學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁蘇州市職業(yè)大學(xué)

《數(shù)字邏輯與集成設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在數(shù)字電路中，為了提高電路的可靠性和穩(wěn)定性，常常采用冗余設(shè)計。以下關(guān)于冗余設(shè)計的描述，不正確的是（）A.冗余設(shè)計可以通過增加額外的硬件或邏輯來實現(xiàn)B.冗余設(shè)計能夠降低電路發(fā)生故障的概率，但會增加成本和復(fù)雜度C.冗余設(shè)計只適用于對可靠性要求極高的關(guān)鍵系統(tǒng)，一般系統(tǒng)不需要采用D.冗余設(shè)計可以通過硬件冗余、信息冗余和時間冗余等方式實現(xiàn)2、或門是另一種常見的邏輯門，其邏輯功能為只要有一個輸入為高電平，輸出就為高電平。關(guān)于或門的特點，以下說法不正確的是（）A.或門的邏輯表達(dá)式為Y=A+BB.或門可以用于實現(xiàn)多個條件中只要滿足一個就執(zhí)行的邏輯C.或門的輸出電平與輸入電平的變化是同步的，沒有延遲D.或門在組合邏輯電路中起著重要的作用，常用于數(shù)據(jù)選擇和控制信號生成3、在復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中，常常采用層次化設(shè)計方法。以下關(guān)于層次化設(shè)計的描述，正確的是（）A.層次化設(shè)計將系統(tǒng)劃分為多個層次，每個層次完成特定的功能B.層次化設(shè)計可以提高系統(tǒng)的設(shè)計效率和可維護(hù)性C.不同層次之間通過明確的接口進(jìn)行通信和交互D.層次化設(shè)計是一種自頂向下的設(shè)計方法，不支持自底向上的設(shè)計過程4、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行處理。如果要將十進(jìn)制數(shù)25轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，以下哪種方法是正確的？（）A.11001B.10100C.11010D.100115、在數(shù)字邏輯電路的時序分析中，假設(shè)一個時序電路由多個觸發(fā)器和組合邏輯組成，需要確定其建立時間、保持時間和時鐘到輸出的延遲等參數(shù)。這些參數(shù)對于電路的正確運行和性能評估至關(guān)重要。以下哪種工具或方法在進(jìn)行時序分析時是必不可少的？（）A.邏輯模擬器B.硬件描述語言C.示波器D.頻譜分析儀6、在數(shù)字邏輯中，若要對一個8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗，校驗位應(yīng)設(shè)置在：（）A.最高位B.最低位C.次高位D.次低位7、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的只讀存儲器（ROM）時，假設(shè)需要存儲一個8×8的真值表。以下關(guān)于ROM的容量和地址線、數(shù)據(jù)線的數(shù)量，哪個是正確的（）A.容量為64位，地址線8條，數(shù)據(jù)線8條B.容量為8位，地址線64條，數(shù)據(jù)線1條C.容量為64位，地址線3條，數(shù)據(jù)線8條D.容量為8位，地址線8條，數(shù)據(jù)線1條8、在數(shù)字系統(tǒng)中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）起著重要的作用。以下關(guān)于ADC轉(zhuǎn)換精度的描述中，錯誤的是（）A.轉(zhuǎn)換精度取決于ADC的位數(shù)B.位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換精度越高C.轉(zhuǎn)換精度與輸入信號的頻率無關(guān)D.轉(zhuǎn)換精度與參考電壓的穩(wěn)定性有關(guān)9、在數(shù)字電路中，半導(dǎo)體存儲器起著重要的存儲作用。假設(shè)我們正在研究半導(dǎo)體存儲器。以下關(guān)于半導(dǎo)體存儲器的描述，哪一項是不正確的？（）A.隨機存取存儲器（RAM）可以隨時讀寫數(shù)據(jù)，但斷電后數(shù)據(jù)會丟失B.只讀存儲器（ROM）中的數(shù)據(jù)在制造時就被固化，無法修改C.靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）和動態(tài)隨機存儲器（DRAM）的讀寫速度相同D.半導(dǎo)體存儲器的容量和存儲速度是選擇存儲器時需要考慮的重要因素10、在數(shù)字電路的邏輯門延遲分析中，假設(shè)一個組合邏輯電路由多個邏輯門組成，輸入信號經(jīng)過這些門的傳播延遲會影響電路的性能。以下哪種因素對邏輯門延遲的影響最大？（）A.邏輯門的類型B.輸入信號的變化頻率C.電路的復(fù)雜度D.電源電壓的穩(wěn)定性11、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器不僅可以存儲數(shù)據(jù)，還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。以下關(guān)于移位寄存器的移位方式，錯誤的是（）A.左移時，數(shù)據(jù)依次向左移動，最高位丟失B.右移時，數(shù)據(jù)依次向右移動，最低位丟失C.循環(huán)左移時，最高位移動到最低位D.移位寄存器只能進(jìn)行單向移位，不能同時進(jìn)行左移和右移12、對于一個由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時序邏輯電路，若要實現(xiàn)自啟動功能，需要檢查：（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.邏輯表達(dá)式C.真值表D.卡諾圖13、考慮到一個大規(guī)模集成電路的布局布線，假設(shè)芯片上集成了數(shù)十億個晶體管，需要合理安排它們的位置和連接以減少延遲和功耗。這是一個極其復(fù)雜的問題，通常需要借助專業(yè)的工具和算法來解決。以下哪個因素在布局布線過程中對性能的影響最大？（）A.晶體管的密度B.布線的長度C.電源和地線的分布D.時鐘樹的設(shè)計14、在數(shù)字系統(tǒng)的測試中，故障診斷是一項重要的任務(wù)。以下關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)故障診斷的方法，錯誤的是（）A.可以采用觀察法、測量法和替換法等B.邏輯分析儀是一種常用的故障診斷工具C.只要系統(tǒng)能正常工作，就不存在潛在的故障D.建立完善的測試方案有助于提高故障診斷的效率15、在數(shù)字電路中，使用譯碼器實現(xiàn)邏輯函數(shù)時，若要實現(xiàn)一個3變量的邏輯函數(shù)，至少需要幾位的譯碼器？（）A.2B.3C.4D.816、在數(shù)字邏輯的競爭冒險現(xiàn)象分析中，假設(shè)一個邏輯表達(dá)式在某些輸入條件下可能產(chǎn)生競爭冒險。以下哪個工具或方法可以幫助準(zhǔn)確地分析和預(yù)測這種現(xiàn)象（）A.邏輯分析儀B.示波器C.手工計算D.以上方法都不準(zhǔn)確17、在數(shù)字電路中，若要對一個8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行取模運算，以下哪種方法較為可行？（）A.使用除法器B.通過邏輯運算C.利用計數(shù)器D.以上都不是18、對于一個用VerilogHDL描述的數(shù)字邏輯電路，以下哪種語句通常用于描述組合邏輯？（）A.alwaysB.initialC.assignD.module19、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的時序問題，即輸入信號和時鐘信號之間的時間關(guān)系對電路輸出的影響。以下哪種情況可能導(dǎo)致時序違規(guī)？（）A.輸入信號在時鐘上升沿附近變化B.時鐘信號的占空比不穩(wěn)定C.建立時間和保持時間不滿足要求D.以上情況都可能導(dǎo)致時序違規(guī)20、在數(shù)字邏輯電路的面積優(yōu)化中，假設(shè)給定一個功能需求，需要在滿足性能要求的前提下盡量減小芯片面積。可以通過邏輯化簡、資源共享和架構(gòu)優(yōu)化等方法來實現(xiàn)。以下哪種方法在面積優(yōu)化中通常能夠帶來最大的節(jié)??？（）A.邏輯門級的優(yōu)化B.功能模塊的復(fù)用C.算法層面的改進(jìn)D.選擇更小尺寸的晶體管二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實現(xiàn)一個除法器的恢復(fù)余數(shù)法和不恢復(fù)余數(shù)法。2、（本題5分）詳細(xì)說明在數(shù)字邏輯電路的板級設(shè)計中，如何進(jìn)行布局布線以提高電路的性能和可靠性。3、（本題5分）在數(shù)字電路設(shè)計中，解釋如何根據(jù)給定的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖設(shè)計出相應(yīng)的時序邏輯電路，包括狀態(tài)分配和邏輯方程的推導(dǎo)。4、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路中，競爭冒險現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么，有哪些方法可以消除或減少競爭冒險。5、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的信號傳輸延遲計算中，考慮的因素和計算方法。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個組合邏輯電路，判斷一個19位二進(jìn)制數(shù)是否為特定類型的合數(shù)。2、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計一個同步時序邏輯電路，實現(xiàn)模5的計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。3、（本題5分）用邏輯門設(shè)計一個能實現(xiàn)兩個9位二進(jìn)制數(shù)加法運算（考慮進(jìn)位和溢出）的電路，畫出邏輯圖和真值表。4、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計一個同步4位二進(jìn)制計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、邏輯電路圖，并分析其工作原理。5、（本題5分）使用移位寄存器和加法器設(shè)計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)累加和移位功能的電路，畫出邏輯圖和說明工作原理。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）給定一個數(shù)字音頻處理系統(tǒng)中的音頻均衡器模塊，用于調(diào)整音頻信號在不同頻段的增益。分析音頻均衡器的設(shè)計原理和參數(shù)設(shè)置，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)均衡功能。探討如何根據(jù)用戶需求和音頻特性優(yōu)化均衡效果。2、（本題10分）設(shè)計一個