1. 什么是竞赛冒险?
信号在经过连线和逻辑单元时,都有必定的延时。延时的巨细与连线的长短和逻辑单元的数目有关,一同还受器材的制作工艺、作业电压、温度等条件的影响。信号的凹凸电平转化也需求必定的过渡时刻。因为存在这两方面要素,多路信号的电平值产生改变时,在信号改变的瞬间,组合逻辑的输出有先后顺序,并不是一同改变,成为“竞赛”;往往导致呈现一些不正确的尖峰信号,这些尖峰信号称为“毛刺”。
假如一个组合逻辑电路中有“毛刺”呈现,就阐明该电路存在“冒险”。冒险是由变量的竞赛引起的。冒险又分为逻辑冒险和功用冒险。
简言之:在组合逻辑中,因为门的输入信号通路中经过了不同的延时,导致抵达该门的时刻不一致叫竞赛,竞赛产生冒险。
2. 竞赛冒险产生的原因?
(1)根本原因:推迟
(2)详细剖析:
竞赛冒险的产生遭到四个要素的限制,即:时刻推迟、过渡时刻、逻辑联系和推迟信号相位。
[1]时刻推迟,即信号在传输中受途径、器材等要素影响,输入端信号间呈现的时刻差异
[2]过渡时刻,即脉冲信号状况不会产生骤变,有必要阅历一段极短的过渡时刻
[3]逻辑联系,即逻辑函数式
[4]推迟信号相位,即推迟信号状况间的相位联系,包括推迟信号同相位和推迟信号反相位两个方面。 推迟信号状况改变相同的则是推迟信号同相位,反之则是反相位。
时刻推迟和过渡时刻要素是竞赛冒险的产生原因,逻辑联系和推迟信号相位要素是竞赛冒险的产生机制。由原因和机制,构成竞赛冒险的产生条件。当电路满意产生条件时,则必定产生毛刺。
3. 怎么判别有竞赛冒险?
3.1 逻辑冒险的判别办法有两种:
1)。 代数法:
在逻辑函数表达式中,若某个变量一同以原变量和反变量两种方式呈现,例如:逻辑函数在必定条件下可简化为Y=A+A反或Y=A*A反就具有了竞赛条件。去掉其他变量(也便是将其他变量取固定值0或1),留下有竞赛能力的变量,
假如表达式为F=A+A~(用A~表明A的反变量,以下同),就会产生0型冒险(F应该为1而实践却为0);假如表达式为F=AA~,就会产生1型冒险。
例:表达式 F=AB+CB~,当A=C=1时,F=B+B~,在B产生跳变时,或许呈现0型冒险。
2)。 卡诺图法:将函数填入卡诺图,依照函数表达式的方式圈好卡诺圈。
A\BC| 00 01 11 10
———————–
0 | 0 0 0 1
1 | 0 1 1 1
F=AC+BC~的卡诺图(将101和111的1圈一同,010和110的1圈一同)
经过调查发现,这两个卡诺圈相切。则函数在相切处两值间跳变时产生逻辑冒险。(条件是这两个卡诺圈没有被其他卡诺圈围住)
3.2 功用冒险的判别:
功用冒险是当多个输入信号一同改变的瞬间,因为改变快慢不同而引起的冒险。
卡诺图法:仍然用上面的卡诺图,按相同函数圈好。举例F=AC+BC~中,ABC从111变为010时,A和C两个变量一同产生了跳变,若A先改变,则ABC的取值呈现了过渡态011,由卡诺图能够知道此刻函数输出F为0,但是ABC在改变的前后的安稳状况输出值为1,此刻就呈现了0型冒险。这种由过渡态引起的冒险是因为电路的功用所造成的,因而成为功用冒险。
3.3 归纳逻辑冒险和功用冒险:
例 :F=CD+BD~+AC~,自己画及圈卡诺图,能够发现信号ABCD从0100改变到1101或许存在0型功用冒险,不存在逻辑冒险。从0111改变到1110不存在功用冒险,而或许存在逻辑冒险。
3.4 总结判别竞赛-冒险的办法:
1、逻辑函数在必定条件下可简化为Y=A+A反或Y=A*A反;
2、真值表卡诺图法;
3、计算机辅佐剖析。
4. 怎么消除竞赛冒险?
消除竞赛-冒险的办法:
1、引进封锁脉冲;
2、引进选通脉冲;
3、修正逻辑设计,添加冗余乘积项;
4、接入滤波电容。
趁便提一句:时序逻辑中的竞赛冒险能够用D触发器,格雷码计数器,同步电路等优异的设计方案消除。