兰州科技职业学院《FPGA逻辑设计与验证》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《FPGA逻辑设计与验证》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在数字通信系统中，以下哪种差错控制编码方式具有较强的纠错能力但编码效率相对较低？（）A.循环冗余校验（CRC）码B.海明码C.卷积码D.里德-所罗门（RS）码2、在集成电路设计中，以下哪种工艺技术能够显著减小芯片的尺寸并提高性能？（）A.互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺B.双极型晶体管（BJT）工艺C.砷化镓（GaAs）工艺D.锗硅（SiGe）工艺3、在电子电路的可靠性设计中，以下哪个因素不是需要考虑的主要因素？（）A.选用高质量的电子元件，降低元件的失效率B.进行合理的电路布局和布线，减少电磁干扰和信号串扰C.采用冗余设计，增加系统的备份和容错能力D.选择外观美观的电路封装形式，提高产品的市场竞争力4、在微处理器系统中，总线是连接各个部件的重要通道。以下关于总线的分类，哪一项是不正确的？（）A.数据总线、地址总线和控制总线B.内部总线、外部总线和系统总线C.串行总线和并行总线D.高速总线和低速总线5、在电子测量仪器中，以下哪种仪器用于测量电阻、电容、电感等参数：（）A.电桥B.兆欧表C.频率计D.功率计6、在电子信息工程中，电磁兼容（EMC）是一个重要的问题。EMC的目的是什么呢？是确保电子设备在电磁环境中能够正常工作，不会对其他设备产生干扰。以下关于EMC的说法中，错误的是？（）A.EMC包括电磁干扰（EMI）和电磁抗扰度（EMS）两个方面B.EMC可以通过屏蔽、滤波、接地等方法来实现C.EMC只需要在电子设备的设计阶段考虑，生产和使用阶段不需要考虑D.EMC对于现代电子设备的可靠性和安全性至关重要7、在电子测量仪器中，频谱分析仪用于分析信号的频谱特性。以下关于频谱分析仪分辨率带宽的描述，正确的是：（）A.分辨率带宽越大，频率分辨率越高B.分辨率带宽越大，能检测到的信号幅度越大C.分辨率带宽越小，测量速度越快D.分辨率带宽越小，频率分辨率越高8、在数字音频处理中，若要对音频进行压缩编码，以下哪种标准是广泛应用的？（）A.MP3标准B.WAV标准C.MIDI标准D.以上都是9、在电子系统的电磁兼容性设计中，屏蔽是一种有效的措施。对于磁场屏蔽，以下哪种材料效果较好：（）A.铜B.铝C.铁磁材料D.塑料10、在电子信息系统中，以下哪种电源管理技术能够有效降低系统的功耗？（）A.动态电压频率调整（DVFS）B.睡眠模式C.电源门控D.以上都是11、在数字通信系统中，若要提高频谱利用率，以下哪种复用技术是常用的？（）A.时分复用（TDM）B.频分复用（FDM）C.码分复用（CDM）D.波分复用（WDM）12、在电子信息工程中，通信协议是保证通信系统正常运行的重要因素。通信协议通常包括物理层、数据链路层、网络层等。以下关于通信协议的说法中，错误的是？（）A.通信协议规定了通信双方的通信方式和数据格式B.不同的通信系统可以使用相同的通信协议C.通信协议的制定需要考虑通信的可靠性、效率和安全性等因素D.通信协议一旦制定就不能修改13、在通信系统的编码中，Huffman编码是一种无损压缩编码方法。其编码的依据是：（）A.字符出现的频率B.字符的ASCII码值C.字符的二进制编码D.字符的几何形状14、在微处理器体系结构中，流水线技术可以提高指令执行效率。但流水线也会带来一些问题，比如：（）A.增加了指令的执行时间B.降低了处理器的主频C.可能产生流水线冒险D.减少了硬件复杂度15、在模拟集成电路中，以下哪种放大器具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗？（）A.共射极放大器B.共集电极放大器C.共基极放大器D.差分放大器二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在集成电路设计中，阐述可测试性设计（DFT）的目的和常见方法。2、（本题5分）在模拟通信系统中，比较调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种调制方式在抗噪声性能、频带利用率和设备复杂度方面的优缺点。3、（本题5分）在通信系统的多址技术中，阐述SDMA（空分多址）的原理和应用场景，以及与其他多址技术的结合。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个基于单片机的智能水温控制系统，用于热水器或工业设备的水温控制。2、（本题5分）设计一个基于FPGA的数字信号加密传输系统，保障数据在传输过程中的安全性。3、（本题5分）设计一个用于新能源汽车电池管理的均衡电路，提高电池组的使用寿命和性能，给出电路原理和控制策略。4、（本题5分）设计一个简单的无线传感器网络的网关设备，实现传感器节点数据的汇聚和转发，描述网关的硬件结构和软件功能。5、（本题5分）设计一个数字温度计液位计扩展电路，能够增加温度计液位计的测量精度和稳定性，并且具有远程监测功能。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个自动化生产线的控制系统中，分析传感器的选择和布置、执行机构的控制方式以及系统的可靠性设计。探讨如何实现生产线的高效运行、精准控制和故障诊断。2、（本题10分）某数字信号处理系统在处理实时音频流时出现卡顿和丢帧现象。分析系统的资源分配和任务调度策略，研究如何优化内存管理、处理器负载均衡和数据缓冲机制，确保音频流的流畅处理。3、（本题10分）在通信网络的流量控制和拥塞管理中，队列管理算法和拥