山東華宇工學(xué)院《數(shù)字邏輯》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁山東華宇工學(xué)院《數(shù)字邏輯》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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、對(duì)于一個(gè)采用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，當(dāng)D輸入端為1且時(shí)鐘上升沿到來時(shí)，輸出Q的值為？（）A.0B.1C.保持不變D.不確定2、在數(shù)字邏輯電路的功耗優(yōu)化中，假設(shè)一個(gè)移動(dòng)設(shè)備中的數(shù)字電路需要降低功耗以延長(zhǎng)電池壽命?？梢詮碾娐方Y(jié)構(gòu)、工作電壓和時(shí)鐘管理等多個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。以下哪種功耗優(yōu)化策略在移動(dòng)設(shè)備中通常能夠帶來最顯著的效果？（）A.電源門控B.多閾值電壓技術(shù)C.動(dòng)態(tài)時(shí)鐘門控D.以上都是3、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)的頻率無關(guān)D.轉(zhuǎn)換精度與參考電壓的穩(wěn)定性有關(guān)4、已知邏輯函數(shù)F=(A+B)(C+D)(E+F)，用卡諾圖化簡(jiǎn)后，最簡(jiǎn)表達(dá)式為？（）A.A+C+EB.B+D+FC.A+D+ED.以上都不對(duì)5、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過程中，不斷有新的技術(shù)和方法出現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)字邏輯發(fā)展趨勢(shì)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.集成度越來越高，芯片的功能越來越強(qiáng)大B.工作速度不斷提高，能夠處理更高速的信號(hào)C.功耗越來越低，符合節(jié)能環(huán)保的要求D.發(fā)展逐漸停滯，已經(jīng)沒有太多的創(chuàng)新空間6、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號(hào)從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。以下關(guān)于數(shù)據(jù)選擇器的描述中，正確的是（）A.數(shù)據(jù)選擇器的輸入數(shù)量是固定的B.控制信號(hào)的位數(shù)決定了輸入數(shù)據(jù)的數(shù)量C.可以用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)D.數(shù)據(jù)選擇器不能級(jí)聯(lián)使用7、對(duì)于一個(gè)4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從0000開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過10個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為？（）A.1010B.1001C.1011D.11008、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的工作頻率為200MHz，其時(shí)鐘周期是多少納秒？（）A.5B.2C.0.5D.0.29、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，其中需要一個(gè)計(jì)數(shù)器能夠從0計(jì)數(shù)到15，然后重新從0開始計(jì)數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，以下哪種計(jì)數(shù)器類型可能是最合適的選擇？（）A.異步計(jì)數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但速度較慢B.同步計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)速度快且穩(wěn)定性好C.環(huán)形計(jì)數(shù)器，每個(gè)狀態(tài)只有一位為1D.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換具有特定規(guī)律10、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(xiàng)是不正確的？（）A.小規(guī)模集成電路（SSI）通常包含幾個(gè)到十幾個(gè)邏輯門B.中規(guī)模集成電路（MSI）包含幾十個(gè)到幾百個(gè)邏輯門C.大規(guī)模集成電路（LSI）包含幾百個(gè)到幾千個(gè)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(huì)逐漸降低11、在數(shù)字電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述，不正確的是（）A.常見的組合邏輯電路有加法器、編碼器、譯碼器等B.組合邏輯電路不存在反饋通路，信號(hào)從輸入到輸出是單向傳輸?shù)腃.由于沒有存儲(chǔ)元件，組合邏輯電路的輸出不能保持，會(huì)隨著輸入的變化而立即變化D.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)不需要考慮時(shí)序問題，比時(shí)序邏輯電路簡(jiǎn)單得多12、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若時(shí)鐘周期為20ns，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，電路完成了一次狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出更新，那么該電路的工作頻率是多少？（）A.50MHzB.20MHzC.5MHzD.2MHz13、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若時(shí)鐘脈沖的頻率為100MHz，那么其狀態(tài)更新的周期是多少納秒？（）A.10B.100C.1000D.1000014、在數(shù)字邏輯的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生理解和掌握知識(shí)非常重要。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生驗(yàn)證理論知識(shí)，提高動(dòng)手能力B.數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)通常包括硬件實(shí)驗(yàn)和軟件仿真實(shí)驗(yàn)C.在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以自由修改實(shí)驗(yàn)設(shè)備和參數(shù)，無需遵循任何規(guī)則D.實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫有助于學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問題并提出改進(jìn)方案15、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若狀態(tài)方程和驅(qū)動(dòng)方程已知，能否確定其輸出方程？（）A.能B.不能C.不確定D.以上都有可能二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說明在數(shù)字邏輯中如何進(jìn)行代碼覆蓋率分析，以評(píng)估測(cè)試的完整性。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中同步時(shí)序電路的時(shí)鐘偏差和時(shí)鐘抖動(dòng)對(duì)電路性能的影響，以及如何減小這些影響。3、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，如何使用卡諾圖來化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)，給出具體的化簡(jiǎn)步驟，并舉例說明其優(yōu)勢(shì)。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的狀態(tài)機(jī)，具有多個(gè)狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件。詳細(xì)分析狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)圖和轉(zhuǎn)換邏輯，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換。探討如何避免狀態(tài)機(jī)的死鎖和不穩(wěn)定狀態(tài)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)4位的二進(jìn)制乘法器，采用陣列乘法的方法。詳細(xì)描述乘法運(yùn)算的邏輯實(shí)現(xiàn)，通過真值表和邏輯表達(dá)式進(jìn)行驗(yàn)證，并畫出邏輯電路圖。思考該乘法器在數(shù)字計(jì)算中的性能和面積開銷。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。詳細(xì)分析格雷碼和二進(jìn)制碼之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，以及在電路中實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換所需要的邏輯運(yùn)算和門電路的連接方式。4、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的電磁兼容性（EMC）問題，分析可能的干擾源和耦合途徑。提出解決EMC問題的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方法和措施，包括布線規(guī)則、屏蔽技術(shù)等的應(yīng)用。5、（本題5分）用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)自適應(yīng)濾波電路。深入分析自適應(yīng)濾波算法的邏輯實(shí)現(xiàn)和性能特點(diǎn)，解釋如何根據(jù)輸入信號(hào)的變化調(diào)整濾波器參數(shù)，研究在信號(hào)處理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的7位二