶來一些問題，比如：（）A.增加了指令的執(zhí)行時間B.降低了處理器的主頻C.可能產(chǎn)生流水線冒險D.減少了硬件復雜度15、在模擬集成電路中，以下哪種放大器具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗？（）A.共射極放大器B.共集電極放大器C.共基極放大器D.差分放大器二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在集成電路設計中，闡述可測試性設計（DFT）的目的和常見方法。2、（本題5分）在模擬通信系統(tǒng)中，比較調幅（AM）、調頻（FM）和調相（PM）三種調制方式在抗噪聲性能、頻帶利用率和設備復雜度方面的優(yōu)缺點。3、（本題5分）在通信系統(tǒng)的多址技術中，闡述SDMA（空分多址）的原理和應用場景，以及與其他多址技術的結合。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個基于單片機的智能水溫控制系統(tǒng)，用于熱水器或工業(yè)設備的水溫控制。2、（本題5分）設計一個基于FPGA的數(shù)字信號加密傳輸系統(tǒng)，保障數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。3、（本題5分）設計一個用于新能源汽車電池管理的均衡電路，提高電池組的使用壽命和性能，給出電路原理和控制策略。4、（本題5分）設計一個簡單的無線傳感器網(wǎng)絡的網(wǎng)關設備，實現(xiàn)傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)的匯聚和轉發(fā)，描述網(wǎng)關的硬件結構和軟件功能。5、（本題5分）設計一個數(shù)字溫度計液位計擴展電路，能夠增加溫度計液位計的測量精度和穩(wěn)定性，并且具有遠程監(jiān)測功能。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個自動化生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)中，分析傳感器的選擇和布置、執(zhí)行機構的控制方式以及系統(tǒng)的可靠性設計。探討如何實現(xiàn)生產(chǎn)線的高效運行、精準控制和故障診斷。2、（本題10分）某數(shù)字信號處理系統(tǒng)在處理實時音頻流時出現(xiàn)卡頓和丟幀現(xiàn)象。分析系統(tǒng)的資源分配和任務調度策略，研究如何優(yōu)化內存管理、處理器負載均衡和數(shù)據(jù)緩沖機制，確保音頻流的流暢處理。3、（本題10分）在通信網(wǎng)絡的流量控制和擁塞管理中，隊列管理算法和擁