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1 .什么是竞争冒险?
2 .竞争冒险诞生的理由是?
3 .如何判断存在竞争冒险?
4 .如何消除竞争冒险?
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1 .什么是竞争冒险?
信号在通过连接和逻辑单元时,会有一定的延迟。 延迟的大小关系到线路的长度和逻辑单元的数量,同时也受器件制造工艺、工作电压、温度等条件的影响。 信号高低电平的切换也需要一定的过渡时间。 由于存在这两个主要原因,在多路复用信号的电平值变化的情况下,在信号变化的瞬间,组合逻辑的输出具有优先顺序,并不是同时变化,而是"竞争"; 通常会产生非法的尖峰信号,称为“毛刺”。
当在一个组合逻辑电路中出现“毛刺”时,在该电路中将存在“冒险”。 冒险是由变量的竞争引起的。 冒险分为逻辑冒险和功能冒险。
简单来说,在组合逻辑中,由于门的输入信号路径经过了不同的延迟时间,到达该门的时间不一致称为竞争,竞争产生了风险。
2 .竞争冒险诞生的理由是?
(1)根本原因)延迟
)2)详细分析:
竞争风险的发生受四个因素的制约:时间延迟、过渡时间、逻辑关系和延迟信号相位。
[1]延迟时间(即,信号受传输过程中路径、设备等的影响)导致在输入端的信号之间出现的时间差
[2]过渡时间、即脉冲信号状态不会急剧变化,必须经过极短的过渡时间
[3]逻辑关系,即逻辑函数式
[4]延迟信号的相位,即延迟信号的状态之间的相位关系涵盖延迟信号的同相和延迟信号的逆相位两者。 延迟信号状态相同是因为延迟信号为同相位,为反相位.
时间延迟和瞬态时间因素是竞争风险产生的原因,逻辑关系和延迟信号相位因素是竞争风险产生的机制。 原因和机制构成了竞争冒险的发生条件。 如果电路满足发生条件,必然会发生毛刺。
3 .如何判断存在竞争冒险?
3.1 逻辑冒险的判断方法有两种。
1 ) .代数法:
在逻辑函数式中,漂亮发夹的变量以与原变量相反的变量两种形式同时出现。 例如,逻辑函数具备竞争条件,认为在某些条件下可以简化为y=aa逆或Y=A*A逆。 移除剩下的变量,也就是将剩下的变量固定为0或1,保留有竞争力的变量。
如果公式用a )表示F=A A~() a的逆变量,则以下相同),发生模型0的冒险) ) f应该是1,但实际上是0 ); 如果公式F=AA~,就会产生类型1的冒险。
例(式F=AB CB~),A=C=1时,F=B B~),b跳跃时,有可能发生类型0的冒险。
2 ) )卡诺图法)将函数嵌入卡诺图中,以函数式的形式附上卡诺图圈。
a(BC|00011110
----------------
0 | 0 0 0 1
1 | 0 1 1 1
F=AC BC~的加诺图(101和111旋转一周一起,010和110旋转一周一起) )。
据观察,这两个套圈是相切的。 在函数相接的地方,两个值跳跃时发生逻辑冒险。 (前提是这两个圆环不被其他圆环包围。)
3.2 功能冒险的判断
功能冒险是指在多个输入信号同时变化的瞬间,由于变化速度不同而发生的冒险。
卡诺乔法:还是使用上面的赌场,用同一个函数圈出比较好。 例F=AC BC~中,ABC从111变化到010时,a和c两个变量同时跳跃,a先变化时,ABC的取值过渡性地变为011,从卡诺图中可以看出此时函数输出f为0 这种瞬态冒险是功能冒险,因为它是由电路的功能引起的。
3.3 综合逻辑冒险和功能冒险
例如(F=CD BD~ AC~),如果自己画一个圆之图,就会发现信号ABCD从0100变化到1101时存在类型0的功能冒险,逻辑冒险可能不存在。 从0111到1110的变化没有功能上的冒险,可能有逻辑上的冒险。
3.4 总结判断竞争-冒险的方法
1、逻辑函数在一定条件下可以简化为Y=A A逆或Y=A*A逆;
2、真值表卡诺乔法;
3、计算机辅助分析。
4. 如何消除竞争冒险?
消除竞争-如何冒险:
1、引入封锁脉冲
2、引入门脉冲;
3、修改逻辑设计,增加冗馀乘积;
4、接入滤波电容器。
顺便说一下,时序逻辑中的竞争风险可以通过D触发器、格雷码计数器、同步电路等优秀的设计方案来消除。
2008-01-16 17:09转载于33603359 www.cn blogs.com/ASIC/archive/2011/05/22/2053384.html