济南工程职业技术学院《数字媒体技术》2023-2024学年第二学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页济南工程职业技术学院《数字媒体技术》

2023-2024学年第二学期期末试卷院(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、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。假设我们正在设计一个具有复位功能的电路。以下关于异步复位和同步复位的描述，哪一项是不准确的？（）A.异步复位信号不受时钟信号的控制，在复位信号有效时立即将电路复位B.同步复位信号在时钟上升沿或下降沿时，根据复位信号的状态进行复位操作C.异步复位的优点是复位响应速度快，缺点是可能会产生亚稳态D.同步复位比异步复位更可靠，不会出现亚稳态问题，因此应优先使用同步复位2、在数字系统中，需要实现一个逻辑函数F=Σm(0,2,4,6)，以下哪种逻辑门的组合可以最简单地实现这个函数？（）A.与门和或门B.与非门和或非门C.异或门和同或门D.以上组合都不能简单实现3、在一个由多个逻辑门组成的数字电路中，已知每个逻辑门的延迟时间相同，若整个电路的总延迟时间为20ns，其中包含5个逻辑门，那么每个逻辑门的延迟时间大约是多少？（）A.2nsB.4nsC.5nsD.10ns4、当研究数字逻辑中的时序逻辑电路时，假设一个电路需要根据输入信号的历史状态和当前输入来确定输出。以下哪种电路类型最适合实现这种功能？（）A.计数器B.寄存器C.移位寄存器D.状态机5、若要设计一个能对60进制进行计数的计数器，至少需要多少个触发器？（）A.6B.7C.8D.96、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7、JK触发器是一种功能较为强大的触发器，具有置0、置1、保持和翻转的功能。以下关于JK触发器的描述，错误的是（）A.JK触发器的逻辑功能可以通过输入J和K的不同组合来实现B.JK触发器在时钟脉冲的作用下，根据J和K的输入进行状态转换C.JK触发器可以由D触发器和其他逻辑门组合而成D.JK触发器的功能相对复杂，在实际应用中不如D触发器方便8、数字逻辑中的逻辑门有多种类型，如与门、或门、非门等。一个三输入与门，当三个输入都为高电平时，输出是什么电平？（）A.高电平B.低电平C.不确定D.根据其他因素判断9、除法运算在数字逻辑中也有相应的实现方法。以下关于除法运算的描述，错误的是（）A.恢复余数法和不恢复余数法是常见的除法运算算法B.除法运算可以通过减法和移位操作来实现C.除法运算的速度通常比乘法运算快D.除法运算在数字电路中的实现相对复杂，需要考虑更多的细节10、在数字逻辑中，要用FPGA（现场可编程门阵列）实现一个复杂的逻辑功能，首先需要进行什么操作？（）A.编写代码B.设计电路原理图C.配置引脚D.以上都不是11、在数字逻辑电路中，需要对时钟信号进行分频。假设一个时钟信号的频率为100MHz，要得到一个频率为10MHz的分频信号，以下哪种方法可以实现？（）A.计数器B.移位寄存器C.编码器D.译码器12、在数字逻辑中，乘法器是实现乘法运算的重要电路。以下关于乘法器实现方法的描述中，不正确的是（）A.可以使用移位相加的方法B.可以通过硬件电路直接实现C.乘法器的速度与位数成正比D.可以使用阵列乘法器提高速度13、在数字逻辑设计中，寄存器可以存储数据。一个8位寄存器，能够存储的最大二进制数是多少？（）A.255B.256C.不确定D.根据寄存器的类型判断14、对于一个同步时序逻辑电路，若时钟脉冲的频率为100MHz，那么其状态更新的周期是多少纳秒？（）A.10B.100C.1000D.1000015、若要将一个8位的并行数据转换为串行数据输出，至少需要几个移位寄存器？（）A.1B.8C.16D.以上都不对16、在数字逻辑的计数器应用中，假设一个计数器被用于产生定时信号。以下哪种计数器的工作方式最适合实现精确的定时功能？（）A.自由运行计数器B.可预置计数器C.可逆计数器D.环形计数器17、考虑一个数字系统中的译码器，它需要将4位的二进制输入译码为16个输出信号。以下哪种译码器的实现方式可能是最常见的？（）A.2-4译码器级联B.3-8译码器级联C.使用与非门构建译码逻辑D.利用或门实现译码功能18、当研究数字逻辑中的奇偶校验码时，假设要对一组8位数据进行奇偶校验。以下关于奇偶校验的作用和特点，哪个描述是准确的（）A.只能检测奇数个错误B.能纠正数据中的错误C.奇偶校验位的位置是固定的D.增加了数据传输的可靠性19、在一个复杂的数字系统中，可能会包含多个时钟域。不同时钟域之间的信号传输需要进行特殊的处理，以避免出现亚稳态。亚稳态是指信号在不稳定的状态停留一段时间。以下关于亚稳态的描述，错误的是：（）A.可以通过增加同步器来减少亚稳态的影响B.亚稳态可能导致系统的错误输出C.亚稳态的持续时间是固定的D.亚稳态在高速数字系统中更容易出现20、在数字逻辑的教学中，实验环节对于学生理解和掌握知识非常重要。以下关于数字逻辑实验的描述，错误的是（）A.实验可以帮助学生验证理论知识，提高动手能力B.数字逻辑实验通常包括硬件实验和软件仿真实验C.在实验中，学生可以自由修改实验设备和参数，无需遵循任何规则D.实验报告的撰写有助于学生总结实验结果，发现问题并提出改进方案二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述数字逻辑中编码器和译码器的噪声容限和抗干扰能力，分析其在恶劣环境下的应用。2、（本题5分）在数字电路设计中，说明如何根据给定的时序要求，设计一个具有特定时钟周期和建立保持时间的时序逻辑电路。3、（本题5分）深入分析在数字逻辑中的锁存器的透明特性和锁存条件，以及在电路中的应用注意事项。4、（本题5分）详细阐述在加法器的速度与面积权衡中，如何根据具体需求进行优化设计。5、（本题5分）说明在数字系统中如何进行数字信号的频分复用和解复用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）利用加法器和编码器设计一个能实现两个两位格雷码相加并编码输出的电路，画出逻辑图和运算方法。3、（本题5分）设计一个能检测输入的8位二进制数中是否存在连续的5个1的逻辑电路，写出详细的逻辑表达式和设计过程。4、（本题5分）设计一个能检测输入的4位二进制数中1的个数是否为偶数的逻辑电路，画出逻辑图和真值表。5、（本题5分）设计一个译码器，将20位二进制输入信号译码为1048576个输出信号。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）构建一个数字逻辑电路，用于检测输入数据中的连续相同位的长度。全面分析检测电路的设计思路和工作原理，讨论如何适应不同的数据位宽和检测要求。2、（本题10分）在一个数字电路系统中，有两个输入信号A和B，以及一个输出信号Y。当A和B同时为1时，Y输出为1；否则，Y输出