最近做项目做得有点头晕，没学好的矩阵来报复我来了。
之前有看过对于不同层次FPGA开发者的技术要求，于是决定新开一个系列从简单到困难逐个讲解FPGA工程师的必备技能。
第一期：数字电路稳定性
数字电路存在不稳定的原因，归根到底是“信号的传输速率是非理想的”这个原因造成的：因为温度、工艺、路径、逻辑门的各种影响，传输速率不是理想的，所以就会造成某些信号在我们想让他为高的时候它还是低，或者反之，进而就会影响数字电路的输出结果。
我们把出现了信号到达端口的时间不一样这种状况成为“竞争”，把它产生的输出错误的现象叫做“冒险”。竞争可能引起冒险！
错误造成的输出信号，一般在电气特性上表现为高频率的尖脉冲信号，所以我们把它叫做毛刺
在组合时序电路和异步时序电路中我们经常能见到毛刺
①先说组合逻辑电路：
就拿与门举个例子，比如我们设定一个时间轴t，A,B初态皆为0，原本按照我的设计，A,B应该在5ns的时候同时翻转为1，那么Y也应该在t=5ns时从0翻转为1。但是由于A,B信号源存在差异，导致A比B提前2ns，那么我们的高电平起始时间就会变化，持续时间也会变化。
那么在组合逻辑电路中我们该如何消除毛刺呢？
在数电课程中我们书本上可能讲到过：
1.增加冗余项 2.输出端增加电容
首先这两个办法，其一，冗余项只能消除逻辑险象，不能消除功能险象，其二，增加电容会导致系统速度变慢。而且，在FPGA设计中，这两种办法显然是不可行的，所以我们要介绍另一种方法：
选通法：
也就是增加额外的选通脉冲，运用与门的结构来实现的数字开关，对输入或者输出信号进行管理，这样就从源头上防止了毛刺的产生。
②然后说一下异步时序电路中的毛刺：
产生原因：若多个状态寄存器同时变化，那么时序电路就已经处于竞争之中，而当电路最终的稳态与状态寄存器变化的先后次序有关，那么此时就已经产生了竞争了。
解决办法：
1.延迟元件法：直接让某个状态寄存器延迟，以达到我们想要的输出。这个方法没有直接解决毛刺问题，只是利用了竞争。
2.多次转移法：如果A->D有竞争，那么我们可以尝试A->C->D（此时两个步骤都没有竞争冒险存在）
3.改造为同步电路：经过刚刚两个方法，大家可能会理解：异步电路没办法做到真正意义上的毛刺消除，只能改造为同步电路才能处理毛刺问题。在ASIC中同步时序比异步时序占用的面积大，但是在FPGA中，电路面积意味着逻辑单元，这样的话，同步和异步电路的资源差不多，不会造成不可承受的浪费。
本期的介绍就到这里，谢谢观看。