福建江夏学院《数字化设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页福建江夏学院《数字化设计》

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20个小题，每小题1分，共20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、假设要设计一个数字电路来判断一个8位二进制数是否为偶数。在实现这个功能时，需要考虑逻辑门的使用和电路的简化。以下哪种方法可能是最直接有效的？（）A.对二进制数的最低位进行判断，如果为0则是偶数，使用一个与门即可B.将二进制数除以2，判断余数是否为0，需要使用复杂的除法电路C.对二进制数进行逐位与运算，根据结果判断，会使用较多的逻辑门D.先将二进制数转换为十进制，再判断是否能被2整除，涉及复杂的转换电路2、在一个数字电路中，需要对多个输入信号进行优先级编码。以下哪种编码器可能是最适合的？（）A.普通二进制编码器，对输入信号进行直接编码B.优先编码器，能够根据输入信号的优先级进行编码C.格雷码编码器，输出具有良好容错性的编码D.以上编码器都不适合进行优先级编码3、对于一个由与非门组成的基本逻辑电路，若输入为A=1，B=0，则输出为：（）A.1B.0C.不确定D.取决于其他输入4、假设正在分析一个数字电路的功耗，以下哪个因素对于功耗的影响最为显著？（）A.工作频率，频率越高功耗越大B.电源电压，电压越高功耗越大C.门电路的类型，不同类型功耗不同D.电路的规模，规模越大功耗越大5、想象一个数字系统中，需要实现一个有限脉冲响应（FIR）滤波器。以下哪种实现方式可能是最常见的？（）A.使用乘法器和加法器构建直接型FIR滤波器B.采用递归结构实现FIR滤波器，节省硬件资源C.利用查找表实现FIR滤波器，提高速度D.以上方式都不常用于实现FIR滤波器6、若要设计一个能对两个8位二进制数进行减法运算并判断结果是否为零的电路，以下哪种集成电路可能是首选？（）A.74LS283B.74LS194C.74LS00D.74LS087、在数字系统中，异步复位和同步复位是两种常见的复位方式。异步复位不受时钟信号的控制，而同步复位在时钟信号的有效沿进行复位操作。以下关于异步复位和同步复位的比较，正确的是：（）A.异步复位的可靠性高于同步复位B.同步复位更容易产生毛刺C.异步复位可能会导致亚稳态D.同步复位的设计更简单8、用卡诺图化简逻辑函数F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最简与或表达式为？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'9、假设正在设计一个数字系统，其中需要一个计数器能够从0计数到15，然后重新从0开始计数。为了实现这个功能，以下哪种计数器类型可能是最合适的选择？（）A.异步计数器，结构简单但速度较慢B.同步计数器，计数速度快且稳定性好C.环形计数器，每个状态只有一位为1D.扭环形计数器，状态转换具有特定规律10、已知一个逻辑函数F=AB+CD，若要用与非门来实现该函数，最少需要几个与非门？（）A.3B.4C.5D.611、时序逻辑电路与组合逻辑电路不同，其输出不仅取决于当前输入，还与之前的状态有关。以下关于时序逻辑电路的描述，不正确的是（）A.触发器是时序逻辑电路的基本存储单元B.计数器和寄存器都是常见的时序逻辑电路C.时序逻辑电路在时钟信号的控制下进行状态转换D.时序逻辑电路的输出变化与输入的变化是完全同步的12、在数字电路中，若一个编码器有8个输入信号，需要用几位二进制代码进行编码输出？（）A.2位B.3位C.4位D.8位13、已知一个JK触发器的J=0，K=1，在时钟脉冲的下降沿到来时，触发器的输出状态会如何变化？（）A.置1B.置0C.保持不变D.翻转14、编码器能够将输入的信号转换为特定的编码输出。对于编码器的工作原理和特点，以下叙述不正确的是（）A.普通编码器在多个输入同时有效时，可能会产生错误输出B.优先编码器会对输入信号的优先级进行判断C.编码器可以将模拟信号转换为数字信号D.编码器的输出编码位数取决于输入信号的数量15、已知逻辑函数F=(A+B')(C+D')，用摩根定律展开后为？（）A.A'C+A'D'+B'C+B'D'B.A'C+A'D'+BC+BDC.AC'+AD'+B'C'+B'D'D.AC'+AD'+BC'+BD'16、考虑到一个基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字系统设计，需要将高级语言描述的算法转换为硬件实现。在这个过程中，需要综合考虑资源利用、性能和实现难度等因素。以下哪种硬件描述语言在FPGA设计中应用最为广泛？（）A.VHDLB.VerilogC.SystemVerilogD.C++17、数字逻辑中的乘法器可以通过不同的方式实现。假设要实现一个4×4的乘法器，使用移位相加的方法，以下哪个步骤是关键？（）A.确定移位的次数B.控制加法的顺序C.处理乘法的符号D.以上步骤都很关键18、在一个多位数字比较器中，如果要比较两个8位的二进制数，需要多少个基本比较单元？（）A.8B.16C.64D.25619、在数字逻辑中，时序逻辑电路与组合逻辑电路的重要区别在于时序逻辑电路具有记忆功能。以下关于时序逻辑电路特点的描述中，正确的是（）A.输出不仅取决于当前输入，还取决于电路的过去状态B.通常包含触发器等存储元件C.其行为可以用状态转换图和状态表来描述D.以上都是20、数字逻辑中的计数器可以按照不同的进制进行计数。一个六进制计数器，需要几个触发器来实现？（）A.三个B.四个C.不确定D.根据计数器的类型判断二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）说明在数字逻辑中如何实现数据的纠错和检错，例如奇偶校验码的原理和实现。2、（本题5分）深入分析在数字电路的可靠性评估中，常用的指标有哪些，如故障间隔时间、平均无故障时间等。3、（本题5分）解释在数字系统中什么是数字信号的码间干扰，以及如何减少码间干扰。4、（本题5分）深入解释在数字电路的电磁兼容性设计中，采取哪些措施来减少电磁干扰和提高抗干扰能力。5、（本题5分）说明在数字逻辑设计中如何处理信号的延迟和时序偏差，以保证电路的正确性。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个能对输入的9位二进制数进行奇偶分组（奇数位一组，偶数位一组）的逻辑电路，给出逻辑表达式和电路实现。2、（本题5分）使用JK触发器和逻辑门设计一个能实现数据锁存功能的电路，画出逻辑图和说明其工作过程。3、（本题5分）用VerilogHDL描述一个能实现加法和减法运算的模块，输入为操作数和操作符，输出为运算结果。4、（本题5分）设计一个译码器，将6位二进制输入信号译码为64个输出信号。5、（本题5分）设计一个数字电路，能够将输入的22位二进制数转换为BCD码的扩展形式，输出为28位二进制数，画出逻辑电路图。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个数字逻辑电路，实现一个4位的二进制乘法器，采用阵列乘法的方法。详细描述乘法运算的逻辑实现，通过真值表和逻辑表达式进行验证，并画出逻辑电路图。思考该乘法器在数字计算中的性能和面积开销。2、（本题