硬件竞争和冒险

Posted 2020-08-31 Phil的博客园

竞争：在组合电路中，信号经由不同的途径达到某一会合点的时间有先有后，这种现象称为竞争。

冒险：由于竞争而引起电路输出发生瞬间错误现象称为冒险。表现为输出端出现了原设计中没有的窄脉冲，常称其为毛刺。

竞争与冒险的关系：有竞争不一定会产生冒险，但有冒险就一定有竞争。

在组合逻辑中，由于门的输入信号通路中经过了不同的延时，导致到达该门的时间不一致叫竞争。
产生毛刺叫冒险。如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。

下面的图片很好的描述了竞争和冒险的现象：

ABCD在电平翻转的时候不一致，就导致输出结果TEST有毛刺。

 

如何消除竞争和冒险：

首先确定竞争和冒险是否影响系统，因为竞争和冒险产生的是毛刺，时间较短，有的电路信号建立时间保持时间较长，自身就可以过滤这些冒险。

1、增加滤波电容

2、使用格雷码，一次只有一位改变。

3、利用冗余项法

　　利用冗余项消除毛刺有2种方法：代数法和卡诺图法，两者都是通过增加冗余项来消除险象，只是前者针对于函数表达式而后者针对于真值表。以卡诺图为例，若两个卡诺圆相

切，其对应的电路就可能产生险象。因此，修改卡诺图，在卡诺图的两圆相切处增加一个圆，以增加多余项来消除逻辑冒险。但该法对于计数器型产生的毛刺是无法消除的。

　　在仿真时，我们也可能会发现在FPGA器件对外输出引脚上有输出毛刺，但由于毛刺很短，加上PCB本身的寄生参数，大多数情况下，毛刺通过PCB走线，基本可以自然被滤

除，不用再外加阻容滤波。

参考资料：http://blog.163.com/zhangmaochu@126/blog/static/3736062220094300473146/