竞争与冒险

竞争与冒险的判定与消除

摘要：大部分的组合逻辑电路中都存在竞争现象，而竞争往往会引起电路产生冒险现象。冒险表现为输出端产生尖峰脉冲，从而破坏电路原有的逻辑功能并使电路产生错误动作。并非左右的竞争都会产生冒险，而且也并不是所有的冒险都能被消除，这需要准确的判断和对症下药。

关键词：竞争冒险尖峰脉冲卡诺图

1.引言

组合逻辑电路中经常会存在竞争与冒险现象，为保证电路工作的稳定性与安全性，同时防止数字系统的逻辑功能紊乱，掌握竞争与冒险的判定与消除方法变得格外重要。

2.竞争与冒险的成因

2．1竞争现象

逻辑门电路存在延迟且因门而异，另外输入信号所经过逻辑门级数不同导致信号到达输出端时间不一致。

2．2冒险现象

当输入端的信号发生改变时，由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲。

根据尖峰脉冲的极性，冒险又可分为偏”1”冒险和偏”0”冒险。

3.险象的分类及判别方法

3.1偏0险象：

逻辑表达式为F=A+ A变量A由高电平变为低电平时产生冒险即“偏1“冒险，而由低电平变高电平时则不会产生冒险

3.1 偏0险象：

逻辑表达式为F=（A+ B）（A+C）变量A由低电平变为高电平时产生冒险即“偏1“冒险，而由高电平变低电平时则不会产生冒险

，在卡诺图上画卡诺圈，如果逻辑函数是与或表达式，那么卡诺圈圈l方格，且l代表原变量，0代表反变量，每个卡诺圈对应逻辑函数中的一个与项。如果逻辑函数是或与表达式，那么卡诺圈圈0方格，且1代表反变量，0代表原变量，每个卡诺圈对应逻辑函数中的一个或项。在逻辑函数的卡诺图中，函数的每个与项(或项)对应卡诺图上一个卡诺圈，若两个卡诺圈相切。则相切处将会发生冒险。

偏1冒险

4.竞争与冒险的消除

4.1修改逻辑设计(增加冗余项)

如果逻辑函数对应的卡诺图中有相切的卡诺圈，那么该电路就存在冒险现象，如果能避免卡诺图中存在相切的卡诺圈，就可以消除冒险现象。方法是：在卡诺图上，加上一个与这两个相切卡诺圈都相交的一个卡诺圈，这样就破坏了这两个卡诺圈的相切关系，从而可以消除冒险现象。加上一个多余的卡诺圈，那么对应的逻辑函数就增加了一个冗余项，而冗余项并不会影响逻辑函数的逻辑值和逻辑功能。

举例如下：对于逻辑函数F=A C+AB,其卡诺图如下：

1冒险，我们可以增加一个卡诺圈，破坏相切关系，从而消除冒险。逻辑函数则应修改为F=A C+AB+BC.

同样，对于函数F=(A+C)(A+B),其卡诺图如下。

0冒险，我们可以增加一个卡诺圈，破坏相切关系，从而消除冒险。逻辑函数则应修改为F=(A+C)(A+B)(B+C)

5.结束语

组合逻辑电路的设计中，竞争与冒险现象是避免不了的，如果不加处理，必然会引起电路的不稳定，并会产生逻辑错误，所以必须要掌握竞争与冒险的判别和消除方法，以便设计出最合理的电路。