广东警官学院《数字逻辑与EDA技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、数字逻辑中的FPGA（现场可编程门阵列）具有可编程的特性。假设在一个FPGA设计中，需要更改某个逻辑功能，以下哪种方式可以实现？（）A.重新编程B.更换芯片C.调整外部电路D.以上方式都不行2、若要实现一个将8421BCD码转换为余3码的电路，应采用？（）A.编码器B.译码器C.加法器D.数值比较器3、对于一个D触发器，若要使其输出在时钟脉冲的下降沿发生变化，应如何修改？（）A.无法实现B.增加一个反相器C.改变触发器的结构D.以上都不对4、对于一个5位的格雷码计数器，从00000开始计数，经过10个时钟脉冲后，计数器的状态为：（）A.10101B.11001C.10110D.110105、在数字逻辑中，若要实现将输入的4位二进制数扩大两倍的功能，以下哪种电路设计是可行的？（）A.在原数左边添加两个0B.将原数左移一位C.将原数与自身相加D.对原数进行取反操作6、考虑一个数字电路中的计数器，需要实现一个模10的计数器。以下哪种设计思路是最直接的？（）A.使用4个触发器，通过反馈逻辑实现B.利用现成的模10计数器芯片C.先设计一个模2和模5的计数器，再组合D.以上思路都可行，效果相同7、当研究数字电路中的存储单元时，假设需要一个能够存储大量数据并且可以快速读取和写入的存储设备。以下哪种存储器件通常具有较高的存储容量和较快的读写速度？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.FlashMemory8、对于一个异步时序逻辑电路，其状态转换与时钟信号不同步。若在某个时刻，输入发生变化，那么状态的改变会立即发生吗？（）A.会B.不会C.有时会D.不确定9、考虑数字逻辑中的可编程逻辑器件（PLD），假设需要快速实现一个特定的数字逻辑功能。以下关于PLD的特点和使用，哪个说法是正确的（）A.编程复杂，不适合快速开发B.灵活性高，可以重复编程C.成本高昂，不适合小规模应用D.以上说法都不正确10、数字逻辑中的加法器可以进行多位二进制数的相加。一个8位二进制加法器，当两个输入都为最大的8位二进制数时，输出结果会产生几个进位？（）A.一个进位B.两个进位C.不确定D.根据加法器的类型判断11、在数字逻辑中，数字信号的传输会受到噪声的影响。以下关于数字信号抗噪声性能的描述中，错误的是（）A.数字信号的幅度越大，抗噪声性能越好B.数字信号的频率越高，抗噪声性能越好C.采用编码方式可以提高数字信号的抗噪声性能D.增加信号的冗余度可以提高抗噪声性能12、数字逻辑中的触发器可以存储一位二进制数据。一个T触发器，在时钟上升沿到来时，根据输入T的值确定输出。如果T=1，时钟上升沿到来后，输出会怎样变化？（）A.输出会翻转B.输出会保持不变C.不确定D.根据其他因素判断13、假设要设计一个数字电路来检测一个8位二进制数中1的个数是否大于4。以下哪种方法可能是最有效的？（）A.使用逐位判断和计数器来统计1的个数，然后进行比较B.将二进制数转换为十进制，然后与4比较C.通过复杂的逻辑运算直接得出结果，不进行计数D.无法通过简单的数字电路实现此功能14、对于一个由与门和或门组成的组合逻辑电路，若输入信号发生变化，输出信号的变化是否存在延迟？（）A.是B.否C.不确定D.取决于电路结构15、译码器是数字电路中的另一种重要组合逻辑器件。以下关于译码器工作原理的描述中，不正确的是（）A.将输入的二进制代码转换为对应的输出信号B.输入的代码位数决定了输出信号的数量C.译码器的输出通常是高电平有效D.译码器可以实现逻辑函数的化简二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明数字逻辑中数据选择器和数据分配器的可测试性设计，包括测试向量生成和故障覆盖率评估。2、（本题5分）说明在数字逻辑中如何实现数据的编码和解码，例如汉明码的编码和解码过程。3、（本题5分）详细阐述在数字电路的可靠性验证试验中，试验方案的制定和结果评估。4、（本题5分）说明在数字电路中如何实现数据的串行传输和并行传输，它们各自的优缺点是什么。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）给定一个数字通信系统中的码型变换模块，如NRZI码到NRZ码的变换。分析码型变换的规则和逻辑，设计相应的数字电路实现变换功能。探讨如何保证码型变换的准确性和实时性。2、（本题5分）给定一个数字逻辑电路的故障描述，分析可能导致故障的原因。提出故障检测和诊断的方法，包括使用测试向量、逻辑分析仪等工具，探讨如何修复故障以恢复电路的正常功能。3、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现对输入的图像数据进行直方图均衡化处理。分析直方图均衡化的算法和逻辑实现，考虑如何在数字电路中高效地计算直方图和进行像素值的重新分配，以改善图像的对比度和视觉效果。4、（本题5分）使用比较器和锁存器设计一个数字电路，能够实现对输入信号的边沿检测和数据锁存。分析边沿检测的原理和锁存器的工作方式，以及如何在电路中准确地捕捉信号的上升沿或下降沿，并可靠地锁存数据。5、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现一个4位的减法器，能够将一个4位二进制数减去一个2位二进制数。详细描述减法运算的步骤和逻辑实现，通过示例计算进行验证，并画出逻辑电路图。思考该减法器在数字计算和控制系统中的应用和改进。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）利用逻辑门设计一个异或非门。2、（本题10分）设计一个数据选择器，根据5个控制信号从32个输入数据中选择一个输出