数字电路中的竞争冒险以及解决

Posted 2020-10-07 小翁同学

前言

竞争冒险在《数字电子技术基础》中有详细的阐述，由于学过很久了，现在再翻开复习复习，总结总结。

在组合电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现虚假信号（过渡干扰脉冲），这对电路来说是不利的。

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（由01变成10，或者相反），其输出端就可能产生干扰脉冲。

信号由于经由不同路径传输达到某一汇合点的时间有先有后的现象，就称之为竞争，英文名Race;由于竞争现象所引起的电路输出发生瞬间错误的现象，就称之为冒险，英文名Hazard或者Risk。

有竞争不一定有冒险，但出现了冒险就一定存在竞争。

如下图的简单电路，由于门电路的延时，A非相对于A信号会滞后一丢丢（时间由工艺决定），这就会导致输出产生一个干扰脉冲。

更现实一点，对于一个与门：

解决方式：

1.引入封锁脉冲：引入负脉冲，在输入信号发生竞争的时间内，把可能产生的干扰脉冲的门锁住。

封锁脉冲的宽度不应小于过渡时间且与输出信号转换同步。

缺点：脉冲宽度和产生时间有严格要求。

 

2.引入选通脉冲：在电路状态稳定后，再选通输出。

缺点：脉冲宽度和产生时间有严格要求。

 

3.引入滤波电容：输出端并接一个不大的滤波电容

缺点：输出波形边沿变坏。

 

4.修改逻辑设计，增加冗余项：

对于给定的逻辑 Y=AB+ÃC，当BC都为1的时候，若A值改变，则会发生竞争。所以可以添加冗余项：

Y=AB+ÃC+BC

分析有无竞争冒险：画出函数的卡诺图，检查有无几何相邻的逻辑项，有则可能产生竞争冒险。

 

以上。