自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁山西體育職業(yè)學(xué)院《數(shù)字信號處理實(shí)驗(yàn)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在數(shù)字邏輯電路的功耗優(yōu)化中，假設(shè)一個(gè)移動設(shè)備中的數(shù)字電路需要降低功耗以延長電池壽命。可以從電路結(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.動態(tài)時(shí)鐘門控D.以上都是2、數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器可以按照不同的進(jìn)制和計(jì)數(shù)方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。一個(gè)模12的可逆計(jì)數(shù)器，當(dāng)控制信號為加法計(jì)數(shù)時(shí)，從0開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過多次時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的值會變成多少？（）A.11B.12C.不確定D.根據(jù)計(jì)數(shù)器的類型判斷3、對于數(shù)字電路中的加法運(yùn)算，假設(shè)要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位有符號二進(jìn)制數(shù)的加法，并且需要考慮溢出的情況。以下哪種方法最適合檢測溢出？（）A.檢查最高位的進(jìn)位B.比較和與操作數(shù)的符號C.使用專門的溢出檢測電路D.以上方法結(jié)合使用4、在數(shù)字電路中，使用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)時(shí)，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)3變量的邏輯函數(shù)，至少需要幾位的譯碼器？（）A.2B.3C.4D.85、競爭冒險(xiǎn)是數(shù)字電路中可能出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，會導(dǎo)致輸出出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下關(guān)于競爭冒險(xiǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.競爭冒險(xiǎn)通常發(fā)生在組合邏輯電路中，由于信號傳輸?shù)难舆t不同導(dǎo)致B.可以通過增加冗余項(xiàng)、接入濾波電容等方法消除競爭冒險(xiǎn)C.競爭冒險(xiǎn)不會對數(shù)字電路的功能產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響，因此可以忽略不計(jì)D.在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和分析中，需要考慮競爭冒險(xiǎn)的可能性，并采取相應(yīng)的措施6、考慮一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若其輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)，那么該電路屬于：（）A.Moore型電路B.Mealy型電路C.無法確定D.以上都不是7、在數(shù)字電路中，信號的傳輸可能會受到延遲的影響。假設(shè)一個(gè)邏輯電路中，信號經(jīng)過多個(gè)邏輯門的傳輸延遲不同，這可能會導(dǎo)致以下哪種問題？（）A.競爭冒險(xiǎn)B.時(shí)序錯(cuò)誤C.功耗增加D.輸出信號失真8、在數(shù)字邏輯中，數(shù)值比較器用于比較兩個(gè)數(shù)字的大小。以下關(guān)于數(shù)值比較器功能的描述中，不正確的是（）A.可以比較兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)的大小B.輸出包括大于、小于和等于三種情況C.比較器的位數(shù)決定了能夠比較的數(shù)字的范圍D.數(shù)值比較器只能比較同進(jìn)制的數(shù)字9、在數(shù)字系統(tǒng)中，計(jì)數(shù)器是常見的功能模塊。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.計(jì)數(shù)器可以按照二進(jìn)制、十進(jìn)制等不同的進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)B.同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)速度和穩(wěn)定性上可能存在差異C.可以通過級聯(lián)多個(gè)計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)更大范圍的計(jì)數(shù)D.計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量是固定的，不能通過外部控制信號進(jìn)行改變10、數(shù)字邏輯中的全加器可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加。一個(gè)全加器的輸入為A=0，B=1，進(jìn)位C_in=1，那么輸出的和S和進(jìn)位C_out分別是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷11、邏輯門是數(shù)字電路的基本組成單元。假設(shè)我們正在分析一個(gè)由邏輯門組成的電路。以下關(guān)于邏輯門的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.與門的輸出只有在所有輸入都為1時(shí)才為1，否則為0B.或門的輸出只要有一個(gè)輸入為1時(shí)就為1，只有所有輸入都為0時(shí)才為0C.非門的作用是將輸入的邏輯值取反D.異或門的輸出在輸入相同為0，輸入不同為1，其功能可以用與、或、非門組合實(shí)現(xiàn)，并且組合方式是唯一的12、若一個(gè)ROM有10根地址線，8根數(shù)據(jù)線，則其存儲容量為：（）A.10×8位B.2^10×8位C.10×2^8位D.2^10×2^8位13、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行處理。如果要將十進(jìn)制數(shù)25轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，以下哪種方法是正確的？（）A.11001B.10100C.11010D.1001114、對于一個(gè)同步計(jì)數(shù)器，在時(shí)鐘脈沖的上升沿，如果計(jì)數(shù)器處于最大狀態(tài)，下一個(gè)時(shí)鐘脈沖到來時(shí)計(jì)數(shù)器將：（）A.保持不變B.復(fù)位C.重新計(jì)數(shù)D.不確定15、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要將一個(gè)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16、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述中，不正確的是（）A.可以通過編程實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能B.包括可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）等C.編程后不能再修改D.適用于小批量、快速開發(fā)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)17、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的電源電壓為5V，一個(gè)邏輯門的輸出低電平最大為0.8V，那么這個(gè)低電平是否符合標(biāo)準(zhǔn)的邏輯低電平？（）A.符合B.不符合C.無法確定D.以上都不對18、在現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，數(shù)字邏輯與模擬電路常常結(jié)合使用。以下關(guān)于數(shù)字邏輯與模擬電路結(jié)合的描述，不正確的是（）A.數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號和模擬信號的相互轉(zhuǎn)換B.在一些系統(tǒng)中，數(shù)字邏輯用于控制模擬電路的工作狀態(tài)C.數(shù)字邏輯和模擬電路的結(jié)合可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高系統(tǒng)性能D.數(shù)字邏輯和模擬電路的設(shè)計(jì)方法和工具完全相同，不需要分別考慮19、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，需要考慮電路的功耗。假設(shè)一個(gè)邏輯電路，通過優(yōu)化邏輯表達(dá)式可以降低功耗，以下哪種優(yōu)化方法可能最有效？（）A.減少邏輯門的數(shù)量B.降低工作電壓C.減少信號的翻轉(zhuǎn)次數(shù)D.以上方法效果相同20、在數(shù)字電路中，編碼器是一種常見的組合邏輯器件。假設(shè)需要設(shè)計(jì)一個(gè)8線-3線編碼器，即有8個(gè)輸入信號，3個(gè)輸出信號。當(dāng)輸入信號有效時(shí)，輸出對應(yīng)的二進(jìn)制編碼。如果同時(shí)有多個(gè)輸入信號有效，以下哪種編碼器的輸出結(jié)果是符合設(shè)計(jì)要求的？（）A.輸出為任意值B.輸出為優(yōu)先級最高的輸入對應(yīng)的編碼C.輸出為所有有效輸入編碼的或運(yùn)算結(jié)果D.輸出為所有有效輸入編碼的與運(yùn)算結(jié)果二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)一個(gè)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)條件判斷。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的信號完整性仿真中，模型的建立和參數(shù)設(shè)置以及仿真結(jié)果解讀。3、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中的編碼器和譯碼器的工作原理，舉例說明它們在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其他數(shù)字設(shè)備中的具體應(yīng)用場景。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)編碼器，將256個(gè)輸入信號編碼為8位二進(jìn)制輸出信號。2、（本題5分）用VerilogHDL描述一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和讀取功能的模塊，具有寫使能和讀使能信號。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，判斷一個(gè)12位二進(jìn)制數(shù)是否為完全立方數(shù)。4、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)14位雙向移位寄存器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路。5、（本題5分）使用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模20的加法計(jì)數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路原理圖。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對