数字电路中的竞争冒险以及解决

竞争冒险在《数字电子技术基础》中有详细的阐述,由于学过很久了,现在再翻开复习复习,总结总结。

在组合电路中,当输入信号改变状态时,输出端可能出现虚假信号(过渡干扰脉冲),这对电路来说是不利的。

在数字电路中,任何一个门电路只要有两个输入信号同时向相反方向变化(由01变成10,或者相反),其输出端就可能产生干扰脉冲。

信号由于经由不同路径传输达到某一汇合点的时间有先有后的现象,就称之为竞争,英文名Race;由于竞争现象所引起的电路输出发生瞬间错误的现象,就称之为冒险,英文名Hazard或者Risk。

有竞争不一定有冒险,但出现了冒险就一定存在竞争。

如下图的简单电路,由于门电路的延时,A非相对于A信号会滞后一丢丢(时间由工艺决定),这就会导致输出产生一个干扰脉冲。

更现实一点,对于一个与门:

解决方式:

1.引入封锁脉冲:引入负脉冲,在输入信号发生竞争的时间内,把可能产生的干扰脉冲的门锁住。

封锁脉冲的宽度不应小于过渡时间且与输出信号转换同步。

缺点:脉冲宽度和产生时间有严格要求。

2.引入选通脉冲:在电路状态稳定后,再选通输出。

缺点:脉冲宽度和产生时间有严格要求。

3.引入滤波电容:输出端并接一个不大的滤波电容

缺点:输出波形边沿变坏。

 

4.修改逻辑设计,增加冗余项:

对于给定的逻辑 Y=AB+ÃC,当BC都为1的时候,若A值改变,则会发生竞争。所以可以添加冗余项:

Y=AB+ÃC+BC

分析有无竞争冒险:画出函数的卡诺图,检查有无几何相邻的逻辑项,有则可能产生竞争冒险。

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