数字逻辑电路 fan4-5.ppt

§3 组合电路的竞争与冒险 冒险分类 二、产生原因 ⒊ 加选通脉冲 本章小结 例2：有一个水塔，由大小两个水泵供水。水位高于C时不供水，水位低于C时由小水泵单独供水；水位低于B时，由大水泵单独供水；水位低于A时，由两个水泵同时供水，请说明两个水泵的工作情况。 解：设大水泵为ML，小水泵为MS，取值为1表示工作，为0表示停止。三个限位为A、B和C，取值为1表示水位低于A、B和C点。 列出真值表 写出逻辑表达式 A B C MS ML 可由ML（或MS）为1的各项 0 0 0 0 0 写出ML（或MS）的与或式： 0 0 1 1 0 ML= A B C + A B C 0 1 1 0 1 MS= A B C + A B C 1 1 1 1 1 也可以用ML（或MS）为0的 各项写出或与式： ML=(A+B+C)? (A+B+C) MS=(A+B+C) ? (A+B+C) 例3 试用4选1数据选择器实现逻辑函数： 解：将A、B接到地址输入端，C加到适当的数据输入端。 作出逻辑函数L的真值表，根据真值表画出连线图。 * 第四章 组合逻辑电路 第四章 组合逻辑电路 4.1 组合逻辑电路的分析 4.2 组合逻辑电路的设计 4.4 组合逻辑电路中的竞争与冒险 竞争：信号经不同路径到达某一点有时，所用的 时间不同，这个时间差称之为竞争。 冒险：由于竞争使得电路产生了暂时错误输出 称之为冒险。 说明: (1)一般来说，时延对数字系统是有害的，它会降低系统的工作的速度，还会产生竞争冒险现象。 (2)竞争和冒险是对电路的，而不是针对函数的。 一、竞争、冒险 逻辑冒险 静态冒险～本应不变而发生了变化。 动态冒险～本应一次变化而发生了多次变化。 输出错误 0型冒险～产生低电平错误。 1型冒险～产生高电平错误。 静态0型 动态0型 静态1型 动态1型 输入变化前的输出 输入变化后的输出 逻辑冒险～一个变量的变化。 功能冒险～多个变量的变化。 本应不变而发生了变化 本应一次变化而发生了多次变化 器件延时不同。 信号路径不同。 三、静态逻辑冒险举例 一般情况 产生1型冒险 产生0型冒险 ≥1 tpd 有代数法和卡诺图法 检查是否存在某个变量X，它同时以原变量和反变量的形式出现在函数表达式中； 1、代数法： 如果上述现象存在，则检查表达式是否可在一定条件下成为X+X或者X ?X 的形式。若能，则说明与函数表达式对应的电路可能产生冒险。 四、判别方法 检查有否互补变量 检查表达式形式 冒险。 解：变量A和C具备竞争的条件, 应分别进行检查。 检查C： ? C发生变化时不会产生冒险. 检查A： ? 当B=C=1时, A的变化可能使电路产生冒险. 当描述电路的逻辑函数为“与或”式时, 可采用卡诺图来判断是否存在冒险。其方法是观察是否存在“相切”的卡诺圈, 若存在则可能产生冒险。 2、卡诺图法 00 01 11 10 00 01 11 10 CD AB 1 1 1 1 1 1 1 1 因此当B＝D =1，A＝0时(此时F =C+C )，电路可能由于C 的变化而产生冒险。 ⑴利用定理： 给原函数增加冗余项。 ⒈ 用增加冗余项的方法消除冒险 在表达式中加上多余的与项或者乘上多余的或项，使原函数不可能在某种条件下 冒险。 冒险应该消除, 否则会影响电路的工作。 五、冒险的消除 解：原电路对应的函数表达式为 根据定理，增加冗余项BC，有 1 B C A F d g e G1 G2 G3 G4 例：电路如图所示，用增加冗余项的方法消除电路中的冒险。 当B=C=1进, 函数由F＝A＋A 变成了F＝1 B A C 1 F 附加门 电路改进如下图所示。 00 01 11 10 00 01 11 10 CD AB 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 00 01