组合逻辑电路中的竞争冒险

2
& 1
1
3
B
&
C
YABBC AC
4
可编辑ppt
&
5
≥1
Y
18
三、冒险现象的消除
２. 增加惯性延时环节
在输出端加小电容C可以消除毛刺如图3-58所示。但是输 出波形的前后沿将变坏, 在对波形要求较严格时，应再加整形 电路。
数等
可编辑ppt
3
竞争：输入信号经不同路径到达输出的时间有先 有后的现象称为竞争。
竞争是普遍存在的，不可避免的，有竞争不一定 产生错误。 竞争分为： 临界竞争：导致错误输出的竞争。 非临界竞争：不产生错误输出的竞争。
如果电路中存在竞争现象，则当输入信号变化时就有 可能引起输出信号出现非预期的错误输出，这种现象称为 险象或冒险。
Eg：试判别Y(AB)(B是否C)存在冒险现象。
解：当A=0、C=0时，YB•，B因此存在冒险现象。
说明：由于冒险出现的可能性很多，而且组合电路的冒
险现象只是可能产生，而不是一定产生，更何况非临界
冒险是允许的。因此，实用的判别冒险的方法是测试。
可以认为只有实验的可结编辑果ppt才是最终的结论。
14
卡诺图法判断险象
可编辑ppt
8
3、并不是有了竞争就有险象，在本例中，A变化了两 次的过程中，只有一次有险象，而另一次没有险象。
4、利用波形来分析和判断有无险象，比较麻烦，有无 好的简单方法来判断电路有无险象呢？
5、竞争和险象是针对具体电路的，虽然逻辑函数功能 一样，不同电路会有不同的险象结果。
6、险象对于电路产生结果是在输出端产生不应该有的 短暂的尖峰脉冲，一旦延时时间经过，而恢复到正常 状态。
BC＝00，F＝A；B＝ C 0， 1F＝ A
BC＝10，F＝A；B＝ C1， 1F＝ A＋ A
可见BC＝11时，变量A的变化可能使电路产生 险象。
可编辑ppt
13
Eg：判断YABAC 是否BC 可能出现冒险现象。
解：当A=1、C=0时，YBB，出现冒险现象。 当B=0、C=1时，YA，A出现冒险现象。 当A=0、B=1时，Y CC ，出现冒险现象。 可见，函数Y存在冒险现象。
• 首先画出函数的卡诺图，并画出和函数表 达式中各“与”项对应的卡诺圈。
• 然后观察卡诺图，若发现某两个卡诺圈存 在“相切”关系，即两个卡诺圈之间存在 不被同一个卡诺圈包含的相邻最小项，则 该电路可能产生险象。
可编辑ppt
15
• 例2 判断函数 F＝ AD＋ A C＋ AC 对B应的逻 辑电路是否可能产生险象。
• 若有，则消去函数表达式的其他变量，再 看函数表达式是否能化成或的形式，若能， 则对应的逻辑电路存在产生险象的可能性。
可编辑ppt
12
• 例1 判断函数表达式 F＝ACABA对C应的 逻辑电路是否可能产生险象。
解：由函数表达式可知，变量A和C具备竞争的
条件，所以应对这两个变量进行分析。先考察变 量A，将B和C的各个取值组合分别代入函数表达 式，可得
1.理想情况
输入与输出为稳定状态。（没有考虑信号通过导线和 逻辑门的传输延迟时间）。
2.实际情况
信号通过导线和门电路时，都存在时间延迟；
信号发生变化时也有一定的上升时间或下降时间。
3.电路设计中要考虑的因素
尽量采用最简电路；
尽量采用相同规格的元器件，以免由于元器件性能差异 产生错误；
电路设计应考虑导线延时、元器件处理延时和元器件级
险象会使电路输出端产生短暂的不稳定，应当避免
可编辑ppt
4
在组合电路中，当输入信号的状态改变时，输出 端可能会出现不正常的干扰信号，使电路产生错 误的输出，这种现象称为竞争冒险。
产生竞争冒险的原因：主要是门电路的延迟时间产生的。
A
1
来自百度文库
&
Y1 AA0
(a)
A A Y1
(b)
正尖峰冒险 可编辑ppt
Y1 A
A A Y2
1
≥1
Y2
(a)
Y2AA1
(b)
干扰信号
负尖峰冒险 5
分析下图电路的输出波形
A
1
≥1
F
结论：1、变量的变化会产生竞争； 2、当元器件有延时时，输出可能会产生险象。
可编辑ppt
6
分析下图电路的输出波形（B=C=1，每个元器件处理 延时为td）
B &
A
&
F
1
C
&
可编辑ppt
7
结果分析：
可编辑ppt
16
三、冒险现象的消除
1. 利用冗余项
如图所示卡诺图，只要在两圈相切处增加一个圈（冗余），就能 消除冒险。由此得函数表达式为
可编辑ppt
17
YABBC
2
A B
AB
1 1
& 3
4 ≥ 1
C 00 01 11 10 Y 00 0 0 1
& C
10 1 1 1
有圈相切，则有竞争冒险
增加冗余项， A 消除竞争冒险
本题实际分析产生输出F不是恒1（理论值应为恒1），可 知，在A变化过程中（1→0），F产生了一个负尖峰脉冲， 这就是险象，产生的根本原因是元器件处理延时以及输入 变量的变化。 1、当输入变量A出现跳变时，输入信号A经过多条通路到达 输出F，其元器件级数不一样，从而产生竞争和冒险。
2、从波形图中可以看出，输入A变化了两次，即0→1→0， 当A由0→1时，经过分析，电路也存在竞争，但是没有险 象，是一次非临界竞争；而A 由1→0时，产生负尖峰脉冲， 是一次临界竞争，产生险象。
可编辑ppt
9
冒险及分类
逻辑门因输入端的竞争而导致输出产生不应有的尖峰 干扰脉冲（又称为过渡干扰脉冲）的现象。
静态险象：输入变化输出不应变化的情况下，产生短暂错 误输出的险象。
动态险象：输入变化输出应变化的情况下，输出在变化过 程中产生了短暂的错误输出的现象。
动态险象一般是由静态险象引起的，消除了静态险象也就 消除了动态险象。
4.3 组合逻辑电路中的竞争 组合逻辑电路中与的险竞象争冒险
可编辑ppt
1
竞争冒险的概念及其原因
• 竞争：输入信号经过不同的路径到达输出端的时
间有先有后，这种现象称为竞争。
• 产生的原因：信号经过门的级数、具体逻辑门
的时延大小、导线的长短。
• 竞争会给电路带来什么样的影响？
可编辑ppt
2
竞争冒险的概念及其原因
0型险象：错误输出信号为负脉冲的险象。
1型险象：错误输出信号为正脉冲的险象。
静态险象和动态险象均可分为0型险象和1型险象。
可编辑ppt
10
险象的判断
• 判断组合逻辑电路中是否有可能产生险象 的方法有两种，即代数法和卡诺图法。
可编辑ppt
11
代数法判断险象
• 首先检查函数表达式中是否存在具备竞争 条件的变量，即是否有某个变量同时以原 变量和反变量的形式在函数表达式中出现。