组合逻辑电路中的竞争与冒险.

组合逻辑电路中的竞争与冒险前面分析组合逻辑电路时，都没有考虑门电路的延迟时间对电路产生的影 响。

实际上，从信号输入到稳定输出需要一定的时间。

由于从输入到输出的过程 中，不同通路上门的级数不同，或者门电路平均延迟时间的差异， 使信号从输入 经不同通路传输到输出级的时间不同。

由于这个原因，可能会使逻辑电路产生错 误输出，通常把这种现象称为竞争冒险。

竞争：在组合逻辑电路中，某个输入变量通过两条或两条以上途径传到输出 门的输入端，由于每条途径的延迟时间不同帮到达输出门的时间就有先有后， 这种现象称为竞争。

冒险：是指数字电路中，某个瞬间出现了非预期信号的现象， 即某一瞬间数 字电路出现了违背真值表所规定的逻辑电平。

这样就出现了不该出现的尖脉冲，这个尖脉冲可能对后面的电路产生干扰一、竞争冒险的概念及其产生的原因以图示电路为例可看出，大多数组合电路都存在竞争，但所有竞争不一定都 产生错误的干扰脉冲。

竞争是产生冒险的必然条件，而冒险并非竞争的必然结果。

由以上分析可知，只要两个互补的信号送入同一门电路， 就可能出现竞争冒 险。

因此把冒险现象分为两种：1•“ 0”型冒险A +A 冒险在理想情况下输出电平为“ 1”，由于竞争输出产生低电平窄脉冲。

第二 AA=0 % 二A A=12•“ T 型冒险A A 冒险在理想情况下输出电平为“ 0”，由于竞争输出产生高电平窄脉冲。

二、竞争冒险的判断方法判断竞争冒险是否存在的方法很多，最常见的方法有:1 •代数法A »——& _________ p Yi(a)A------- > 1 _____ i> Y2(a)A _____ : ____ :_____A ―订|~?1I III IYi ___________________________(b)A—— __ LA —LdJ _L_U Y2 --------------- U —U(b)在逻辑函数表达式中，是否存在某变量的原变量和反变量。

探索组合逻辑电路的竞争冒险现象及消除方法随着电子技术的不断发展和应用，组合逻辑电路作为数字电路中最简单的一种电路，在电子设备中应用广泛。

然而，在实际应用中，我们常常会遇到一些竞争冒险的问题。

那么，究竟什么是竞争冒险呢？它又是如何产生的呢？如何消除这种现象呢？下面就来一一解答。

一、竞争冒险的定义竞争冒险（Race Hazard）是指输入信号有多条路径到达输出端，而输出信号的正确性与哪条输入路线先到达输出端有关的一种现象。

简而言之，竞争冒险就是同一信号在不同的路径上到达目的地的时间不同，导致信号的正确性无法得到保证。

二、竞争冒险的产生原因竞争冒险通常是在异步电路中产生的。

异步电路是一种没有时钟信号的电路。

因为没有时钟信号控制，异步电路的输入信号会在任何时间到达电路中。

如果异步电路的不同信号路径的延时不相等，就会产生竞争冒险。

三、竞争冒险的消除方法为了消除竞争冒险，我们有以下几种方法：1.插入缓冲器插入缓冲器是一种最基本的解决竞争冒险问题的方法。

在信号到达目的地之前，可以在较长的信号路径中插入缓冲器，使延时较短的信号路径延迟与较长的信号路径相同的时间，达到信号的同步。

2.加强约束条件加强约束条件也可以消除竞争冒险的问题。

在设计电路的时候，我们可以设置更为严格的约束条件，使得各个信号路径的延迟时间尽量相近，从而避免产生竞争冒险。

3.优化电路结构优化电路结构也可以解决竞争冒险的问题。

我们可以在电路设计过程中尽量避免存在长短不一的信号路径，或者在架构设计时就考虑到延迟问题，在电路结构设计时保持信号路径相对简单结构，减少信号传输延迟时间。

总之，竞争冒险是组合逻辑电路中不可避免的现象，我们应该在电路设计与实现中充分考虑其存在，采取相应的措施来消除竞争冒险带来的风险和影响。

3.4组合逻辑电路中竞争--冒险现象理想情况电路中的连线和逻辑门都没有延迟。

电路的多个输入信号发生变化时都是同时瞬间完成的。

实际情况信号通过逻辑门需要响应时间。

信号的变化需要一定的过渡时间。

多个信号发生变化时有先后快慢的差异。

冒险逻辑冒险功能冒险不同的冒险，产生的原因不同，消除冒险的方法也不相同。

3.4.1 竞争 冒险现象及其成因两个输入信号（一个从1将出现毛刺竞争不一定都会产生尖峰脉冲不产生毛刺t pd2<t pd1+t 出现毛刺检查逻辑冒险的方法稳态时输出1，输入变化瞬间输出0的冒险，称为偏1型冒险。

稳态时输出0，输入变化瞬间输出1的冒险，称为偏0型冒险。

方法代数法卡诺图法方法比较繁琐，适用范围广，对两级（含）以上电路都适用。

注意：不能对函数进行化简。

方法简单，只适用于两级电路。

计算机模拟检查法实验检查法功能冒险输入从Ii 变到Ij时产生功能冒险的条件：2、有P个（P≥2）变量同时发生变化；1、输入变量变化前后函数值相同。

即F( I i)=F( I j)；3 、由P个变量组合所构成的2P个格，既有1又有0。

例3-14：判断下面卡诺图所示逻辑函数，当输入ABCD从0110→1100，1111→1010，0011→0100，1000→1101变化时，是否存在功能冒险。

功能冒险的消除方法选通脉冲加入的位置和极性的确定：与非门实现函数F=AB+CD正极性脉冲加在第二级功能冒险的消除方法或非门实现函数F=(A+B)(C+D)负极性脉冲加在第一级功能冒险的消除方法负极性脉冲加在一个与门上功能冒险的消除方法方法二：在对输出波形边沿要求不高的情况下，可以在输，滤除毛刺。

出端接一个几十到几百皮法的滤波电容CL在输出端加小电容可以消除毛刺。

但是输出波形的前后沿将变坏,只适用于低速电路，在对波形要求较严格时，应再加整形电路。

3.4.2 消除竞争 冒险的方法加冗余项：只能消除逻辑冒险，而不能消除功能冒险，适用范围有限。

组合逻辑电路中的竞争冒险
前面分析组合逻辑电路时，都没有考虑门电路的延迟时间对电路产生的影响。

实际上，从信号输入到稳定输出需要一定的时间。

由于从输入到输出的过程中，不同通路上门的级数不同，或者门电路平均延迟时间的差异，使信号从输人经不同通路传输到输出级的时间不同。

由于这个原因，可能会使逻辑电路产生错误输出。

通常把这种现象称为竞争冒险。

一、产生竞争冒险的原因
首先来分析下图所示电路的工作情况，可以建立竞争冒险的概念。

在图中，与门G2的输入是Ａ和两个互补信号。

由于G1的延迟，的下降沿要滞后于Ａ的上升沿，因此在很短的时间间隔内，G2的两个输入端都会出现高电平，致使它的输出出现一个高电平窄脉冲（它是按逻辑设计要求不应出现的干扰脉冲），见图中的波形部分所示。

与门G2的２个输入信号分别由G1和Ａ端两个路径在不同的时刻到达的现象，通常称为竞争，由此而产生输出干扰脉冲的现象称为冒险。

下面进一步分析组合逻辑电路产生竞争冒险的原因。

设有一个逻辑电路如上图所示，其工作波形如下图所示。

它的输出逻辑表达式为。

由此式可知,当Ａ和Ｂ都为1时，L＝1，与C的状态无关。

但是，由波形图可以看出，在Ｃ由１变０时，Ｃ由０变１有一延迟时间，在这个时间间隔内,G2和G3的输出ＡＣ和同时为０，而使输出出现一负跳变的窄脉冲，即冒险现象。

这是产生竞争冒险的原因之一，其他原因这里不作详述。

由以上分析可知，当电路中存在由反相器产生的互补信号，且在互补信。