學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁四川幼兒師范高等專科學校《數字邏輯與EDA技術》

2023-2024學年第一學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、用8選1數據選擇器實現邏輯函數F=A'B+AB'，需要將函數化為？（）A.標準與或式B.標準或與式C.最小項表達式D.最大項表達式2、考慮一個數字電路中的比較器，用于比較兩個二進制數的大小。如果要比較兩個8位的二進制數，以下哪種比較器的設計方案可能是最直接有效的？（）A.使用多個1位比較器級聯B.構建一個專用的8位比較器電路C.通過邏輯運算實現比較功能D.利用計數器判斷兩個數的大小3、假設正在設計一個數字電路，用于將一個4位二進制數轉換為對應的格雷碼。格雷碼是一種相鄰數值只有一位變化的編碼方式。要實現這個轉換功能，以下哪種邏輯門的組合是最合適的？（）A.僅使用與門和或門B.僅使用非門和與非門C.使用多種邏輯門，包括與門、或門、非門等的組合D.無法通過邏輯門實現，需要使用特殊的集成電路4、在數字邏輯電路中，移位寄存器可以實現數據的移位操作。一個4位右移寄存器，當輸入為特定的二進制數時，經過多次時鐘脈沖后，輸出會發生什么變化？（）A.輸出的數據依次向右移動B.輸出的數據依次向左移動C.不確定D.輸出的數據保持不變5、已知一個數字系統采用異步復位，當復位信號有效時，系統會立即進入什么狀態？（）A.初始狀態B.隨機狀態C.保持當前狀態D.不確定6、假設要實現一個數字電路，能夠將輸入的4位二進制數乘以2。在不使用乘法器芯片的情況下，以下哪種方法可能是可行的？（）A.將二進制數左移一位，低位補0B.通過加法運算實現乘法，需要多次加法操作C.使用邏輯門構建乘法運算電路，復雜且效率低D.無法通過簡單的邏輯操作實現乘以2的功能7、在數字邏輯設計中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數的工具。對于一個四變量的邏輯函數，如何使用卡諾圖進行化簡？（）A.將邏輯函數表示為卡諾圖中的方格，通過合并相鄰的方格化簡邏輯函數B.將邏輯函數表示為卡諾圖中的線條，通過連接線條化簡邏輯函數C.不確定D.卡諾圖不能用于四變量邏輯函數的化簡8、在數字電路設計中，需要對一個復雜的邏輯函數進行化簡，以減少門電路的數量和降低成本。假設給定的邏輯函數為F=AB'C+A'BC+ABC'+A'B'C'，以下哪種方法可能是最有效的化簡途徑？（）A.運用卡諾圖進行化簡B.通過邏輯代數的基本定律和公式進行化簡C.采用真值表分析化簡D.隨機嘗試不同的運算組合進行化簡9、對于一個異步計數器，若低位觸發器的輸出作為高位觸發器的時鐘輸入，那么在計數過程中可能會出現什么問題？（）A.競爭冒險B.時序混亂C.無法計數D.以上都不是10、要設計一個能將4位二進制數轉換為格雷碼的電路，以下哪種方法是可行的？（）A.使用加法器B.使用減法器C.通過邏輯表達式直接轉換D.以上都不行11、假設正在設計一個數字系統的存儲單元，需要能夠存儲大量的數據并且具有較快的讀寫速度。以下哪種存儲技術可能是最合適的選擇？（）A.SRAM，靜態隨機存儲器B.DRAM，動態隨機存儲器C.ROM，只讀存儲器D.Flash存儲器，非易失性存儲12、在一個由多個邏輯門組成的數字電路中，已知每個邏輯門的延遲時間相同，若整個電路的總延遲時間為20ns，其中包含5個邏輯門，那么每個邏輯門的延遲時間大約是多少？（）A.2nsB.4nsC.5nsD.10ns13、已知一個10位的A/D轉換器，輸入模擬電壓范圍為0-5V，若輸入電壓為2.5V，轉換后的數字量大約是多少？（）A.512B.256C.1024D.以上都不對14、在數字邏輯設計中，需要考慮電路的功耗。假設一個邏輯電路，通過優化邏輯表達式可以降低功耗，以下哪種優化方法可能最有效？（）A.減少邏輯門的數量B.降低工作電壓C.減少信號的翻轉次數D.以上方法效果相同15、數字邏輯中的加法器可以進行多位二進制數的相加。一個16位二進制加法器，當兩個輸入都為最大的16位二進制數時，輸出結果會產生幾個進位？（）A.一個進位B.兩個進位C.不確定D.根據加法器的類型判斷二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細解釋數字邏輯中乘法器的陣列乘法器和移位相加乘法器的實現原理，比較它們在速度和面積上的優劣。2、（本題5分）在數字電路設計中，解釋如何進行邏輯電路的功耗分析和優化，以降低系統的能耗。3、（本題5分）深入解釋在數字電路的芯片選型中，需要考慮哪些參數和特性，如工作電壓、速度、封裝等。4、（本題5分）說明在數字邏輯中如何進行邏輯函數的邏輯化簡中的吸收律和消去律的應用。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用比較器和觸發器構建一個數字電路，能夠實現對輸入信號的峰值檢測和保持。分析峰值檢測的原理和電路實現，包括比較器的閾值設置和觸發器的控制邏輯，以及如何處理連續的輸入信號。2、（本題5分）有一個數字系統，使用JK觸發器構建一個4位的異步計數器。分析JK觸發器的工作特性，給出計數器的邏輯表達式和狀態轉換圖。討論異步計數器與同步計數器的區別，以及在實際應用中選擇的考慮因素。3、（本題5分）設計一個數字電路，能夠對輸入的兩個8位二進制數進行乘法運算，采用移位相加的方法實現。詳細說明乘法運算的步驟和邏輯，以及電路中如何通過移位和加法操作得到乘積結果。4、（本題5分）設計一個數字電路，能夠實現對輸入的圖像數據進行邊緣檢測。分析邊緣檢測算法在數字電路中的實現方式，如Sobel算子或Canny算子，以及如何處理圖像數據的并行性和實時性要求。5、（本題5分）有一個數字通信系統中的擾碼和解擾模塊，用于增加數據的隨機性和抗干擾能力。分析擾碼和解擾的算法和原理，設計相應的數字電路實現擾碼和解擾功能。探討如何選擇合適的擾碼序列和提高系統的抗干擾性能。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）使用D觸發器設計一個異步時序邏輯電路，實現一個6位扭環形計數器，畫出狀態轉換圖和電路。2、（本題10分）設計一個數字電路，能夠判斷輸入的8位二進制數