云南师范大学《数字逻辑与数字系统课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页云南师范大学

《数字逻辑与数字系统课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、假设正在设计一个数字系统的存储单元，需要能够存储大量的数据并且具有较快的读写速度。以下哪种存储技术可能是最合适的选择？（）A.SRAM，静态随机存储器B.DRAM，动态随机存储器C.ROM，只读存储器D.Flash存储器，非易失性存储2、在数字逻辑中，同步时序电路和异步时序电路有不同的特点。假设我们正在比较这两种电路。以下关于同步时序电路和异步时序电路的描述，哪一项是不准确的？（）A.同步时序电路使用统一的时钟信号来控制状态的转换B.异步时序电路的状态转换不依赖于统一的时钟，而是由输入信号的变化直接触发C.同步时序电路的速度比异步时序电路快，因为不需要等待输入信号的稳定D.异步时序电路的设计比同步时序电路简单，但容易出现竞争冒险和不稳定的情况3、考虑一个数字系统，其中的控制器需要根据不同的输入条件产生相应的控制信号。如果输入条件较多且复杂，以下哪种控制器的设计方法是最合适的？（）A.硬布线控制器，通过逻辑门直接实现控制逻辑B.微程序控制器，使用存储的微指令来产生控制信号C.随机生成控制信号，根据系统的运行情况进行调整D.以上方法都不适合处理复杂的输入条件4、考虑一个复杂的数字系统，其中包含多个子模块。为了确保各个子模块之间能够正确地通信和协调工作，通常会使用一些控制信号。如果要产生一个同步的控制信号，使得多个子模块在特定的时钟周期内执行特定的操作，以下哪种方法是最可靠的？（）A.使用一个单独的时钟源，通过分频产生控制信号B.利用组合逻辑电路根据输入条件生成控制信号C.随机生成控制信号，依靠系统的容错能力来保证正确运行D.以上方法都不可靠，无法实现同步控制5、在数字逻辑中，数据选择器和数据分配器是常用的组件。假如有一个4选1的数据选择器，有4个输入数据和2位选择控制信号。那么，这个数据选择器能够实现的逻辑功能相当于哪种基本逻辑门？（）A.与门B.或门C.与非门D.无法等效为常见的基本逻辑门6、在数字系统中，计数器的级联可以实现更大范围的计数。例如，将两个4位计数器级联，可以得到一个8位计数器。在级联时，需要注意低位计数器的进位信号连接到高位计数器的计数输入端。当低位计数器从1111计数到0000时，会产生一个进位信号。以下关于计数器级联的描述，正确的是：（）A.级联后的计数器计数速度变慢B.级联后的计数器的最大计数值不变C.级联后的计数器的时钟信号相同D.级联后的计数器的工作方式不变7、在数字电路中，若要对一个8位的二进制数进行取模运算，以下哪种方法较为可行？（）A.使用除法器B.通过逻辑运算C.利用计数器D.以上都不是8、在数字逻辑中，若要将一个16进制数0F转换为二进制数，结果是多少？（）A.1111B.0111C.1000D.11009、考虑到一个高速数据传输系统，需要对传输的数据进行编码以提高抗干扰能力和纠错能力。假设采用了一种基于特定逻辑运算的编码方式，在接收端需要相应的解码电路来恢复原始数据。以下哪种编码解码方案在高速数据传输中能够提供较好的性能和纠错能力？（）A.海明码B.格雷码C.BCD码D.余3码10、对于一个用VerilogHDL描述的数字逻辑电路，以下哪种语句通常用于描述组合逻辑？（）A.alwaysB.initialC.assignD.module11、在数字逻辑中，硬件描述语言（HDL）用于描述数字电路的行为和结构。以下关于硬件描述语言的描述中，错误的是（）A.VHDL和Verilog是两种常见的硬件描述语言B.硬件描述语言可以进行逻辑仿真和综合C.硬件描述语言的描述与具体的硬件实现无关D.硬件描述语言只能用于设计简单的数字电路12、在组合逻辑电路设计中，若要实现两个两位二进制数相加，并产生进位输出，以下哪种逻辑门组合是最合适的？（）A.与门和或门B.异或门和与门C.或门和非门D.同或门和或门13、在一个数字电路中，出现了信号的延迟问题，影响了电路的性能。以下哪种方法可能有助于减少信号延迟？（）A.优化电路布局，减少连线长度B.选择速度更快的逻辑器件C.采用流水线技术，将复杂操作分解为多个阶段D.以上方法都可以尝试14、考虑一个由与非门组成的基本RS触发器，当R=0，S=1时，触发器的输出状态为：（）A.置0B.置1C.保持不变D.不确定15、在数字逻辑电路的可测试性设计中，假设一个复杂的集成电路需要进行生产测试和故障诊断。为了提高测试效率和覆盖率，需要在设计阶段考虑可测试性结构的插入。以下哪种可测试性结构对于大规模集成电路的测试最为有效？（）A.扫描链B.边界扫描C.内置自测试（BIST）D.以上都是16、触发器是时序逻辑电路的基本存储单元。在常见的触发器类型中，JK触发器具有较强的功能。以下关于JK触发器逻辑功能的描述中，不正确的是（）A.当J=1，K=0时，置位B.当J=0，K=1时，复位C.当J=K=1时，翻转D.JK触发器的输出只取决于J和K的输入，与时钟脉冲无关17、在组合逻辑电路设计中，要实现一个两输入异或逻辑功能，如果用与非门和或非门来实现，最少需要几个门？（）A.3B.4C.5D.618、在数字逻辑中，奇偶校验码用于检测数据传输中的错误。假设我们正在使用奇偶校验码。以下关于奇偶校验码的描述，哪一项是不正确的？（）A.奇偶校验码分为奇校验和偶校验，通过在数据位中添加校验位来使整个数据的1的个数为奇数或偶数B.奇偶校验码只能检测奇数个错误，无法检测偶数个错误C.奇偶校验码在数据传输中增加了额外的开销，但可以提高数据的可靠性D.奇偶校验码可以纠正数据传输中的错误，而不仅仅是检测错误19、时序逻辑电路与组合逻辑电路不同，它包含存储元件，能够记住过去的输入信息。常见的时序逻辑电路有触发器、计数器和寄存器等。在一个D触发器中，当时钟脉冲上升沿到来时，如果D输入端的值为1，那么输出Q的值将：（）A.保持不变B.变为0C.变为1D.不确定，取决于之前的状态20、在一个数字电路中，需要判断两个4位二进制数是否相等。以下哪种逻辑电路的设计可能是最简的？（）A.使用异或门对两个数的每一位进行比较，然后将结果进行与运算B.对两个数逐位进行减法运算，判断结果是否为0C.将两个数转换为十进制，然后进行比较，需要复杂的转换电路D.对两个数进行按位与和按位或运算，根据结果判断二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明数字逻辑中计数器的计数模式（如加计数、减计数和可逆计数）的实现方法和应用场景。2、（本题5分）详细说明在多路选择器的级联应用中，如何实现更多输入数据的选择。3、（本题5分）解释在数字逻辑中如何分析逻辑电路的扇入和扇出，以及对电路性能的影响。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用加法器和译码器设计一个能实现两个四位二进制数相加并译码显示的电路，画出逻辑图和运算过程。2、（本题5分）利用译码器和触发器设计一个能实现彩灯循环闪烁控制的电路，画出逻辑图和闪烁模式。3、（本题5分）设计一个组合逻辑电路，判断一个4位二进制数是否为偶数。4、（本题5分）使用D触发器设计一个同步时序逻辑电路，实现一个模6的减法计数器，画出状态转换图和电路原理图。5、（本题5分）使用D触发器和逻辑门设计一个能实现串行数据转换为并行数据的电路，画出逻辑图和说明工作原理。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、