站名：站名：年級專業：姓名：學號：凡年級專業、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁蘇州大學應用技術學院《數字化版面設計（ndesgn）》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、在數字電路的優化設計中，以下關于面積和速度的權衡的描述，錯誤的是（）A.有時為了提高速度，可能會增加電路的面積B.減少面積通常會導致速度的降低C.可以通過巧妙的設計同時實現面積的減小和速度的提高D.在任何情況下，都應該優先考慮面積的減小而不是速度的提高2、一個8位的D/A轉換器，若其滿量程輸出電壓為5V，當輸入數字量為10000000時，輸出電壓為：（）A.0.5VB.1.25VC.2.5VD.5V3、在數字邏輯中，需要對一個邏輯表達式進行化簡并轉換成最簡與或表達式。給定表達式F=(A+B)(A'+C)，以下哪種化簡步驟是正確的？（）A.F=A+BCB.F=A+AC+B+BCC.F=A+BD.F=A'+B'4、在數字邏輯中，奇偶校驗碼常用于檢測數據傳輸中的錯誤。以下關于奇偶校驗碼的描述中，錯誤的是（）A.奇偶校驗碼可以檢測出奇數位錯誤B.奇校驗碼中1的個數為奇數，偶校驗碼中1的個數為偶數C.奇偶校驗碼不能糾正錯誤，只能檢測錯誤D.奇偶校驗碼增加的校驗位越多，檢測錯誤的能力越強5、在數字系統的設計中，需要考慮功耗、速度、面積等多個因素。降低功耗是一個重要的設計目標。以下哪種方法不能有效地降低數字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數量C.提高時鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門6、在數字邏輯電路中，譯碼器的輸出可以連接到其他邏輯電路。一個3線-8線譯碼器的輸出連接到一個與門的輸入，當譯碼器的輸入為特定值時，與門的輸出會怎樣？（）A.與門的輸出會根據譯碼器的輸出和與門的另一個輸入確定B.與門的輸出會始終為高電平C.不確定D.與門的輸出會始終為低電平7、在數字系統中，若要將一個頻率為200kHz的方波信號進行三分頻，以下哪種電路可以實現？（）A.計數器B.分頻器C.加法器D.乘法器8、在數字邏輯電路中，計數器是一種常見的時序邏輯電路。一個4位二進制計數器，能夠計數的最大十進制數是多少？（）A.15B.16C.不確定D.根據計數器的類型判斷9、在數字系統中，能夠對輸入的二進制代碼進行解碼并驅動顯示器件的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數據選擇器D.數值比較器10、數字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當前的輸入，那么在一個由多個邏輯門組成的組合邏輯電路中，如何判斷其功能是否正確？（）A.通過輸入不同的組合，觀察輸出是否符合預期B.檢查邏輯門的類型是否正確C.不確定D.根據電路的復雜程度判斷11、在數字電路中，若一個編碼器有8個輸入信號，需要用幾位二進制代碼進行編碼輸出？（）A.2位B.3位C.4位D.8位12、在數字系統中，數據選擇器可以根據控制信號從多個輸入數據中選擇一個輸出。以下關于數據選擇器的描述中，正確的是（）A.數據選擇器的輸入數量是固定的B.控制信號的位數決定了輸入數據的數量C.可以用數據選擇器實現邏輯函數D.數據選擇器不能級聯使用13、在數字系統中，模/數轉換器（ADC）和數/模轉換器（DAC）起著重要的作用。以下關于ADC轉換精度的描述中，錯誤的是（）A.轉換精度取決于ADC的位數B.位數越多，轉換精度越高C.轉換精度與輸入信號的頻率無關D.轉換精度與參考電壓的穩定性有關14、考慮一個數字電路中的移位寄存器，它可以實現數據的左移、右移和并行輸入輸出。如果需要在每個時鐘脈沖將數據左移一位，并在最右邊補0，以下哪種移位寄存器能夠滿足這個要求？（）A.單向移位寄存器，只能左移B.雙向移位寄存器，可選擇左移或右移C.環形移位寄存器，數據循環移動D.以上移位寄存器都可以實現15、假設要設計一個數字電路來實現一個計數器，能夠從0計數到15并循環。以下哪種計數器類型可能是最合適的？（）A.異步計數器，結構簡單但速度較慢，可能存在計數誤差B.同步計數器，速度快，計數準確，但電路復雜C.可逆計數器，能夠實現正反向計數，但控制邏輯復雜D.以上計數器類型都可以，效果相同16、在數字邏輯中，若要將一個4位并行輸入的數值轉換為串行輸出，需要使用以下哪種電路？（）A.計數器B.編碼器C.譯碼器D.移位寄存器17、對于一個同步置數的計數器，在置數信號有效時，計數器的狀態會立即變為預置的數值嗎？（）A.會B.不會C.取決于時鐘信號D.以上都不對18、計數器是一種常見的時序邏輯電路。以下關于計數器功能和特點的描述中，錯誤的是（）A.用于對脈沖信號進行計數B.可以按照二進制或其他進制進行計數C.計數器的計數長度是固定不變的D.可以通過級聯實現更大規模的計數19、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它具有記憶功能，能夠存儲過去的輸入信息。以下關于時序邏輯電路的描述，錯誤的是（）A.觸發器是時序邏輯電路的基本存儲單元，常見的有D觸發器、JK觸發器等B.時序邏輯電路的輸出不僅取決于當前的輸入，還與電路的過去狀態有關C.時序邏輯電路可以用狀態轉換圖、狀態表等方式進行描述D.時序邏輯電路的設計比組合邏輯電路簡單，不需要考慮復雜的時序關系20、已知一個邏輯函數F=A+B·C，其反函數F'為：（）A.F'=A·(B+C)B.F'=A·(B·C)C.F'=(A+B)·CD.F'=A·(B'+C')21、在數字邏輯設計中，競爭冒險現象可能會導致電路輸出出現錯誤。以下關于競爭冒險的描述中，錯誤的是（）A.競爭冒險是由于信號傳輸延遲引起的B.可以通過增加冗余項來消除競爭冒險C.所有的數字電路都可能出現競爭冒險現象D.競爭冒險不會影響電路的正常功能22、在數字系統中，若要將一個8位二進制數轉換為格雷碼，以下關于轉換方法的描述，哪一項是正確的？（）A.直接逐位轉換B.通過特定的邏輯運算C.無法直接轉換D.以上都不正確23、在數字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數字電路的設計提供了很大的靈活性。以下關于PLD的描述，錯誤的是（）A.PLA由與陣列和或陣列組成，可以實現任意組合邏輯函數B.PAL的與陣列可編程，或陣列固定C.GAL具有可重復編程和加密的特點D.CPLD的集成度比FPGA高，性能也更優越24、已知邏輯函數F=(A+B')(C+D')，用摩根定律展開后為？（）A.A'C+A'D'+B'C+B'D'B.A'C+A'D'+BC+BDC.AC'+AD'+B'C'+B'D'D.AC'+AD'+BC'+BD'25、在數字邏輯中，卡諾圖是一種用于簡化邏輯函數的工具。假設要簡化一個包含4個變量的邏輯函數，使用卡諾圖進行化簡時，以下哪種情況可能會導致化簡結果不是最簡形式？（）A.圈合并的規則使用不當B.變量的排列順序不正確C.卡諾圖中的1分布不規則D.只要使用卡諾圖，就一定能得到最簡形式26、對于一個同步計數器，在時鐘脈沖的上升沿，如果計數器處于最大狀態，下一個時鐘脈沖到來時計數器將：（）A.保持不變B.復位C.重新計數D.不確定27、在數字邏輯中，復雜可編程邏輯器件（CPLD）和現場可編程門陣列（FPGA）是兩種常見的可編程器件。以下關于CPLD和FPGA區別的描述中，不正確的是（）A.CPLD基于乘積項結構，FPGA基于查找表結構B.FPGA的邏輯資源比CPLD豐富C.CPLD的編程速度比FPGA快D.CPLD適合實現復雜的組合邏輯，FPGA適合實現時序邏輯28、在數字電路中，若要對一個8位的二進制數進行取模運算，以下哪種方法較為可行？（）A.使用除法器B.通過邏輯運算C.利用計數器D.以上都不是29、在數字邏輯的加法器設計中，超前進位加法器相比串行進位加法器具有更快的速度。假設要對兩個8位二進制數進行快速加法運算，以下關于超前進位加法器的優勢和工作原理，哪個描述是正確的（）A.減少了進位傳播的時間B.增加了電路的復雜度C.不需要考慮進位輸入D.以上描述都不準確30、對于一個用FPGA實現的數字邏輯電路，以下哪種描述方式通常被使用？（）A.原理圖B.硬件描述語言C.真值表D.以上都可以二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個時序邏輯電路，其中包含多個觸發器和組合邏輯電路。分析該電路的狀態轉換圖和時序特性，說明時鐘信號如何控制電路的狀態變化，以及輸入信號對狀態轉換的影響。同時探討如何優化電路以減少時序違規和提高工作頻率。2、（本題5分）設計一個數字電路，能夠實現一個8位的數值比較器，能夠比較兩個無符號數的大小，并輸出相應的比較結果（大于、小于、等于）。深入分析比較器的邏輯結構和比較算法，說明電路中如何實現逐位比較和最終結果的判定。3、（本題5分）使用加法器和邏輯門設計一個數字電路，能夠實現對二進制補碼的加減運算。分析補碼運算的規則和電路實現，考慮符號位的處理和溢出判斷，以及如何優化補碼運算的速度和準確性。4、（本題5分）使用計數器和邏輯門構建一個數字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率。分析頻率測量的原理和電路實現，包括計數時間的選擇和精度的計算，以及如何提高頻率計的測量范圍和分辨率。5、（本題5分）給定一個由多個比較器、加法器和寄存器組成的數字控制系統，分析系統的控制邏輯和輸出響應，確定系統的穩定性和可靠性。討論在數字控制系統設計中的關鍵問題和解決方案。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現一個有限狀態機的狀態跳轉條件的復雜邏輯。2、（本題5分）解釋什么是數字邏輯中的異步電路的握手協議，以及其作用和實現方式。3、（本題5