湖北文理学院理工学院《FPGA逻辑设计与验证》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖北文理学院理工学院

《FPGA逻辑设计与验证》2023-2024学年第二学期期末试卷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、在电子电路设计中，常常需要使用电源管理芯片来为系统提供稳定的电源。对于线性稳压器和开关稳压器，以下关于它们的特点和应用场景的描述，哪一项是不准确的？（）A.线性稳压器的效率较低，适用于小电流、对噪声要求高的场合B.开关稳压器的输出纹波较大，一般用于大电流、对效率要求高的场合C.线性稳压器的成本通常比开关稳压器低D.开关稳压器的体积通常比线性稳压器小2、在电子测量中，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的工作原理，哪一项是正确的？（）A.通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号B.利用滤波器将不同频率的信号分离C.采用混频技术将高频信号转换为低频信号D.以上都是3、在信号与系统中，连续时间系统的冲激响应描述了系统的特性。如果一个系统的冲激响应是有限长的，那么该系统是？（）A.因果稳定的B.因果不稳定的C.非因果稳定的D.非因果不稳定的4、在模拟电子技术中，以下哪种反馈类型能够增大输入电阻和减小输出电阻？（）A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈5、在无线传感器网络中，以下哪种路由协议适用于节点能量有限的情况？（）A.LEACH协议B.AODV协议C.OSPF协议D.RIP协议6、关于锁相环（PLL）的工作原理和应用，以下哪种说法是不正确的？（）A.锁相环通过比较输入信号和压控振荡器输出信号的相位差，实现频率跟踪和同步B.锁相环广泛应用于通信、雷达、频率合成等领域，能够提供稳定的频率输出C.锁相环的性能主要取决于环路滤波器的参数设计，合理的设计可以提高环路的稳定性和跟踪速度D.锁相环只能用于频率的锁定和跟踪，不能用于相位的调制和解调7、在数字电路中，移位寄存器可以实现数据的存储和移位操作。以下关于移位寄存器的应用，哪一项是不准确的？（）A.串行数据到并行数据的转换B.数据的延迟和缓存C.计数器的实现D.数字信号的调制8、在电子测量仪器中，若要测量一个微小的电阻值，以下哪种测量方法较为精确？（）A.伏安法B.电桥法C.万用表测量D.以上都不准确9、在集成电路设计中，CMOS工艺具有诸多优点。以下关于CMOS工艺的描述，哪一项是错误的？（）A.功耗低B.集成度高C.速度快D.噪声容限小10、在数字信号处理中，以下哪种方法常用于去除噪声并保留信号的主要特征？（）A.傅里叶变换B.小波变换C.拉普拉斯变换D.希尔伯特变换11、在电子电路中，当一个电容与一个电阻串联时，以下哪种情况会导致电路的时间常数增大？（）A.增大电容值B.增大电阻值C.同时增大电容和电阻值D.同时减小电容和电阻值12、在集成电路设计中，CMOS工艺是目前广泛应用的一种技术。下列关于CMOS电路特点的描述中，错误的是：（）A.静态功耗低B.集成度高C.输入电阻高D.速度比双极型电路慢13、在集成电路设计中，CMOS工艺相对于Bipolar工艺具有哪些优势？（）A.功耗低B.速度快C.集成度高D.以上都是14、在数字电子技术中，触发器是一种重要的存储单元。触发器可以存储一位二进制数据。如果一个触发器的初始状态为0，在时钟信号的上升沿到来时，输入信号为1，那么这个触发器的状态会变成什么呢？（）A.0B.1C.不确定D.保持原来的状态15、在数字通信中，同步技术是保证通信正常进行的关键。以下关于位同步和帧同步的描述，哪一项是错误的？（）A.位同步是为了确定每个码元的起止时刻B.帧同步是为了确定数据帧的起始位置C.位同步的精度要求高于帧同步D.帧同步通常比位同步更容易实现16、在数字电路中，以下哪种逻辑门的输出不仅取决于当前的输入，还取决于之前的输出状态？（）A.与门B.或门C.非门D.触发器17、在数字通信系统中，误码率是衡量系统性能的重要指标。以下哪种措施可以降低误码率？（）A.减少发送功率B.增加信号带宽C.采用纠错编码D.提高传输速率18、在数字逻辑电路中，可编程逻辑器件（PLD）如现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）得到了广泛应用。FPGA和CPLD在结构和性能上有一定的差异，以下关于它们的比较，哪一项是正确的？（）A.FPGA的集成度低于CPLDB.CPLD的编程灵活性高于FPGAC.FPGA的速度通常比CPLD快D.CPLD更适合实现复杂的逻辑功能19、在数字信号传输中，曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码常用于数据同步。差分曼彻斯特编码的特点是？（）A.每个比特的中间都有跳变B.每个比特的起始位置有跳变C.每个字节的起始位置有跳变D.每个字节的中间都有跳变20、在数字电子技术中，状态机是一种重要的时序逻辑电路。状态机可以用于实现各种复杂的控制逻辑。以下关于状态机的说法中，错误的是？（）A.状态机可以分为摩尔型状态机和米利型状态机B.状态机的状态转换是由输入信号和当前状态决定的C.状态机的设计可以使用硬件描述语言（HDL）进行D.状态机的状态数量是固定的，不能根据需要进行扩展二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）通信系统中的多径效应会带来哪些问题？如何减轻多径效应的影响？2、（本题5分）在数字图像处理的图像加密技术中，说明常见的加密算法和安全性评估方法。3、（本题5分）数字电子技术中，格雷码的特点是什么？有哪些应用场景？4、（本题5分）解释无线通信中蓝牙技术的工作原理，包括其频段、调制方式以及连接建立的过程。5、（本题5分）深入分析在数字信号处理的应用中，语音信号处理的基本方法和技术，如语音编码、语音识别等。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在集成电路的可靠性设计中，热管理和电磁兼容是关键问题。分析芯片工作时的热产生机制和热传导特性，研究热管理技术（如散热片、热管）对芯片温度的控制效果，探讨集成电路中的电磁干扰来源和电磁兼容设计方法，以提高芯片的可靠性和稳定性。2、（本题5分）某智能手表通过蓝牙与手机连接，实现数据同步和通知推送。分析蓝牙连接的稳定性、功耗以及数据传输的安全性问题，并提出优化方案。3、（本题5分）生物医学信号处理中的脑机接口（BCI）技术为人类与计算机的交互提供了新途径。分析BCI系统的信号采集方式（如脑电图、功能性磁共振成像）和信号处理方法，研究如何提高系统的准确性和响应速度，同时探讨BCI在医疗康复、智能控制等领域的应用前景。4、（本题5分）电源管理技术对于电子设备的性能和续航能力至关重要，涵盖了电池技术、充电管理和能量回收等方面。分析新型电池材料和技术的发展，探讨如何提高电源转换效率、优化充电策略和实现能源的高效利用，以及应对电源管理中的电磁干扰和热管理问题。5、（本题5分）虚拟现实和增强现实技术在游戏、教育和工业设计等领域展现出巨大潜力。分析虚拟现实和增强现实系统中的显示技术、跟踪定位技术和交互技术，探讨如何提升