竞争冒险--习题

在这里插入图片描述
C项:
(1)竞争与冒险的概念(产生原因)

①信号在组合逻辑电路内部通过连线和逻辑单元时,都有一定的延时。延时的大小与连线的长短和逻辑单元的数目有关,同时还受器件的制造工艺、工作电压、温度等条件的影响。此外,信号的高低电平转换也需要一定的过渡时间。由于存在这两方面因素,多路信号的电平值发生变化时,在信号变化的瞬间,组合逻辑的输出有先后顺序,并不是同时变化,这种现象叫做竞争。
  由于竞争往往会出现一些不正确的尖峰信号,这些尖峰信号称为“毛刺”。 如果一个组合逻辑电路中有“毛刺”出现,就说明该电路存在“冒险”。

(2)判别方法

1、代数法:逻辑函数表达式中,若某个变量同时以原变量和反变量两种形式出现,就具备了竞争条件。去掉其它变量,留下有竞争能力的变量,如果表达式为:F=A+A’,就会产生“0”冒险;F=A*A’,就会产生“1”冒险。
2、卡诺图法: 只要在卡诺图中存在两个相切但不相交的圈(静态-1型冒险是1构成的圈,静态-0型冒险是0构成的圈),就会产生冒险。

(3)毛刺的消除

毛刺并不是对所有的输入都有危害,例如D 触发器的D 输入端,只要毛刺不出现在时钟的上升沿并且不满足数据的建立和保持时间,就不会对系统造成危害,我们可以说D 触发器的D 输入端对毛刺不敏感。
  根据这个特性,我们应当在系统中尽可能采用同步电路,这是因为同步电路信号的变化都发生在时钟沿,只要毛刺不出现在时钟的沿口并且不满足数据的建立和保持时间,就不会对系统造成危害。(由于毛刺很短,多为几纳秒,基本上都不可能满足数据的建立和保持时间)因此我们可以通过改变设计,破坏毛刺产生的条件,来减少毛刺的发生。

例如,在数字电路设计中,常常采用格雷码计数器取代普通的二进制计数器,这是因为格雷码计数器的输出每次只有一位跳变,消除了竞争冒险的发生条件,避免了毛刺的产生。

目前,主要有两种基本的采样方法:脉冲选择法和时序逻辑保持法

①脉冲选择法

该方法在输出信号的保持时间内,用一定宽度的高电平脉冲与输出信号做逻辑“与”运算,由此获取输出信号的电平值。

这种方法大大减少毛刺,但它并不能完全消除毛刺,我们通常使用“采样”的方法。一般说来,冒险出现在信号发生电平转换的时刻,也就是说在输出信号的建立时间内会发生冒险,而在输出信号的保持时间内是不会有毛刺信号出现的。如果在输出信号的保持时间内对其进行“采样”,就可以消除毛刺信号的影响。但是这种方法必须产生在合适的时候产生高电平,因此有一定的难度。

②时序逻辑保持法

其利用D 触发器的D 输入端对毛刺信号不敏感的特点,在输出信号的保持时间内,用触发器读取组合逻辑的输出信号,这种方法类似于将异步电路转化为同步电路。
  
  ②由于冒险脉冲是一个非常窄的脉冲,可以在输出端接一个几百微法的电容将其滤出掉。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

RC电路:

RC电路,全称电阻-电容电路(英语:Resistor-Capacitance circuit),一阶RC电路由一个电阻器和一个电容器组成,常用于滤波。

【1】https://baike.baidu.com/item/RC%E7%94%B5%E8%B7%AF/2860109?fr=aladdin
【2】https://baike.baidu.com/item/%E7%AB%9E%E4%BA%89%E5%86%92%E9%99%A9

发布了67 篇原创文章 · 获赞 7 · 访问量 4949

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_43042339/article/details/104112517