3组合逻辑电路--冒险(八).pptVIP

3.4 组合逻辑电路的冒险现象 前面讨论组合电路的逻辑功能时，都是假定输入和输 出信号已处于稳定状态下来分析的。实际上，信号要 变化并且并非瞬间和同时发生，必然存在一个状态转 换的过渡过程中，有些电路在此过程中会出现一些不 正确的尖峰（毛刺）信号的现象---（竞争）冒险现象 竞 争 冒 险 静态 冒险 动态 冒险 前后状态相同 前后状态不同 静态0冒险 （101型） 静态1冒险 （010型） 1－0－1－0型 0－1－0－1型 静态冒险产生的原因 ≥ B F A A B F b图 A B F a图 按照逻辑表达式F= A＋A≡1，但在a图 中，A由1变0而B延 迟后由0变1，二者 存在同时为0的情 况，所以存在静态0 冒险；而在b图中， 虽然A、B向相反变 化，但不存在同时 为0的情况，故有竞 争而无冒险。 =A+B=A+A≡1 G2 G1 思考：？ 如果G2为与门 或与非门呢？ 【例4－12】分析如图4－3－1（a）所 示的组合电路，当输入信号abc由000 变化到010和110时的输出波形。 假设tpd2＞tpd1 假设b滞后a信号td 思考：？ 1.如果： tpd2＜tpd1呢？ 2.如果b超前 a信号td呢？ 如何判断静态冒险的存在 当有两个或两个以上的输入信号发生变化 时，输出端有可能产生静态逻辑冒险。 有一对相反变化的信号不同时传输到同一 输入端时，如前所述F=A＋A和F=a b+b c （当a=0且c=0时）或F=A·A 2. 竞争与冒险的识别 ① 代数法。当函数表达式在一定条件下可以简化成F=X+X， 或F=X·X的形式时，X的变化可能引起冒险现象。 ②K图法。如果两卡诺圈相切，而相切处又未被其它卡诺圈包围，则可能发生冒险现象。如图4-40所示电路，其K图示于图4 - 40(a)，该图上两卡诺圈相切，当输入变量ABC由111变为110时，F从一个卡诺圈进入另一个卡诺圈，若把圈外函数值视为0，则函数值可能按1 - 0 - 1变化，从而出现毛刺。 ③ 实验法。两个以上的输入变量同时变化引起的功能冒险难以用上述方法判断。因而发现冒险现象最有效的方法是实验。 利用示波器仔细观察在输入信号各种变化情况下的输出信号， 发现毛刺则分析原因并加以消除，这是经常采用的办法。 图 4 – 40 用K图识别和消除逻辑冒险 【例4－13】分析图4－3－4所示的组 合逻辑电路，当输入信号abcd由0100 →1101、0111→1110和1001→1011时 是否有冒险现象发生。 从信号变化的先后和门的 不同延迟两个角度考虑。 关键：同一输入端是否 存在相反变化的信号。 Y1 Y2 Y3 0100→1101 0111→1110 1001→1011 0→0 1→0 0→1 1→0 0→1 0→0 0→1 0→0 1→0 如何避免静态逻辑冒险 ⒈修改逻辑设计 常采用增加冗余项的方式F=AB+AC+BC 如例4－13可修改为： F=cd+bd+ac+ab+bc+ad(如图4－3－6） 本方法存在相当的局限性 图 3 – 41 加滤波电路排除冒险 ⒉输出加滤波电容 (如图4－3－6） 本方法仅当对输出波形要求不高时采用 ⒊引入取样脉冲 (如图4－3－7） 特别注意所加脉冲的极性和位置！ 本方法对脉冲的宽度和产生时间要求较高， 且只适宜脉冲型信号而不是电位型信号（P2)。 *