东南大学数电试卷(a)

强化班06级计算机结构与逻辑设计试卷（A卷） 学号 姓名

题号 得分

1 2 3 4 5 6 7 8 总分 理论部分：共80 分，占总分的40% 一,选择题（每题2分，共16分）

1．二进制数1011101用余三BCD码表示为（A）11000110；（B）10010011；（C）1100000；（D）10000000。 （ ）

2．在布尔代数中，AB+CD的反函数为（A）A B + C D；（B）（A + B）（C + D）； （C）（A+B）（C+D）；（D）（A+B）（C+D）。 （ ）

3．函数F =f（A,B,C,D）=Σm(0,1,3,5)+Σd(2,6)的反函数的标准表达式为:（A）Σm(4,7)+Σd(2,6)；（B）Σm(4,7,8,9,10,11,12,13,14,15)； （C）Σm(4,7,8,9,10,11,12,13,14,15)+Σd(2,6)；

（D）Σm(2,4,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15)。 （ ）

4．静态存储器SRAM和动态存储器DRAM在计算机中分别用作：（A）CACHE、主存；（B）主存、CACHE；（C）主存、硬盘；（D）CACHE、硬盘。 （ ）

5．某32位PC机的内存可存储1G个字，若用512兆（字节）的内存芯组成，所使用片数为（A）2片；（B）4片；（C）8片；（D）3片。 （ ）

6．实验过程中两级十进制计数器74160之间的进位是按图示电路实现的(74160的功能表见下页)，发现计数规律为：00、(01～08)、19、10、(11～18)、29、(20～28)、39、30……，解决的办法是（A）按此图重新接线；（B）更换芯片；（C）更换显示设备；（D）在低位向高位的进位链中加一非门。 （ ） “1”

“1”

Q0 Q1 Q2 Q3 CO Q0 Q1 Q2 Q3 CO “1”

EN LD EN LD

个位 十位 CI CI

CR CR CP

D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3

1

74160

CR LD EN CI CP D0 D1 D2 D3 0 × × × × × × × × 1 0 × × ↑ a b c d 1 1 0 × ↑ × × × × 1 1 × 0 ↑ × × × × 1 1 1 1 ↑ × × × × Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 0 a b c d 保 持 保 持 递 增 计 数

CO = CI Q3 Q2 Q1 Q0

7．在下列各ADC方案中，成本最低的是（A）并行比较型；（B）逐次逼近型； （C）双积分型；（D）跟踪比较型。 （ ）

8．随机存取存储器RAM中随机二字的最确切解释是：（A）可以存（写）也可以取（读）；（B）对任何一个存储单元的读、写时间是相同的；（C）读和写可同时进行；（D）可以随意写进任何数据。 （ ）

二，填空题（每格1分，共14分）

1．ADC的过程分 、 、 、 四步（次序填错不给分）。采样的频率必须满足 定理的要求，即采样频率必须 于（填大于或小于） 。

2．PC机常用的终端有 、 、 与 等，若将若干PC机组成局域网，则PC机相对于服务器是 。

3．命中率H是指 超高速缓存的存取时间为10-8秒，内存的存取时间为10-6秒，命中率为0.9,问平均存取时间Tav为 。

三，现有一逻辑函数

F = f（A，B，C，D）=Σm（0，4，5，9，14，15）+Σd（2，7，8，10，），请用一个四选一数据选择器实现(可添加必要的门电路)， 画出电路图（10分）。

注：要求有设计过程。 MUX A1 A0 EN Y A1 1 0 G ×× 1 0 A0 0 3 0 0 0 D0 EN EN 0 1 0 D1 D0 0 1 0 0 D2 D1 1 1 1 0 D3 Y D2 2 D3 3

2

四，画出下面二触发器的输出波形（设Q1、Q2的初始状态均为1）（10分）

VDD S

D1 1D Q1 S 1D Q2

CP C1 C1

R R

R R D1 CP Q1 Q2

五, 已知某8位逐次逼近型ADC的转换范围Vm =25.6伏,现有一模拟电压v=15.68伏,问完成一次转换需多少时钟周期?请排出变换过程中该ADC数据寄存器的时序表、相应的DA输出电压以及比较结果，并指出转换结果.(10分)

3

六、分析图示电路，定性画出其输出波形（至少画20个周期）。（10分）

Z 1 FP>Q FP=Q FP = < 0 1 2 3 Vcc

Q0 Q1 Q2 Q3 Qcc/Qcb 1D EN LD C1 M R 74190

D0 D1 D2 D3 CP

“1” 74190 EN LD M CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 × 0 × × a b c d A b c d 0 1 0 ↑ × × × × 递增计数 0 1 1 ↑ × × × × 递减计数 1 1 × × × × × × 保持 Qcc/Qcb = M Q3 Q2 Q1 Q0 + M Q3 Q2 Q1 Q0 Q3—Most Significant Bit Q0—Least Significant Bit

7485 A3 B3 A2 B2 A1 B1 A0 B0 A>B A=B AQ FP=Q FP

4

LD CP Q0 Q1 Q2 Q3 Qcc /QcB M Z

七.下面大方框图是某微程序控制器的ROM（其中第25～39行屏蔽），若有一指令的微操作顺序可安排如左下表，请分析该指令执行什么运算？设该指令的操作码是05，请将该指令加进微程序控制器的ROM（执行指令的微操作从40行开始安排）。注：安排微指令时可不完全按左下表顺序，最好能说明理由。(10分) 某指令的微操作顺序（参考） 微指令控制位 微操作 控制命令 C7 IC←0 RESET IC 1． R←1 C8 IC←IC+1 INCREMENT IC 2． OP←MB, R←0 C9 IC←MB MB INTO IC 3． IC←IC+1 C10 AC←0 RESET AC 4． MA←MB C11 AC←AC+BR ADD 5． R←1 C12 AC←AC-BR SUBTRACT 6． BR←MB，AC←0， C13 W←1 SET W R←0 C14 W←0 RESET W 7． AC←AC+BR C15 R←1 SET R 8． AC←AC+BR C16 R←0 RESET R 9． AC←AC+BR 10．MA←IC C17 AC←0 RESET AC C18 MA←MB0～10 MB INTO MA

C19 MA←IC IC INTO MA

C20 MB←AC AC INTO MB

C21 OP←MB11～15 MR INTO OP

C22 BR←MB MB INTO BR

C23 IAR←IAR+1 INCREMENT IAR

C24 IAR←C1～6 C TO IAR

C25 IAR←OP+IAR+1 ADD OP TO IAR

C26 IAR←0 RESET IAR

5

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10C11C12C13C14C15C16C17C18C19C20C21C22C23C24C25C26 0 1 1 1 1 1 2 1 3 1 1 1 4 1 1 1 1 5 1 1 1 1 1 6 1 1 1 1 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 1 21 1 1 1 22 1 1 1 23 1 1 24 1 1 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 微操作与微指令控制位的关系见上页右下表

6

答 案

一,选择题（每题2分，共16分）

1．二进制数1011101用余三BCD码表示为（A）11000110；（B）10010011；（C）1100000；（D）10000000。 （ ） 2．在布尔代数中，AB+CD的反函数为（A）A B + C D；（B）（A + B）（C + D）； （C）（A+B）（C+D）；（D）（A+B）（C+D）。 （ ） 3．函数F =f（A,B,C,D）=Σm(0,1,3,5)+Σd(2,6)的反函数的标准表达式为:（A）Σm(4,7)+Σd(2,6)；（B）Σm(4,7,8,9,10,11,12,13,14,15)； （C）Σm(4,7,8,9,10,11,12,13,14,15)+Σd(2,6)；

（D）Σm(2,4,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15)。 （ ） 4．静态存储器SRAM和动态存储器DRAM在计算机中分别用作：（A）CACHE、主存；（B）主存、CACHE；（C）主存、硬盘；（D）CACHE、硬盘。 （ ） 5．32位PC机的内存可存储1G个字，若用512兆（字节）的内存芯组成，所使用片数为（A）2片；（B）4片；（C）8片；（D）3片。 （ ） 6．实验过程中两级十进制计数器74160之间的进位是按图示电路实现的(74160的功能表见下页)，发现计数规律为：00、(01～08)、19、10、(11～18)、29、(20～28)、39、30……，解决的办法是（A）按此图重新接线；（B）更换芯片；（C）更换显示设备；（D）在低位向高位的进位链中加一非门。 （ ） “1”

“1”

Q0 Q1 Q2 Q3 CO Q0 Q1 Q2 Q3 CO “1”

EN LD EN LD

个位 个位 CI CI

CR CR CP

D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3

74160 CR LD EN CI CP D0 D1 D2 D3 0 × × × × × × × × 1 0 × × ↑ a b c d 1 1 0 × ↑ × × × × 1 1 × 0 ↑ × × × × 1 1 1 1 ↑ × × × × Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 0 a b c d 保 持 保 持 递 增 计 数

CO = CI Q3 Q2 Q1 Q0

7．在下列各ADC方案中，成本最低的是（A）并行比较型；（B）逐次逼近型； （C）双积分型；（D）跟踪比较型。 （ ） 8．随机存取存储器RAM中随机二字的最确切解释是：（A）可以存（写）也可以取（读）；（B）对任何一个存储单元的读、写时间是相同的；（C）读和写可同时进行；（D）可以随意写进任何数据。 （ ）

一，A，D，C，A，C，D， C，B

7

二，填空题（每格1分，共14分）

1．ADC的过程分 、 、 、 四步（次序填错不给分）。采样的频率必须满足 定理的要求，即采样频率必须 于（填大于或小于） 。

2．PC机常用的终端有 、 、 与 等，若将若干PC机组成局域网，则PC机相对于服务器是 。 3．命中率H是指 超高速缓存的存取时间为10-8秒，内存的存取时间为10-6秒，命中率为0.9,问平均存取时间Tcache为 。

二，采样，保持，量化，编码，采样，大，信号最高频率的2倍

键盘，鼠标，监视器，打印机，智能终端

-8

CPU从CACHE中取得数据的概率，10.9×10 三，现有一逻辑函数

F = f（A，B，C，D）=Σm（0，4，5，9，14，15）+Σd（2，7，8，10，11），请用一个四选一数据选择器实现(可添加必要的门电路)， 画出电路图（10分）。

MUX A1 A0 EN Y A1 1 0 G ×× 1 0 A0 0 3 0 0 0 D0 EN EN 0 1 0 D1 D0 0 1 0 0 D2 D1 1 1 1 0 D3 Y D2 2 D3 3 注：要求有设计过程。 三、

CD AB 00 01 11 10 00 1 × 01 1 1 × 11 1 1 10 × 1 × × MUX A B 0 D C 1 C 1 0 EN 0 1 2 3 G 0 3 Y

四，画出下面触发器的输出波形（设Q1、Q2的初始状态均为1）（10分）

VDD

S S Q1 Q2 D1 1D 1D

CP C1 C1

R R

R 8

R

D1

CP

Q1

Q2 五、已知某8位逐次逼近型ADC的转换范围Vm =25.6伏,现有一模拟电压v=15.68伏,问完成一次转换需多少时钟周期?请排出变换过程中该ADC数据寄存器中数据的时序表、相应的DA输出、比较器比较结果，并指出转换结果.

9个时钟周期

10000000 12.8 1 11000000 19.2 0 10100000 16.0 0 10010000 14.4 1 10011000 15.2 1 10011100 15.6 1 10011110 15.8 0 10011101 15.7 0 10011100 结果

9

六、分析图示电路，定性画出其输出波形。（10分）

Z

1 FP>Q FP=Q FP = < 0 1 2 3 Vcc Q0 Q1 Q2 Q3 Qcc/Qcb

EN LD 1D M C1 74190 R D0 D1 D2 D3

CP

74190 “1”

LD CP Q0 Q1 Q2 Q3 Qcc M Z

10

七.下面大方框图是一微程序控制器的ROM（其中第30～39行屏蔽），若有一指令的微操作顺序可安排如左下表，请分析该指令执行什么运算？ 设该指令的操作码是05，请将该指令加进微程序控制器的ROM（执行指令的微操作从40行开始安排）。(10分)

某指令的微操作顺序（参考）

1 R←1 2 OP←MB, R←0 3 IC←IC+1 4 MA←MB 5 R←1 6 BR←MB，AC←0， R←0 7 AC←AC+BR 8 AC←AC+BR 9 AC←AC+BR 10．MA←IC

微指令控制位 微操作 控制命令 C7 IC←0 RESET IC C8 IC←IC+1 INCREMENT IC C9 IC←MB MB INTO IC C10 AC←0 RESET AC C11 AC←AC+BR ADD C12 AC←AC-BR SUBTRACT C13 W←1 SET W C14 W←0 RESET W C15 R←1 SET R C16 R←0 RESET R C17 AC←0 RESET AC C18 MA←MB0～10 MB INTO MA C19 MA←IC IC INTO MA C20 MB←AC AC INTO MB C21 OP←MB11～15 MR INTO OP C22 BR←MB MB INTO BR C23 IAR←IAR+1 INCREMENT IAR C24 IAR←C1～6 C TO IAR C25 IAR←OP+IAR+1 ADD OP TO IAR C26 IAR←0 RESET IAR 11

七，A×3指令

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10C11C12C13C14C15C16C17C18C19C20C21C22C23C24C25C26 0 1 1 1 1 1 1 2 1 3 1 1 1 4 1 1 1 1 5 1 1 1 1 1 6 1 1 1 1 7 8 1 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 1 21 1 1 1 22 1 1 1 23 1 1 24 1 1

40 1 1 41 1 1 1 42 1 1 1 1 43 1 1 44 1 1 45 1 1 46 1 1 47 48 49 50 12