消除竞争冒险
探索组合逻辑电路的竞争冒险现象及消除方法
探索组合逻辑电路的竞争冒险现象及消除方法探索组合逻辑电路的竞争冒险现象在组合逻辑电路中，当两个或多个数字信号在一个逻辑门的输入端同时到达时，它们可能会在输出端引发竞争冒险现象。
竞争冒险是一种反复变化的情况，它会导致逻辑门的输出错误，导致系统出现故障和数据的不稳定性。
竞争冒险通常发生在门的输入信号不同步的情况。
例如，当一个逻辑门的输入信号有较长的传输延迟时，就会发生竞争冒险现象。
竞争冒险现象包括两种类型：正竞争冒险和负竞争冒险。
正竞争冒险现象是指当两个或多个输入信号在一个逻辑门的输入端发生相等的变化时，输出信号经历一段时间后发生突变，随后又恢复到原始状态。
反之，负竞争冒险现象在输入信号发生变化时，输出信号开始反转，但在一段时间后突然又回到了原来的状态。
消除竞争冒险的方法1.增加延迟器：一个适当的延迟器可以将输入信号的时间稍微延迟，使得输入信号的“斜率”上升和下降不那么陡峭。
门可增加输入延迟管分量，来保持一致到达。
另外，在输出延迟管分量中引入等同或近似的延迟。
2.使用锁存器或触发器：锁存器或触发器可以消除竞争冒险。
它们允许信号在一段时间内维持稳定状态，从而消除竞争。
锁存器或触发器的初始状态是通过设定输入信号来实现的。
锁存器或触发器的一个典型应用是用于设置微处理器中的同步逻辑。
3.使用带有输入同步的片：带有输入同步的片可用于消除竞争冒险。
输入同步保持各种输入信号在一个稳定的电平上，直到其同步时钟到达。
同步片的输入同步机制允许输入信号在时钟边沿处被读取，比较突出。
4.使用逻辑修正电路：逻辑修正电路用于处理竞争冒险，使逻辑门产生正确的输出。
修正电路可解决所有类型的竞争问题。
它的作用是将输入信号延迟一个适当的时间，使得它们在逻辑门中被处理。
此外，逻辑修正电路还允许信号在特定间隔内保持稳定状态，以避免出现竞争。
总的来说，消除竞争冒险的方法包括增加延迟器、使用锁存器或触发器、使用带有输入同步的片和使用逻辑修正电路。
消除竞争冒险的方法
消除竞争冒险的方法
首先，我们需要树立正确的竞争观念。
竞争并不是一件坏事，它可以激发我们的潜能，促使我们不断进步。
我们应该抱着积极的态度去面对竞争，不要因为竞争而感到沮丧和无助。
同时，我们也要学会尊重竞争对手，不要通过不正当手段来排斥对手，这样才能建立良好的竞争环境。
其次，我们需要不断提升自己的能力和素质。
只有不断学习和提高自己的综合素质，才能在竞争中立于不败之地。
我们可以通过学习新知识、提升技能、增强自信心来提升自己的竞争力，从而减少在竞争中的冒险。
另外，我们还可以通过与他人合作来消除竞争的冒险。
合作可以让我们更好地发挥自己的优势，同时也可以借助他人的力量来弥补自己的不足。
在团队合作中，我们可以互相学习、互相帮助，共同面对竞争带来的挑战，从而降低竞争的风险。
此外，我们还可以通过制定合理的规划和目标来消除竞争的冒险。
制定明确的目标和计划可以让我们更加有条理地应对竞争，避免盲目冒险。
同时，规划和目标也可以让我们更加清晰地知道自己要走的方向，从而减少在竞争中的迷茫和焦虑。
最后，我们需要保持积极的心态和乐观的情绪。
在竞争中，我们可能会面临挫折和失败，但是我们不能因此而灰心丧气。
保持积极的心态和乐观的情绪可以让我们更好地调整自己的状态，从而更好地面对竞争带来的冒险。
总而言之，消除竞争的冒险并不是一件容易的事情，但是只要我们树立正确的竞争观念，不断提升自己的能力，与他人合作，制定合理的规划和目标，保持积极的心态和乐观的情绪，就可以在竞争中化险为夷，取得更好的成绩。
希望以上方法能够帮助大家更好地消除竞争的冒险，实现自己的目标和梦想。
消除竞争冒险的方法_数字电路与逻辑设计（第2版）_[共6页]
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第3章组合逻辑电路109 化无关，由于组合电路中a，b两个不同变量的变化有先后差异时，也可能引起电路出现瞬间的0冒险，这是产生竞争冒险的原因之二，即当有2个及2个以上输入信号发生突变时，输出端也有可能产生静态逻辑冒险。
3.3.2 消除竞争冒险的方法组合逻辑电路中的竞争冒险主要是由信号到达时间不同而产生的，它仅发生在电路状态变化瞬间过渡过程中。
因此可采取以下措施来消除竞争冒险。
1．增加多余项，修改逻辑设计在存在竞争冒险现象的与门电路中，可以通过在其逻辑表达式中增加多余项，消去会导致竞争冒险现象的互补变量，达到消除竞争冒险的目的。
如对逻辑表达式F=ab+ac，在b=c=1时，满足条件F=a+a，故存在竞争冒险现象。
如将其变换为F=ab+a c+bc，则在同样的条件b=c=1下，互补变量乘积项a+a被消除，F=1，不会产生竞争冒险。
如图3-70所示。
2．增加选通脉冲通过在可能产生冒险的门电路的输入端加入一个选通信号，当输入信号变化时，使输出端与电路断开；当信号进入稳态后，再加入选通信号，将输出端门电路打开。
这样，就避免了电路输出端出现瞬时尖峰脉冲。
如图3-71所示。
图3-70 增加多余项消除冒险 图3-71 用选通脉冲消除冒险3．输出端加滤波电容由于竞争冒险产生的尖峰脉冲的宽度一般都很窄，可以门电路输出端并接一个几十至几百皮法（pF）级的滤波电容来滤除竞争冒险产生的毛刺。
但这样产生的输出波形其上升沿和下降沿都会变得比较缓慢，影响了电路的工作速度，所以只适用于工作速度不高的电路中。
如图3-72所示。
组合逻辑电路的竞争冒险现象是实际工作中常遇到的问题，它会使电路产生错误动作，110数字电路与逻辑设计（第2版）因此，在所设计的组合电路中，必须采取消除竞争冒险的措施。
图3-72 用惯性延时网络消除冒险习题1．分析题图1所示电路，写出电路输出Y1和Y2的逻辑函数表达式，列出真值表，说明它的逻辑功能。
2．分析题图2所示电路，要求：写出输出逻辑函数表达式，列出真值表，画出卡诺图，并总结电路功能。
数字电路第4章(6竞争与冒险现象)_2综述
A
A A'
A A' L
L
★ 分析：2—4译
码器中的竞争冒险现象
★ 当AB从10->01
时，动态过程 中出现00和11 状态，在Y3和 Y0输出端可能 产生冒险。
*2、检查竞争与冒险现象的方法（1）
一、代数法： (1) 检查是否存在某个变量A，它同时以原变量和 反变量的形式出现在函数表达式中。
★编码器、译码器、数据选择器、数据分配 器、数值比较器和加法器是常用的MSI组合逻 辑部件，学习时重点掌握其逻辑功能及应用。
★数据选择器的作用是根据地址码的要求，从 多路输入信号中选择其中一路输出。 ★数据分配器的作用是根据地址码的要求，将 一路数据分配到指定输出通道上去。
★编码器的作用是将具有特定含义的信息编成 相应二进制代码输出;常用的有二进制编码
关的电路。它在逻辑功能上的特点是：没有存储
和记忆作用；在电路结构上的特点是：由各种门 电路组成，不含记忆单元，只存在从输入到输出
的通路，没有反馈回路。
组合逻辑电路的基本分析方法是：根据给定电 路逐级写出输出函数式，并进行必要的化简和 变换，然后列出真值表，确定电路的逻辑功能。 组合逻辑电路的基本设计方法是：根据给定设 计任务进行逻辑抽象，列出真值表，然后写出输 出函数式并进行适当化简和变换，求出最简表达 式，从而画出最简(或称最佳)逻辑电路。
再加选通脉冲选取输出结果, 即可消除现象。
该方法简单易行，但对选通信号的作用时间和 脉冲宽度有严格的要求。
3、消除竞争与冒险现象的方法
（3） 修改逻辑设计 采用增加冗余项的方法。 在表达式中“加”上多余的“与项”或者“乘” 上多余的“或项”，使原函数不可能在某种条件 下再出现A+A‘和AA’的形式。
竞争冒险——精选推荐
竞争与冒险竞争与冒险是数字电路中存在的一种现象。
由于元器件质量和设备工艺已达到相当高的水平，因而数字电路的故障往往是竞争与冒险引起的，所以要研究它们。
在一个复杂的数字电路的设计阶段，就完全预料电路中的竞争与冒险是困难的，有一些要通过实验来检查。
本节将说明组合数字电路中竞争与冒险的基本概念和确定消除它的一些基本方法。
3.5.1 竞争与冒险的基本概念如果一个数字电路从一个稳定状态转换到另一个稳定状态时，其中某个门电路的两个输入信号同时向相反方向变化，我们就称该电路存在竞争。
以前，因为没有考虑门电路的延迟，所以认为一个门的两个输入信号同时向相反方向变化，不应该影响逻辑门的输出。
对于图 3.46(a) 电路，当输入信号如图 3.46(b) 时，在门 G 4 的输入就出现了竞争。
由于没有考虑门的延迟，输出端P 4 的波形是符合真值表的规定的。
当考虑了门电路的延迟后，情况就不同了，见图 3.46(c) ，输出P 4 就出现了一个尖峰干扰。
图中t pd3 是逻辑门 G 3 的平均传输延迟时间；t pd4 是逻辑门 G 4 的平均传输延迟时间。
冒险是指数字电路中在某瞬间可能出现非预期信号的现象，也就是在某瞬间电路中出现的违背真值表规定的逻辑电平的情况，冒险也可以看成为一种过渡现象，一种干扰。
竞争的结果不一定都产生冒险，只是有可能产生冒险，竞争的结果产生冒险时称为竞争冒险。
数字电路的输入信号一般又称一次信号，数字电路输入级之后的信号一般称为二次信号，或中间变量。
一般约定，一次信号都是一个一个有节奏地变化，一次信号之间没有竞争。
一次信号和二次信号之间，二次信号和二次信号之间可能存在竞争。
3.5.2 冒险的分类冒险分为“ 0 ”态冒险和“ 1 ”态冒险。
3.5.2 .1 “ 0 ” 态冒险电路如图 3.47 (a) ，以与或型写出逻辑式A ，B 为输入信号，因为是一次信号，所以假设A ，B 按图 3.48 的规律变化，并假设与非门G 1 的动作速度比与非门G 2 的动作速度慢。
探索组合逻辑电路的竞争冒险现象及消除方法
探索组合逻辑电路的竞争冒险现象及消除方法随着电子技术的不断发展和应用，组合逻辑电路作为数字电路中最简单的一种电路，在电子设备中应用广泛。
然而，在实际应用中，我们常常会遇到一些竞争冒险的问题。
那么，究竟什么是竞争冒险呢？它又是如何产生的呢？如何消除这种现象呢？下面就来一一解答。
一、竞争冒险的定义竞争冒险（Race Hazard）是指输入信号有多条路径到达输出端，而输出信号的正确性与哪条输入路线先到达输出端有关的一种现象。
简而言之，竞争冒险就是同一信号在不同的路径上到达目的地的时间不同，导致信号的正确性无法得到保证。
二、竞争冒险的产生原因竞争冒险通常是在异步电路中产生的。
异步电路是一种没有时钟信号的电路。
因为没有时钟信号控制，异步电路的输入信号会在任何时间到达电路中。
如果异步电路的不同信号路径的延时不相等，就会产生竞争冒险。
三、竞争冒险的消除方法为了消除竞争冒险，我们有以下几种方法：1.插入缓冲器插入缓冲器是一种最基本的解决竞争冒险问题的方法。
在信号到达目的地之前，可以在较长的信号路径中插入缓冲器，使延时较短的信号路径延迟与较长的信号路径相同的时间，达到信号的同步。
2.加强约束条件加强约束条件也可以消除竞争冒险的问题。
在设计电路的时候，我们可以设置更为严格的约束条件，使得各个信号路径的延迟时间尽量相近，从而避免产生竞争冒险。
3.优化电路结构优化电路结构也可以解决竞争冒险的问题。
我们可以在电路设计过程中尽量避免存在长短不一的信号路径，或者在架构设计时就考虑到延迟问题，在电路结构设计时保持信号路径相对简单结构，减少信号传输延迟时间。
总之，竞争冒险是组合逻辑电路中不可避免的现象，我们应该在电路设计与实现中充分考虑其存在，采取相应的措施来消除竞争冒险带来的风险和影响。
竞争冒险消除的方法
竞争冒险消除的方法1. 保持冷静啊！就像你在考场上遇到难题，一慌就全完了。
遇到竞争冒险时，可别着急上火，先深呼吸，让自己冷静下来，这样才能理智地想办法应对。
比如有人跟你竞争同一个项目，别急着去争个你死我活，冷静分析下各自优势在哪。
2. 增强自我认知呀！你得清楚自己的斤两，别盲目去冲。
就如同打游戏知道自己擅长什么角色，竞争冒险时，明白自己的优势劣势，才能更好地发挥。
比如你要和别人比演讲，那你得知道自己口才咋样。
3. 提升能力呗！这没啥好说的，你强了自然不怕竞争。
就像运动员不断训练让自己更强，平时多学习多积累，关键时刻才不会掉链子。
你看人家学霸，啥考试都不怕，不就是能力强嘛！4. 学会合作啊！别总觉得竞争就是敌对，合作也能共赢呀！就好像篮球比赛，团队配合好了才能赢。
别死磕竞争对手，有时候一起合作说不定能打开新局面。
比如和同行合作搞个大项目，岂不美哉？5. 调整心态哇！别把竞争冒险想得那么可怕，这也是成长的机会嘛！就像爬山，过程累但到了山顶多爽。
遇到竞争时，乐观一点，就当是锻炼自己。
6. 了解对手哟！你都不了解人家，怎么应对竞争呀。
好比打仗要知道对方战术，竞争冒险时，清楚对手的情况，才能找到突破点。
比如对手的弱点在哪里。
7. 制定策略啦！这可不能马虎，要有计划地行动。
跟下棋一样，走一步看三步。
有了好的策略，竞争冒险就更有把握。
比如针对某个竞争项目规划好每一步。
8. 保持专注呀！别三心二意的，认准目标就全力以赴。
好比射箭要瞄准靶心，在竞争中专注于自己的目标，才不会被干扰。
9. 不断反思呀！每次经历竞争冒险后都要好好想想，哪里做得好，哪里要改进。
就像复盘一场比赛，这样才能越来越厉害。
我的观点是：竞争冒险不可怕，通过这些方法去应对，我们就能在竞争中更好地成长和进步，消除那些不必要的困扰！。
消除组合逻辑电路竞争冒险的方法
一、概述组合逻辑电路竞争冒险是数字电路设计中常见的问题之一。
它指的是在时序条件下，由于输入信号的变化导致电路输出出现不确定的转换过程，可能造成电路性能下降甚至失效的情况。
消除组合逻辑电路竞争冒险，对于保证电路的可靠性和稳定性具有重要意义。
本文将探讨消除组合逻辑电路竞争冒险的方法。
二、理解组合逻辑电路竞争冒险1.1 组合逻辑电路组合逻辑电路是由逻辑门组成的电路，其输出仅由输入确定的逻辑方程确定，没有状态存储。
典型的组合逻辑电路包括加法器、比较器、译码器等。
1.2 竞争冒险竞争冒险是指在时序条件下，由于输入信号的变化导致电路输出出现不确定的转换过程。
在组合逻辑电路中，竞争冒险可能导致输出信号的瞬时不稳定，从而影响整个电路的功能和性能。
三、消除组合逻辑电路竞争冒险的方法2.1 时序优化设计通过时序优化设计，可以使电路在特定的时间限制内完成逻辑运算，减少竞争冒险的可能性。
时序优化设计包括信号调整、信号同步和时钟分配等技术手段。
2.2 信号同步技术信号同步技术通过控制信号的传输路径和延迟时间，使得输入信号在逻辑运算之前到达，从而避免竞争冒险。
常见的信号同步技术包括流水线技术、同步触发器技术和反馈路径控制技术。
2.3 逻辑优化设计逻辑优化设计可以通过优化逻辑方程、简化逻辑结构等方式，减少竞争冒险的可能性。
逻辑优化设计常常需要依靠专业的逻辑综合工具进行辅助。
2.4 时钟分配技术时钟分配技术可以根据电路的工作频率和时序要求，合理设计时钟信号的分配和布局，避免时钟冲突和竞争冒险。
时钟分配技术需要考虑时钟的传输延迟、时钟的峰值功耗和时钟的抖动等因素。
2.5 引入冗余逻辑通过引入冗余逻辑，可以在一定程度上提高电路的容错能力，从而减少竞争冒险的可能性。
冗余逻辑可以是备用逻辑单元、冗余逻辑判断器或冗余逻辑运算器等。
2.6 仿真验证通过仿真验证，可以对组合逻辑电路进行全面、深入的测试，发现潜在的竞争冒险问题，并及时进行修正。
探索组合逻辑电路的竞争冒险现象及消除方法
探索组合逻辑电路的竞争冒险现象及消除方法
组合逻辑电路是指一些由多个逻辑门组成的逻辑电路。
它们一般不具有记忆性，不涉及时钟信号，是根据输入信号直接输出结果的电路。
虽然组合逻辑电路看起来非常简单，但是在实际应用中存在着一些竞争冒险，这可能导致电路输出错误的结果。
本文将探讨组合逻辑电路的竞争冒险现象及消除方法。
竞争冒险是指当多个逻辑门的输入信号在不同的时间到达时，电路不能准确地确定输出信号。
这是由于电路中存在着多条不同的信号路径，当这些路径的信号到达的时间不同，就会发生竞争冒险。
这个现象如果不及时解决，就会导致电路输出错误的结果，甚至会使整个系统崩溃。
竞争冒险可以通过添加延迟元件来解决。
这些延迟元件包括反相器和缓冲器。
反相器可以改变输入信号的极性，并将输出信号延迟一定时间后输出。
缓冲器可以加强信号的强度，并将信号的延迟控制在很小的范围内。
通过添加这些延迟元件，可以精确地控制信号的延迟时间，从而避免竞争冒险。
另外，竞争冒险问题也可以通过优化电路结构来解决。
由于冒险问题是由信号路径的不同导致的，我们可以尽可能地减少信号路径的长度和数量。
在优化电路时，需要考虑到电路的性能和延迟时间之间的平衡。
如果性能过于复杂，就会增加信号延迟时间，从而导致冒险问题。
如果性能过于简单，就会降低电路的效率和稳定性。
总之，竞争冒险是组合逻辑电路中常见的问题之一。
通过添加
延迟元件和优化电路结构，可以有效地解决这个问题。
在实际应用中，我们必须注意电路的稳定性和效率，以便顺利地解决竞争冒险问题，保证电路的正确性。
竞争冒险
消除竞争－ 消除竞争－冒险现象的方法 则消除由A带来的竞争 带来的竞争－ 则消除由 带来的竞争－冒险的如图所示
注:为了使电路所用 为了使电路所用 器件最少， 器件最少，将逻辑函 数化简， 数化简，而为了消除 竞争－ 竞争－冒险又要增加 冗余项， 冗余项，这是一对矛 盾。首先不考虑竞争 冒险， －冒险，将逻辑函数 化简， 化简，然后检查有否 竞争－冒险现象， 竞争－冒险现象，再 用增加冗余项来消除 它。
A 1 (a) A A Y1 (b) & Y1 A 1 (a) ≥1 Y2
Y1 = AA = 0
A A Y2
Y2 = A + A = 1
(b)
干扰信号
二、竞争冒险现象的判别
在组合逻辑电路中，是否存在冒险现象， 在组合逻辑电路中，是否存在冒险现象，可通过逻辑函 数来判别。 数来判别。如根据组合逻辑电路写出的输出逻辑函数在一定 条件下可简化成下列两种形式时， 条件下可简化成下列两种形式时，则该组合逻辑电路存在冒 险现象 。 如果输出端门电路的两个输入信号A和 ′是输入变量A经过两个 如果输出端门电路的两个输入信号 和A′是输入变量 经过两个 不同的传输途径而来，则当输入变量A的状态发生突变时输出 不同的传输途径而来，则当输入变量 的状态发生突变时输出 端有可能产生尖峰脉冲， 端有可能产生尖峰脉冲，故只要输出端的逻辑函数在一定条件 下能简化成Y＝A＋ A′或 Y＝A· A′,则可判定存在竞争－冒险现 下能简化成 ＝ ＋ ′ ＝ ′ 则可判定存在竞争－ 则可判定存在竞争 象
Y = AB + A C
当B＝C＝1时， ＝ ＝ 时
B 1 C 4.4.2
≥1
Y
Y = A+ A
故此电路存在竞争－冒险现象。 故此电路存在竞争－冒险现象。 若将上述逻辑式改为
时序逻辑电路中的竞争-冒险现象
通过比较实际输出波形与预期输出波形，可以发现是否存在异常波动， 进而判断是否存在竞争-冒险现象。
实例分析
时钟信号延迟
在时序逻辑电路中，如果时钟信号的延迟时间过长或过短，可能会导致多个触发 器同时触发，产生竞争-冒险现象。
门级参数匹配
在门级电路中，如果存在参数不匹配的情况，如不同门的传输延迟时间不一致， 可能会导致信号在传输过程中产生竞争-冒险现象。
增加冗余项
在关键路径上增加冗余门
在可能产生竞争的路径上增加额外的门，以增加信号的传输时间，从而避免同时到达可能产生竞争的节点。
使用冗余触发器
在时序逻辑电路中增加冗余触发器，以延迟信号的传输，避免竞争条件的发生。
使用滤波电容
在输出端使用滤波电容
在时序逻辑电路的输出端增加滤波电容，以吸收可能产生的毛刺，从而消除冒险现象。
在关键节点使用滤波电容
在可能产生竞争的节点上增加滤波电容，以吸收可能产生的尖峰信号，从而消除冒险现 象。
04
CATALOGUE
时序逻辑电路设计中的预防措施
合理安排门电路的输入信号
01
02
03
避免同时触发
在时序逻辑电路中，应避 免多个输入信号同时触发 ，以减少竞争条件的发生 。
保持信号稳定
对于关键信号，应采取措 施确保其稳定，避免因信 号突变而引发竞争-冒险现 象。
寄存器中的竞争-冒险现象
总结词
寄存器中的竞争-冒险现象可能导致数据 在寄存器中的存储不稳定，从而影响数 据的正确传输。
VS
详细描述
在寄存器中，当输入信号发生变化时，寄 存器中的数据可能会因为内部逻辑门的延 迟时间不同而产生短暂的不稳定状态。这 种不稳定状态可能导致数据在寄存器中的 存储出现错误，从而影响后续数据的正确 传输。
组合逻辑电路中的竞争与冒险知识讲解
A
1tpd A
1 Y
理想情况下的工作波形如图12－6（b）所示。
如考虑到G1门的平均传输延迟时间tpd时，则工作波形 如图12－6（c）所示。
G1
A
1
G2
A
&
YA
1tpd
(a)
Y
(b)
五、产生竞争冒险的主要原因
在组合逻辑电路中，当一个门电路如G2输入两 个同时向相反方向变化的互补信号时，则在输 出端可能会产生不应有的尖峰原因
1
竞争 冒险
3 消除冒险 现象方法
2
冒险现象判别
一、理想情况
输入与输出为稳定状态或没有考虑信号通过导线和 逻辑门的传输延迟时间。
二、实际情况
信号通过导线和门电路时，都存在时间延迟tpd。 信号发生变化时也有一定的上升时间tr 或下降时间tf 。
在组合逻辑电路中，是否存在冒险现象，可由逻辑函数来判别 如根据组合逻辑电路写出的输出逻辑函数在一定条件下可简化成 下列两种形式时，则该组合逻辑电路可能存在冒险现象，即
YA•A 可能出现1型冒险。 YAA 可能出现0型冒险。 例：试判别逻辑函数式 YAC ABAC是否可能出现冒险现象。
解：写出逻辑函数式 YAC ABAC 由逻辑表达式可看出A、C具有竞争能力
一、加封锁脉冲
在输入信号产生竞争冒险的时间内，引入一个脉 冲将可能产生尖峰干扰脉冲的门封锁住。封锁脉 冲应在输入信号转换前到来，转换结束后消失。
二、加选通脉冲
对输出可能产生尖峰干扰脉冲的门电路增加一个接选通 信号的输入端，只有在输入信号转换完成并稳定后，才 引入选通脉冲将它打开，此时才允许有输出。在转换过 程中，没有加选通脉冲，输出不会出现尖峰干扰脉冲。
竞争冒险现象分析与消除
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6
（a）竞争冒险现象的仿真电路例1
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7
（b）0（低电平）型冒险输出 图8.10.1 竞争冒险现象的仿真电路与输出波形
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8
2. 竞争冒险现象的仿真电路例
竞争冒险现象的仿真电路例2如图8.10.2 （a）所示，该电路的逻辑功能为，从逻辑表 达式来看，无论输入信号如何变化，输出应保 存不变，恒为0（低电平）。但实际情况并非 如此，从仿真的结果可以看到，由于74LS05D
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2
利用卡诺图可以判断组合逻辑电路是否可能 存在竞争冒险现象，具体做法如下：根据逻辑函 数的表达式，作出其卡诺图，若卡诺图中填1的格 所形成的卡诺图有两个相邻的圈相切，则该电路 就存在竞争冒险的可能性。
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3
组合逻辑电路存在竞争就有可能产生冒险， 造成输出的错误动作。因此，在设计组合逻辑电 路时必须分析竞争冒险现象的产生的原因，解决 电路设计中的问题，杜绝竞争冒险现象的产生。 常用的消除竞争冒险的方法有：加取样脉冲，消 除竞争冒险；修改逻辑设计，增加冗余项；在输 出端接滤波电容；加封锁脉冲等。
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（a）竞争冒险现象的仿真电路例3
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（b）0（低电平）型冒险输出 图8.10.2 竞争冒险现象的仿真电路与输出波形
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8.10.3 竞争冒险现象的消除
为了消除图8.10.3（a）所示电路的竞争冒险 现象，修改逻辑设计，增加冗余项BC，该电路的逻 辑功能为＋BC，修改后的电路和仿真结果如图 8.10.4所示，输出保持不变，恒为1（高电平）， 电路的竞争冒险现象被消除。
竞争冒险现象的仿真电路例3如图8.10.3 （a）所示，该电路的逻辑功能为，已知B=C=1， 所以。从逻辑表达式来看，无论输入信号如何变 化，输出应保存不变，恒为1（高电平）。但实 际情况并非如此，从仿真的结果可以看到，
探索组合逻辑电路的竞争冒险现象及消除方法
探索组合逻辑电路的竞争冒险现象及消除方法作者：雷媛媛来源：《数字技术与应用》2013年第02期摘要：本文指出了竞争冒险现象在组合逻辑电路中的危害，并详细探讨了竞争冒险产生的原因、判断及消除方法。
关键词：组合逻辑电路竞争冒险消除中图分类号：TN791 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0222-021 引言数字电路的基本门电路有与门、或门、非门，它们是构成各种复杂组合逻辑电路的基本逻辑单元。
其逻辑功能为：与门“有0出0，全1出1”，或门“有1出1，全0出0”，非门“0非为1，1非为0”。
他们的逻辑功能，只有在输入和输出状态稳定时才存在。
在没有考虑信号通过导线和逻辑门的传输延迟时间的理想情况下，门电路的输入与输出为稳定状态。
实际上，由于信号在传输过程中改变状态都要经历一段极短的过渡时间，或者信号传输路径不同而使信号到达输出端有先有后，从而在数字电路中，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，其输出端就可能产生干扰脉冲，这种现象称为竞争～冒险。
可见，门电路存在延迟时间是组合逻辑电路产生竞争冒险现象的根本原因。
它通常发生在输入状态变换之际，是一种边缘的错误输出。
当负载电路对尖峰脉冲敏感时，这种现象使得负载电路将发生误动作，这对各种电子产品和电子系统的后果是很严重的，竞争冒险现象直接影响电路工作的稳定性、可靠性，甚至会导致整个数字系统的误动作和逻辑紊乱。
因此，在设计时就必须采取各种措施加以消除和避免。
如何解决竞争冒险问题就成为数字电路设计中的关键环节。
在组合逻辑电路中，如果由于竞争冒险而产生干扰脉冲，势必会对敏感负载产生不良影响，甚至导致误操作。
如干扰脉冲可以使寄存器产生误操作，丢失储存的数据，还可以使计数器产生错误计数等。
2 竞争冒险分类根据冒险的情形可分为静态冒险和动态冒险。
（1）静态冒险。
如果一个组合电路输入有变化时，输出不应发生变化的情况下，出现一次瞬间的错误变化就叫做静态冒险。
组合逻辑电路中消除竞争冒险的方法
组合逻辑电路中消除竞争冒险的方法
那里面的竞争冒险可真是个让人头疼的家伙！就像一颗不定时炸弹，随时可能引爆电路的稳定性。
那咋办呢？别慌！有办法消除它。
可以修改逻辑设计呀！这就好比给电路来一场“大改造”。
仔细分析电路的逻辑表达式，通过增加冗余项，让电路变得更加稳定。
想象一下，电路就像一辆跑车，冗余项就是那额外的安全装置，让跑车在高速行驶时也能稳稳当当。
这多棒啊！在修改逻辑设计时，一定要小心谨慎，反复验证，可不能马虎哦！不然，搞不好会弄巧成拙。
还可以接入滤波电容呢！这就像是给电路穿上了一层“保护衣”。
滤波电容可以吸收电路中的尖峰脉冲，让电路免受竞争冒险的影响。
哇塞，这简直太厉害了！不过，选择合适的滤波电容也很重要哦，不然效果可就大打折扣啦。
那这些方法在实际中有啥用呢？用处可大了去了！比如说在数字电子钟里，如果不消除竞争冒险，那时间显示可能就会出现错误，这可不得了哇！而用了这些方法，就能让数字电子钟走得稳稳当当，准确无误。
再比如在计算机的处理器中，消除竞争冒险可以提高处理器的稳定性和可靠性，让你的电脑跑得更快更稳。
这难道不香吗？
总之，消除组合逻辑电路中的竞争冒险非常重要。
我们可以通过修改逻辑设计、接入滤波电容等方法来实现。
这些方法能让电路更加稳定可靠，为我们的生活带来更多的便利。
所以，一定要重视起来哦！。
消除电路竞争冒险的方法
消除电路竞争冒险的方法
1. 消除电路竞争风险的方法
竞争是电路设计中不可避免的一部分，但如果不能消除竞争，它可能会对电路的性能产生不利影响，从而影响设计的成功度。
因此，在设计电路时，研发人员应该采取一些措施来消除竞争风险。
以下是消除电路竞争风险的一些方法：
(1) 合理设计信号路径：在设计电路时，应避免把信号路径布置在复杂的位置，以免造成竞争现象。
应尽量使信号路径简单而清晰，并且让信号能尽快到达它们的目的地。
(2) 合理安排布局：在布局时，应将具有强相关关系的电路分组，以免形成竞争。
(3) 避免使用时序元件：尽量避免使用时序元件，因为它们会破坏信号的正确传输，从而使信号发生竞争。
(4) 合理使用连接器和编程器：在编程器和连接器的使用上，应尽量避免使用模块化或多功能的编程器，以免造成过多的竞争情况。
(5) 使用高质量的电路元件：使用高质量的电路元件可以最大限度减少竞争的风险。
一般来说，高质量的电路元件可以满足电路的整体电气要求，而廉价的电路元件则可能引起竞争。
(6) 采用先进的设计技术：有时可以采用先进的设计技术来改善信号的传输特性，以避免时序的竞争情况。
比如，采用分层技术可以提高布线效率，减少短路，从而避免竞争现象的发生。
总之，消除竞争风险可以提高电路设计的质量，提高电路的可靠性。
因此，在设计电路时要特别注意消除竞争的风险，以实现电路设计的预期效果。
竞争冒险实验
实验十七竞争冒险一、实验目的通过实验观察组合电路中存在的竟争冒险现象，学会用实验手段消除责争冒险对电路的影响．二、实验内容1．八位串行奇仍校验电路竞争冒险现象的观察及消除。
图17．1所示电路为八位串行奇偶校验电路。
图17．1八位串行奇、偶校验电路按图接线。
测试电路的逻辑功能。
a．b…g，h分别接逻辑开关K1；～K9，z接发光二级管显示。
改变K1～K8的状态．观察并记录Z的变化。
（注：时间关系，仅列举几个有代表性的结果。
其中以开关闭合表示“1”，开关断开表示“0”.）K1K2K3K4K5K6K7K8Z 000000001 000000010 000000111 000001110 000011111 000111110 001111111 011111110 111111111表17.1由表17.1可以看出每一次开关的断开和闭合都影响发光二极管的状态。
a接脉冲．b．c··h接高电平．用示波器观察并记录a和y湍的波形测出信号经七级异或门的延迟时间。
由上图可以看出，延迟时间为20msa和h端接同一脉冲．b．c··g为高电平．观察并记录a和y端的波形。
说明y端的波形有何异常现象？如上图所示输出端y出现了原设计中没有的窄脉冲，若采用加电容的办法来消除此异常现象．则电容C应接在何处？如图所示，滤波电容C应该与输出端并联.，若设门的输出电阻R0≈100Ω，估算电容C值的大小？测出门电路的阈值电压VT用实验法测出消除上述异常现象所需的电容值．说明产生误差的原因有哪些？2．组合电路竞争冒险现象的观察及消除组合电路如图17．2所示。
测试电路功能．结果列成真值表形式。
泪实验法测定．在信号变化过程中．竟争冒险在何处，什么时刻可能出现？用校正项的办法来消除竟争冒险．则电路应怎洋修改？画出修改后的电路．并用实验验证之。
若改用加滤波电容的办法来消除竞争冒险．则电容C应加在何处？其值约为多大？试通过实验验证之。
什么是竞争与冒险现象,如何消除
什么是竞争与冒险现象,如何消除
由于竞争在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象通常叫做竞争冒险。
数字系统中的竞争冒险会影响系统的正常工作，特别是对尖峰脉冲敏感的
电路（如时序逻辑电路），往往会因为尖峰脉冲而使电路发生误动作。
为此，在设计时应采取措施加以避免。
检查和消除竞争冒险的方法如下：1)
代数判断法在单个输入变量改变状态的简单情况下，如杲输出端的逻辑函
数在一定条件下能简化为y-A+A或Y-A．五则可判断电路存在竞争冒险。
2)用实验方法判断在电路输入端加上所有可能发生状态变化的波形，观察
输出端是否有尖峰脉冲，从而判断电路是否存在竞争冒险。
3)用卡诺图法
判断在函数的卡诺图中，如果存在相切而不相交的包围圈，则存在竞争冒险。
(1)加封锁脉冲。
在输入信号产生竞争冒险的时间内，引入一个脉冲
将可能产生尖峰干扰脉冲的门封锁住。
封锁脉冲应在输入信号转换前到来，转换结束后消失。
(2)加选通脉冲。
对输出可能产生尖峰干扰脉冲的门电
路增加一个接选通信号的输入端，只有在输入信号转换完成并稳定后，才
引入选通脉冲将它打开，此时才允许有输出。
在转换过程中，由于没有加
选通脉冲，因此，输出不会出现尖峰干扰脉冲。
(3)接入滤波电容。
由于
尖峰干扰脉冲的宽度一般都很窄，在可能产生尖峰干扰脉冲的门电路输出
端与地之间接入一个容量为几十皮法的电容就可吸收尖峰干扰脉冲。
消除竞争冒险
__
消除竞争冒险的措施：
二、引入选通脉冲： 在电路转换过程中无选通脉冲（高电平）
A 选通
__
A
+ A
__
__
A
A
A+ A =1
选通
引入1有效 1开门
消除竞争冒险的措施：
三、引入滤波电容： 尖峰脉冲通过电容到地（旁路）
A
__
A
A
__
__
A
A
A• A = 0
消除竞争冒险的措施：
四、采用可靠性编码： 如格雷码（每次只用一个输入端改变） 五、修改逻辑设计： 增加冗余项（加上多余的项）
一、MSI中规模数字集成电路芯片的特点：
1.具有通用性。一个功能部件块，通过适当的外部连线 可以实现多种逻辑功能。 2.能“自扩展”。若干个功能部件通过适当连接，可以 扩展成位数更多的复杂部件。 3.具用“兼容性”。便于不同品种及功能的电路混合使 用。 4.封装电路功耗小。能提高电路工作的可靠性。 5.输入负载小。由于电路在输入端采用了“缓冲级”， 使整个芯片作为外电路的负载时，对外电路来说负载 量不大。 6.充分利用了双列直插式器件封装的所有引脚---有不少 中规模电路有使能端(Enable)，增强了电路功能及通用 性。
__ __
Ci+ Ai Bi 1 0 1 1 0 Ci+1 = Ai BiCi+ Ai Bi__________ Ci+ Ai BiCi __ 1 1 0 1 0 Si = Ai(Bi⊕ Ci) + Ai(Bi⊕ Ci) = Ai ⊕ Bi⊕ Ci 1 1 1 1 1 C = ( Ai ⊕ Bi) • Ci + AiBi
§5.5 全加器
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A
__
A
A
__
__
A
A
A• A = 0
消除竞争冒险的措施：
四、采用可靠性编码： 如格雷码（每次只用一个输入端改变） 五、修改逻辑设计： 增加冗余项（加上多余的项）
Y = A• B + A • C = A• B + A • C + BC
A
__
__
__
Y 当B=C=1时： = A+ A + 1
∑
A1 B1 C1
作业：
P189 29 第四版：P150 29
自考： P128 5，7，8
__
C i +1
全加器电路图：
Ai Bi Ci 国标
∑
CI CO
Si
Ai Bi Ci 国外 F.A.
Si
Ci +1
Ci +1
实现两个N位二进制加法的运算器： Cn+1 Sn Cn Sn-1 C4 S3 C3 S2 C2 S1
∑
An Bn Cn
∑
An-1 Bn-1 Cn-1
∑
A3 B3 C3
∑
A2 B2 C2
§5.5 全加器
Ai Bi Ci Ci+1 Si 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1
1
1 1
0 11 0
__ __ __
1 1 0
__ __ __
1 1
Si = Ai BiCi+ Ai BiCi+ Ai BiCi+ Ai BiCi
__
§5.4用大规模集成电路构成的数字系统特点： LSI 1. 数字系统的装配密度增加,结构简化,体积缩 小,重量减轻,功耗降低。 2.一块大规模集成电路的平均无故障时间和中 规模集成电路大体上是相同的,而电路 数量却 大大减少,系统平均无故障时间就能延长；此外, 采用大规模集成电路使系统的焊点数、接插件 及连线数大为减少，因此系统有较高的可靠性。 3.设计数字系统比较容易。生产、排除故障和 维修也较简便。且成本低廉，应用方便。
消除竞争冒险的措施：
一、引入封锁脉冲： 在输入信号转换前到达，转换后消失（低电平）
A
__
A
A• A = 0
相与 引入0 有效 0关门
__
消除竞争冒险的措施：
二、引入选通脉冲： 在电路转换过程中无选通脉冲（高电平）
A 选通
__
A
+ A
__
__
A
A
A+ A =1
选通
引入1有效 1开门
消除竞争冒险的措施：
i +1
__________
Si = Ai ( Bi ⊕ Ci ) + Ai ( Bi ⊕ Ci ) = Ai ⊕ Bi ⊕ Ci C i + 1 = ( Ai ⊕ Bi ) • Ci + AiBi = Ai ⊕ Bi • Ci • AiBi
Ai Bi Ci & & & =1 =1 Si
__________ __________ ___ __________ _____ _____
__ __
Ci+ Ai Bi 1 0 1 1 0 Ci+1 = Ai BiCi+ Ai Bi__________ Ci+ Ai BiCi __ 1 1 0 1 0 Si = Ai(Bi⊕ Ci) + Ai(Bi⊕ Ci) = Ai ⊕ Bi⊕ Ci 1 1 1 1 1 C = ( Ai ⊕ Bi) • Ci + AiBi
__
A
(恒为1)
消除竞争冒险的措施：
一、引入封锁脉冲： 二、引入选通脉冲： 三、引入滤波电容： 四、采用可靠性编码： 五、修改逻辑设计：
§5.4中规模数字集成电路的特点：
一、MSI中规模数字集成电路芯片的特点：
1.具有通用性。一个功能部件块，通过适当的外部连线 可以实现多种逻辑功能。 2.能“自扩展”。若干个功能部件通过适当连接，可以 扩展成位数更多的复杂部件。 3.具用“兼容性”。便于不同品种及功能的电路混合使 用。 4.封装电路功耗小。能提高电路工作的可靠性。 5.输入负载小。由于电路在输入端采用了“缓冲级”， 使整个芯片作为外电路的负载时，对外电路来说负载 量不大。 6.充分利用了双列直插式器件封装的所有引脚---有不少 中规模电路有使能端(Enable)，增强了电路功能及通用 性。
§5.3组合逻辑电路中的竞争冒险
竞争冒险现象及产生原因： 门电路中有两个输入信号同时向相反的 电平跳变的现象叫做竞争。
A
__
A
A
__
__
A
A
A• A = 0
我们把由于竞争而在电路输出端可能产 生的尖峰脉冲的现象叫做竞争---冒险。 竞争冒险的判断： 一个输入变量： __
A•象 Y=AB+C