组合电路中的竞争冒险现象.ppt

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1、数字电子技术基础阎石主编（第五版）信息科学与工程学院基础部14.4组合电路中的竞争冒险现象竞争：当一个逻辑门的两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变，而变化的时间有差异的现象称为竞争。冒险：由于竞争使电路的输出端出现了稳态下没有的干扰脉冲（毛刺）的现象称为冒险。有竞争不一定会产生冒险，但有冒险就一定存在竞争。竞争与冒险的关系：2正脉冲——“1”型冒险负脉冲——“0”型冒险一、产生竞争冒险的原因由于竞争而在电路的输出端可能尖峰脉冲的现象称为竞争—冒险。31、代数识别法（输入变量每次只有一个发生改变的简单情况下）一个变量以原变量和反变量出现在逻辑函数Y中时，则该变量是具有竞争条件

2、的变量。如果消去其他变量（令其他变量为0或1），留下具有竞争条件的变量，二、如何检查竞争－冒险现象①若函数出现：则可能产生负的尖峰脉冲的冒险现象，－－“0”型冒险；②若函数出现：则可能产生正的尖峰脉冲的冒险现象，－－“1”型冒险；4【例】判断实现以下函数的电路是否存在冒险现象。解：由函数表达式可知，变量A和C具备竞争的条件。所以，应对这两个变量进行分析。先考察变量A。将B和C的各个取值组合分别代入逻辑函数式中，可得可见，BC=11时，变量A的变化可能使电路产生冒险。同上，变量C的变化不会使电路产生冒险。52、卡诺图识别法如果代表两个乘积项的圈相切，而相切处又未被其它包围圈包围，

3、则可能发生冒险现象。000111100101011100如图，图上两卡诺圈相切，当输入变量ABC由011变为111时，Y从一个包围圈进入另一个包围圈，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。以上方法只适用于输入变量每次只有一个改变状态的情况。但是实际上在很多情况下，输入变量都有两个以上同时改变状态的可能性，加之如果输入变量的数目又很多，以上方法就难以胜任检查竞争冒险的任务了。63、利用EDA软件进行时序仿真利用EDA软件对电路进行时序仿真，观察输出波形是否有毛刺，从而从原理上检查电路是否存在竞争冒险现象。4、实验法然而由于仿真时只能采用标准化的典型参数

4、，有时还要做一些近似，所以得到的仿真结果与实际电路的工作情况会有出入。对于由多个输入变量同时变化引起的功能冒险，最有效的判断方法是利用示波器观察输出信号中有无毛刺，分析原因予以消除。只有实验检查的结果才是最终的结论。71、添项三、如何消除竞争－冒险现象－－修改逻辑设计，增加冗余项。000111100101011100只要在其卡诺图上两包围圈相切处加一个包围圈，即增加了一个冗余项，就可消除逻辑冒险。添加冗余项后，当B=C=1时，始终有Y=1，消除了竞争冒险现象。892、后滤三、如何消除竞争－冒险现象－－在输出端接滤波电容，用来吸收和削弱窄脉冲。FA1CF后滤毛刺很窄（几十纳秒内

5、），因此常在输出端对地并接滤波电容C，可将尖峰脉冲的幅度削弱至门电路的阈值电压以下。U1U0但C的引入会使输出波形边沿变缓，工作速度变慢，因此参数要选择合适，C一般为几十到几百PF。10第四章小结掌握常用的中规模组合逻辑器件的逻辑功能和使用方法正确理解组合逻辑电路的特点组合电路一般由门电路构成，无记忆、无反馈。任一时刻电路的输出只取决于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。1.会认管脚：（电源端、控制端、数据端、输出端等）2.能看懂功能表3.熟悉逻辑功能，能正确使用组件。编码器：二进制编码器、二－十进制编码器译码器：二进制译码器/数据分配器、二－十进制译码器、显示译码器

6、数据选择器；数值比较器；全加器和加法器11（逐级推导法）给定逻辑图逻辑表达式化简或变换列真值表逻辑功能描述1、用SSI门电路设计给定逻辑功能逻辑抽象，得出真值表列写逻辑表达式选择器件类型和数目将逻辑表达式化简或作适当变换画出逻辑图熟练掌握组合逻辑电路的分析方法熟练掌握组合逻辑电路的设计方法第四章小结2、用MSI组合逻辑器件设计12（1）用二进制译码器将待求函数化成最小项之和的形式由最小项的反函数组成的与非式两次取反去掉下反号高位对高位确定函数输入变量与译码器输入端的对应关系画连线图所用器件：译码器和与非门（2）用数据选择器将待求函数化成最小项之和的形式写出数据选择器的输出函数表

7、达式高位对高位确定函数输入变量与数据选择器地址输入端的对应关系画连线图对照比较确定数选器数据输入端的表达式（0、1、原变量、反变量）第四章小结13（3）用其他的中规模组合电路利用全加器的异或运算功能；利用加法器的求和功能；利用比较器的比较输出；利用编码器的优先编码功能；应用中规模组件设计电路要注意的问题：对逻辑表达式的变换与化简的目的是使其尽可能与组合逻辑器件的形式一致，而不是尽量化简。设计时应考虑合理充分应用组合器件的功能，尽量用同类的、较少的和较简单的器件满足设计要求。当组合器件的功能用