南京医科大学《FPGA逻辑设计与验证》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《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批阅人一、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、在数字信号传输中，若要减少码间串扰，以下哪种均衡技术是常用的？（）A.线性均衡B.非线性均衡C.自适应均衡D.以上都是2、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3、在数字通信系统的同步技术中，以下哪个同步用于确定每个码元的起止时刻？（）A.位同步B.帧同步C.网同步D.载波同步4、在模拟通信系统中，噪声对信号的传输有很大的影响。以下关于噪声的描述，哪一项是正确的？（）A.热噪声是由电子的热运动产生的，其功率谱密度是均匀的B.散粒噪声是由半导体器件中的电流起伏引起的，只存在于低频段C.闪烁噪声是由电阻的热噪声引起的，其功率谱密度与频率成正比D.以上都不对5、在数字电路中，对于一个由与非门组成的基本逻辑电路，若输入信号A为高电平，B为低电平，那么经过与非运算后，输出信号会是什么状态？（）A.高电平B.低电平C.不确定D.以上都不对6、在数字信号传输中，码间串扰会影响信号的传输质量。为了减少码间串扰，通常采用：（）A.增加信号的幅度B.提高信号的频率C.采用均衡技术D.降低信号的传输速率7、对于一个数字信号，若要进行有效的压缩编码，以下哪种方法可能会被采用？（）A.预测编码B.变换编码C.统计编码D.以上都是8、在微控制器（单片机）编程中，经常使用中断来提高系统的响应性能。假设一个单片机系统中有多个中断源，当同时有多个中断请求发生时，系统通常会根据什么来确定中断的优先级？（）A.中断请求的先后顺序B.中断向量的地址C.预先设定的中断优先级D.随机选择9、在数字电子技术中，格雷码是一种特殊的二进制编码方式。格雷码的特点是什么呢？相邻的两个编码之间只有一位发生变化。以下关于格雷码的说法中，错误的是？（）A.格雷码可以减少数字电路中的误码率B.格雷码可以用于编码器和译码器的设计C.格雷码可以直接进行算术运算D.格雷码可以通过简单的电路实现二进制码到格雷码的转换10、在数字信号处理中，离散傅里叶变换（DFT）是一种重要的工具。以下关于DFT的说法，哪一个是正确的？（）A.DFT的计算效率比快速傅里叶变换（FFT）高B.DFT只能处理有限长的离散信号C.DFT变换结果的幅度和相位都是实数D.DFT不存在频谱泄漏问题11、在数字音频处理中，采样频率是一个关键参数。根据奈奎斯特采样定理，为了无失真地恢复原始信号，采样频率至少应为信号最高频率的：（）A.一倍B.两倍C.四倍D.八倍12、在数字通信中，以下哪种同步技术对于准确接收和解码信号至关重要？（）A.位同步B.帧同步C.载波同步D.以上都是13、在通信系统的信道编码中，循环码具有良好的性能，其编码和译码可以通过：（）A.硬件电路实现B.软件算法实现C.查表法实现D.以上都可以14、在无线传感器网络中，节点的定位是一个重要的问题。以下哪种定位技术不需要额外的硬件设备：（）A.GPS定位B.基于距离的定位C.基于角度的定位D.基于连通性的定位15、在电子信息工程中，以下哪种技术常用于提高图像的分辨率和清晰度？（）A.图像增强B.图像压缩C.图像分割D.图像超分辨率重建16、在电子测量的误差分析中，以下哪种误差是由于测量仪器的不准确引起的？（）A.系统误差B.随机误差C.粗大误差D.以上都是17、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18、在通信系统中，香农定理指出在有噪声的信道中，最大数据传输速率与信道带宽、信噪比之间存在一定关系。当信道带宽为10MHz，信噪比为30dB时，根据香农定理，该信道的最大数据传输速率约为：（）A.10MbpsB.30MbpsC.50MbpsD.100Mbps19、在电子电路的故障检测中，以下哪种测试方法可以检测集成电路的内部故障：（）A.在线测试B.功能测试C.边界扫描测试D.以上都是20、对于数字信号的传输方式，以下哪种方式需要在发送端和接收端进行同步？（）A.异步传输B.同步传输C.并行传输D.串行传输二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在通信系统中，多址接入技术（如FDMA、TDMA、CDMA）的原理是什么？比较它们在系统容量、抗干扰能力和频谱利用率方面的性能。2、（本题5分）解释在数字电路的时序分析中，建立时间和保持时间的违反对电路工作的影响，以及如何避免。3、（本题5分）解释电子电路中的阻抗匹配的概念和重要性，以及实现阻抗匹配的方法。4、（本题5分）分析在半导体器件的击穿现象中，齐纳击穿和雪崩击穿的机制。5、（本题5分）详细说明在电子电路的电磁兼容性设计中，双绞线布线减小电磁辐射的原理。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某控制系统中，采用了PID控制器。分析PID控制器的工作原理、参数整定方法和性能特点，研究如何根据系统特性调整控制器参数以获得良好的控制效果。2、（本题5分）某电子设备制造公司计划开发一款新型智能手机，该手机将采用最新的芯片技术和高清显示屏。请分析在设计过程中，如何优化芯片的性能以满足手机的多任务处理需求，同时如何选择合适的显示屏技术以实现出色的图像质量和低功耗，以及在整合这些组件时可能遇到的兼容性问题和解决方法。3、（本题5分）一个集成电路制造工艺中，存在光刻精度和套刻误差的问题。分析误差产生的原因（如光刻机性能、光刻胶特性等），以及对芯片性能和成品率的影响，并探讨改进工艺的方法。4、（本题5分）一个工业自动化生产线上的机器视觉检测系统，需要快速准确地检测产品缺陷。分析图像采集方案、缺陷特征提取算法以及检测系统的可靠性和稳定性设计。5、（本题5分）某数字图像处理系统需要进行图像压缩存储。分析常见的图像压缩算法（如JPEG、PNG）的原理和特点，以及如何根据图像类型和应用需求选择合适的压缩算法和参数。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个基于FPGA的SPI通信接口模