组合逻辑电路中的冒险现象
组合逻辑电路中的冒险现象
【题目3】:
组合逻辑电路在什么情况下产生冒险现象,举例说明。有哪些方法可以消除,比较这些方法的实现成本。
【问题探究】
1. 冒险产生原因:
(1). 门电路的开关电平有时间差,信号从一个电平向相反方向跳变时不是突变的。
(2). 门电路有延时,信号经过的传输路径不同,延时不同。
2. 产生冒险的情况:
或者 L=A∙A 当输出端的逻辑函数在一定条件下能简化成L=A+A
时。
B,当C=1,B=1时,产生冒险。
例如:L=AC∙A
3. 冒险的消除
3.1. 增加冗余项消除冒险
3.1.1代数法
C中,当 B=C=1时P1=A∙A , 存在冒险现逻辑表达式 P1=AB+A
象 , 此时若在L 式中加上—“1”电平, 便可以消除冒险。而且这个1电平必须是出现冒险瞬间时输入的“1”电平, 这样不影响L 逻辑关系的与
与项BC=1可以做到。见图1, 虚线项才行。将P1改写成, P1=A+A
部分是后加的。
3.1.2卡诺图法
卡诺图法消除竞争冒险实质上和代数法是一致的, 应根据条件采用何种方法来消除竞争冒险从卡诺图上看, 既然问题出在两个卡诺圈的相切处, 只要增加一些卡诺圈将两个互不搭接的卡诺圈——搭接起来, 就可已实现消除冒险的目的, 所以卡诺图法也叫增加多余项法。还以逻
C为例, 见图2, 其中虚线的卡诺圈为后添加的, 辑表达式P1=AB+A
添加后的逻辑表达式为
C+BC
P1=AB+A
3.2输出端加滤波电容法
组合电路中由竞争冒险产生的毛刺, 一般都是低频分量少而高频分量很丰富的信号, 由此, 可以在组合电路的输出端添加一积分器(低通滤波器), 从而达到通高频阻低频的作用。为了能除毛刺, 必须要正确选择积分电路的时间常数τ =RC。时间常数要比毛刺的宽度大, 以达到消除毛刺的目的, 但也不能太大, 以免使信号形状出现不能允许的畸变。RC 的值一般都是通过实验的方法来确定的。
3.3引入选通脉冲法
冒险是难以消除的, 当组合电路的冒险影响了整个系统的工作时, 可以用取样的方
法解决。取样脉冲仅在输出处于稳定值的期间到来, 以保证输出正确的结果, 在没有选通脉冲期间, 输出的信息是无效的。常用的选通脉冲的极性和所加位置如图3所示。
如图4(a)所示的逻辑电路,p 的高电平出现在电路到达稳定状态以后, 所以G0~G3每个门的输出都不会出现尖峰脉冲。但需注意, 这时G0~G3正常的输出信号将变成脉冲信号, 而且它们的宽度与取样脉冲相同