数字电路第4章(6竞争与冒险现象)_2.ppt

数字逻辑 又名：数字电子技术、数字电路 Digital-Electronics 本章主要内容 分析：2—4译码器中的竞争-冒险现象 例： 试判断图中的电路是否存在竞争－冒险，已知任何瞬时输入变量只可能有一个改变状态。若存在竞争－冒险，应如何修改电路。 则消除由A带来的竞争－冒险的电路图： 本章小结 习题 4.3 4.5，4.6 4.12，4.14 4.17，4.19 4.21 选做4.15 * * 第 四 章 组合逻辑电路 内容提要 本章重点介绍组合逻辑电路的特点、分析与设计。在此基础上，介绍常用的集成组合逻辑电路。最后介绍组合逻辑电路上存在地竞争－冒险现象，产生的原因及消除的方法。 在这一章中，应能在给定电路的情况下，分析其逻辑功能；也可在给定逻辑要求的情况下，用逻辑电路实现。另外对于集成组合逻辑电路，如编码器、译码器、数据选择器等，应了解其电路的逻辑功能、输出输入的逻辑关系、利用它们实现逻辑功能。 4.1 概述 4.2 组合逻辑电路的分析和设计 4.3 若干常用的组合逻辑电路 4.4 组合逻辑电路中的竞争－冒险现象 §4.4 组合逻辑中的竞争-冒险现象 1. 前述组合逻辑电路的分析与设计都是在输入、输出处于稳定的逻辑电平下进行的。将逻辑门看成理想的开关器件。2. 实际上，电信号经过不同数目的门，或者从某状态（1, 0）跳变到另一状态（0, 1）时，经过导线传输都需要花费一定的时间，称之为时间延迟，简称时延。 §4.4 组合逻辑中的竞争-冒险现象 把门电路的两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变（一个从1变为0,另一个从0变为1)的现象称为竞争 由于竞争而在电路输出端可能产生干扰（尖峰）脉冲的现象就叫竞争－冒险 根据竞争冒险的原因，可分为逻辑冒险和功能冒险两种。 (1) 功能冒险： 在组合逻辑电路输入端，当有几个变量同时发生变化时，由于这几个变量变化的快慢各不相同，传递到电路中某个门时，必然有时间差，这种现象叫做功能竞争，因功能竞争在输出端出现的瞬时干扰脉冲，叫功能冒险。 1、竞争与冒险现象及其原因 对于与门，若稳态时，A＝1, B＝0或A＝0, B＝1时，输出皆为Y＝0。但在信号的传输过程中，由于门的传输时间不同，造成在时间△t 内，出现A和B同时高于VIL（max），这样在输出端产生了很窄的脉冲，即Y＝1，称为电压尖峰或电压毛刺。（“1”冒险）。 A B Y A t D (max) IL V (max) IL V Y B (1) 功能冒险 对于或门，若稳态时，A＝1, B＝0或A＝0, B＝1时，输出皆为Y＝1。但在信号传输过程中，由于门的传输时间不同，造成在时间△t 内，出现A和B同时低于VIH(min)，在输出端产生很窄的尖峰脉冲，即Y＝0。（“0” 冒险） A t D (min) IH V (min) IH V Y B A B Y (1) 功能冒险 问：有功能竞争现象，是否一定会产生功能冒险？ A t D (min) IH V (min) IH V Y B A B Y A t D (max) IL V Y B A B Y (max) IL V 否 (2) 逻辑冒险： 在组合逻辑电路，当某一个变量发生变化时，由于此信号在电路中经过的路径不同，使到达电路中某个门的多个输入信号产生时间差，这种现象叫做逻辑竞争，因逻辑竞争在输出端出现的瞬时干扰脉冲，叫逻辑冒险。 由于所有逻辑器件都有延迟时间，所以逻辑竞争是必然存在的。 (1) 逻辑冒险 A L=AA G1 G2 AAL 对于与门，稳态时，A＝0向A＝1跳变时，输出皆为Y＝0。但在非门存在延时Δt， 造成在时间△t 内，A和A‘同时为高电平，在输出端产生很窄的脉冲，即Y＝1。（“1”冒险）。 (1) 逻辑冒险 AAL A L=A+A G1 G2 对于或门，稳态时，A＝1向A＝0跳变时，输出皆为Y＝1。但在非门存在延时Δt， 造成在时间△t 内，A和A‘同时为低电平，在输出端产生很窄的脉冲，即Y＝0。（“0”冒险）。 问：有逻辑竞争现象，是否一定会产生逻辑冒险？ 否 A L=AA G1 G2 AAL AAL A L=A+A G1 G2 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： (2) 若输出端门电路的两个输入信号A和A?是输入变量A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端有可能产生尖峰脉冲。 (1) 检查是否存在某个变量A，