站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)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頁武漢學(xué)院

《數(shù)字媒體技術(shù)學(xué)科前沿》2023-2024學(xué)年第二學(xué)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20個小題，每小題1分，共20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、若要設(shè)計一個能對兩個8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行減法運(yùn)算并判斷結(jié)果是否為零的電路，以下哪種集成電路可能是首選？（）A.74LS283B.74LS194C.74LS00D.74LS082、對于數(shù)字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設(shè)需要實(shí)現(xiàn)一個復(fù)雜的數(shù)字邏輯功能。以下哪種PLD類型在靈活性和集成度方面具有優(yōu)勢？（）A.PALB.GALC.CPLDD.FPGA3、對于數(shù)字電路中的編碼器，假設(shè)一個系統(tǒng)需要將8個不同的輸入信號編碼為3位二進(jìn)制代碼。在這種情況下，以下哪種編碼器能夠滿足要求并且具有較好的性能？（）A.普通編碼器B.優(yōu)先編碼器C.二進(jìn)制編碼器D.十進(jìn)制編碼器4、在數(shù)字電路中，奇偶校驗碼常用于檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤。以下關(guān)于奇偶校驗碼的描述中，錯誤的是（）A.奇校驗時，數(shù)據(jù)中1的個數(shù)加上校驗位為奇數(shù)B.偶校驗時，數(shù)據(jù)中1的個數(shù)加上校驗位為偶數(shù)C.奇偶校驗只能檢測奇數(shù)個錯誤D.奇偶校驗?zāi)軌蚣m正數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤5、考慮一個同步時序邏輯電路，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6、邏輯函數(shù)的化簡是數(shù)字邏輯設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。在化簡邏輯函數(shù)時，以下方法不常用的是（）A.公式法，運(yùn)用邏輯代數(shù)的基本公式和定律進(jìn)行化簡B.卡諾圖法，通過圖形的方式直觀地化簡邏輯函數(shù)C.真值表法，根據(jù)輸入輸出的真值表來化簡D.試探法，隨機(jī)嘗試不同的組合來找到最簡形式7、計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路，用于對脈沖進(jìn)行計數(shù)。以下關(guān)于計數(shù)器的敘述中，錯誤的是（）A.同步計數(shù)器的所有觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)，速度較快B.異步計數(shù)器的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)不同步，可能存在延遲C.可以通過級聯(lián)多個計數(shù)器來增加計數(shù)范圍D.計數(shù)器的計數(shù)容量只取決于觸發(fā)器的數(shù)量8、考慮一個數(shù)字電路中的乘法器，需要實(shí)現(xiàn)兩個4位二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算。以下哪種乘法器的實(shí)現(xiàn)方式在速度和面積上可能取得較好的平衡？（）A.基于加法器和移位操作的乘法器B.陣列乘法器，通過硬件陣列實(shí)現(xiàn)C.利用軟件算法在數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)乘法D.以上方式在速度和面積上無法平衡9、在數(shù)字邏輯電路的可測試性設(shè)計中，假設(shè)一個復(fù)雜的集成電路需要進(jìn)行生產(chǎn)測試和故障診斷。為了提高測試效率和覆蓋率，需要在設(shè)計階段考慮可測試性結(jié)構(gòu)的插入。以下哪種可測試性結(jié)構(gòu)對于大規(guī)模集成電路的測試最為有效？（）A.掃描鏈B.邊界掃描C.內(nèi)置自測試（BIST）D.以上都是10、在數(shù)字電路的設(shè)計中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的工具。以下關(guān)于卡諾圖化簡的描述，錯誤的是（）A.卡諾圖中的相鄰方格可以合并，以消去變量B.卡諾圖化簡可以得到最簡與或表達(dá)式C.卡諾圖只適用于變量較少的邏輯函數(shù)化簡D.卡諾圖化簡的結(jié)果一定是唯一的11、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的電源電壓為5V，一個邏輯門的輸出低電平最大為0.8V，那么這個低電平是否符合標(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12、數(shù)字邏輯中的PAL（可編程陣列邏輯）具有固定的或陣列和可編程的與陣列。假設(shè)設(shè)計一個PAL實(shí)現(xiàn)一個特定的邏輯功能，以下哪個步驟對于確保功能的正確性最為關(guān)鍵？（）A.確定或陣列的連接B.編程與陣列的連接C.選擇合適的PAL芯片D.測試PAL的輸出13、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)一個比較器，能夠比較兩個8位二進(jìn)制數(shù)的大小。以下哪種結(jié)構(gòu)可能是最直接的實(shí)現(xiàn)方式？（）A.使用逐位比較的方法，通過邏輯門產(chǎn)生比較結(jié)果B.將兩個數(shù)相減，根據(jù)結(jié)果的符號判斷大小C.先將兩個數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后進(jìn)行比較D.以上方式都不適合實(shí)現(xiàn)比較器14、JK觸發(fā)器是一種功能較為完善的觸發(fā)器。以下關(guān)于JK觸發(fā)器的特性，錯誤的是（）A.當(dāng)J=K=0時，觸發(fā)器保持原狀態(tài)B.當(dāng)J=K=1時，觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)功能C.JK觸發(fā)器的觸發(fā)方式可以是上升沿觸發(fā)，也可以是下降沿觸發(fā)D.JK觸發(fā)器在時鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)一定會改變15、在數(shù)字邏輯的教學(xué)中，實(shí)驗環(huán)節(jié)對于學(xué)生理解和掌握知識非常重要。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實(shí)驗的描述，錯誤的是（）A.實(shí)驗可以幫助學(xué)生驗證理論知識，提高動手能力B.數(shù)字邏輯實(shí)驗通常包括硬件實(shí)驗和軟件仿真實(shí)驗C.在實(shí)驗中，學(xué)生可以自由修改實(shí)驗設(shè)備和參數(shù)，無需遵循任何規(guī)則D.實(shí)驗報告的撰寫有助于學(xué)生總結(jié)實(shí)驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問題并提出改進(jìn)方案16、對于一個PLA器件，其與門陣列和或門陣列的可編程性分別體現(xiàn)在哪里？（）A.連接方式B.輸入信號C.輸出信號D.以上都不是17、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的模型。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述中，錯誤的是（）A.有限狀態(tài)機(jī)可以分為摩爾型和米利型B.摩爾型有限狀態(tài)機(jī)的輸出只取決于當(dāng)前狀態(tài)C.米利型有限狀態(tài)機(jī)的輸出只取決于輸入D.有限狀態(tài)機(jī)可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)表來描述18、在一個異步時序邏輯電路中，若各觸發(fā)器的時鐘信號不同，可能會導(dǎo)致：（）A.速度加快B.功能錯誤C.功耗降低D.穩(wěn)定性提高19、考慮到一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的糾錯編碼，假設(shè)采用了卷積碼進(jìn)行糾錯。卷積碼通過在編碼過程中引入冗余信息來提高糾錯能力。以下關(guān)于卷積碼的描述，哪個是正確的？（）A.編碼和解碼過程簡單B.糾錯能力有限C.適用于短數(shù)據(jù)塊D.是一種分組碼20、用3線-8線譯碼器和與非門實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A'B'C+ABC'，需要幾片譯碼器？（）A.1B.2C.3D.4二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在加法器的低功耗設(shè)計挑戰(zhàn)中，如何平衡性能和功耗的要求。2、（本題5分）在數(shù)字電路中，解釋如何分析數(shù)字邏輯電路的功耗分布和熱點(diǎn)，以及如何采取措施降低局部高溫。3、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中計數(shù)器的同步復(fù)位和異步復(fù)位的區(qū)別和應(yīng)用場景，舉例說明其在時序控制中的作用。4、（本題5分）深入解釋在編碼器的動態(tài)編碼過程中，如何實(shí)時處理輸入信號的變化。5、（本題5分）詳細(xì)說明在多路分配器的控制信號生成中，如何根據(jù)特定邏輯產(chǎn)生準(zhǔn)確的控制信號。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用計數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個能產(chǎn)生遞增遞減交替數(shù)字序列的電路，畫出邏輯圖和控制信號。2、（本題5分）設(shè)計一個譯碼器，將14位二進(jìn)制輸入信號譯碼為16384個輸出信號。3、（本題5分）設(shè)計一個組合邏輯電路，判斷輸入的6位二進(jìn)制數(shù)是否能被4整除，輸出結(jié)果為1表示能整除，0表示不能整除，畫出邏輯圖。4、（本題5分）設(shè)計一個能將16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的組合邏輯電路，輸入為4位16進(jìn)制數(shù)，輸出為16位二進(jìn)制數(shù)，列出邏輯表達(dá)式和真值表。5、（本題5分）設(shè)計一個全加器，能夠進(jìn)行三個16位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）給定一個由多個編碼器、譯碼器和寄存器組成的數(shù)字通信協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換過程和數(shù)據(jù)格式變換，評估系統(tǒng)的兼容性和效率。討論在不同通信協(xié)議之間轉(zhuǎn)換時的關(guān)鍵問題和解決方案。2、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行位擴(kuò)展，將其擴(kuò)展為16位或32位。仔細(xì)分析位擴(kuò)展的規(guī)