数字逻辑与数字电子(王立欣)第二章3-5

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1、3.5竞争冒险冒险是指数字电路中在某瞬间可能出现非预期信号的现象，也就是在某瞬间电路中出现的违背真值表规定的逻辑电平的情况，冒险也可以看成为一种过渡现象，一种干扰。竞争的结果不一定都产生冒险，只是有可能产生冒险，竞争的结果产生冒险时称为竞争冒险。如果一个数字电路从一个稳定状态转换到另一个稳定状态时，其中某个门电路的两个输入信号同时向相反方向变化，我们就称该电路存在竞争。以前，因为没有考虑门电路的延迟，所以认为一个门的两个输入信号同时向相反方向变化，不应该影响逻辑门的输出。数字电路的输入信号一般又称一次信号，数字电路输入级之后的信号一般称为二次信

2、号，或中间变量。一般约定，一次信号都是一个一个有节奏地变化，一次信号之间没有竞争。一次信号和二次信号之间，二次信号和二次信号之间可能存在竞争。3.5.1竞争冒险现象图示电路，一次信号A和二次信号P3，在逻辑门G4输入端相遇，且A和P3之间存在竞争。GA4³1P4BG3AP3³1BPP43由于P3迟后A，出现或非门的输出端一个同时为“0”的区域，出现一个违背真值表从而使P4产生冒险。规定的冒险信号。3.5.2竞争冒险产生的原因产生竞争冒险的原因一是信号的竞争，即在某个逻辑门的输入端二信号同时向相反的方向变化。这二个信号A是一次信号；P3是二次信号

3、。当B=0时，P=A。所3以A和P3之间存在竞争，且P3滞后A。两竞争信号间存在延迟是产生竞争冒险的第二个原因。G4A³1PB4G3tApd3P³13BPP尖峰34tpd4以上分析中，之所以A和P3能在门G4的输入端相遇，B=0是它是条件，如果B=1将不会产生竞争信号。3.5.3竞争冒险的判断由以上分析可知对于或门，在它的输入端有竞争信号A和A，它的输出逻辑表达式AP³1P=A+AA如果在某种条件下逻辑式能改写成上述形式，就说明A和A的竞争可以在某个门的输入端相遇，否则就说明不相遇。A和A相遇，即存在竞争，存在竞争是出现冒险的一个必要条件，但存

4、在竞争不一定就有冒险出现，为了分析问题简单起见，我们规定，存在竞争，就当有冒险存在，需加以防范。根据对偶规则，与门有竞争信号时，判别式为P=AA逻辑式P=A+AP=AA称为竞争冒险判别式。只要根据逻辑电路写出的逻辑式，在一定的条件下，可以将逻辑式改写成判别式的形式，就说明在这个条件下，竞争信号就会在该逻辑门的输入端相遇，就可能存在冒险。例如，有下列三个布尔式：P=AB+AC1P=(A+B)(A+C)2P=AB+AC+BC3当B=C=1时，P=A+A，存在“0”态冒险；1当B=C=0时，P2=AA，存在“1”态冒险；当B=1、C=0时，P=A+A

5、，存在“0”态冒险；3当C=1、A=0时，P=B+B，存在“0”态冒险；3当A=1、B=0时，P=C+C，存在“0”态冒险。3对于判别式P=A+A，因其稳定状态是“1”,所以不稳定的冒险信号应是错误地跳到了“0”一下,又回到了“1”,所以是“0”态冒险。对于判别式P=AA，因其稳定状态是“0”,所以不稳定的冒险信号应是错误地跳到了“1”一下,又回到了“0”,所以是“1”态冒险。一个逻辑式存在某个变量的原变量，又存在它的反变量，这就存在竞争冒险的可能。如果在一定的条件下，可改写为判别式的形式，就说明竞争会在逻辑门的输入端相遇。3.5.3竞争冒险的

6、消除以逻辑式P=AB+AC为例加以说明。该逻辑式1是在B=C=1的条件下才能写成判别式P=A+A。也就是说在B=C=1的条件下，竞争才能在或门的输入端相遇，其次竞争冒险是“0”态冒险。于是我们想到加上与逻辑BC=1去抑制“0”态冒险。但是加入与项BC不能影响正常的逻辑关系。由逻辑代数的形式定理P=AB+AC=AB+AC+BC1所以加入BC将不会影响正常的逻辑关系。AA&³1BBA&AC³1PC³1&P12B&B³1CC