宁夏师范学院：《数字电路》课程教学资源（PPT课件）第四章 组合逻辑电路（4/4）

第八节 组合逻辑电路中的竞争冒险 一、竞争冒险现象及其产生原因 1.竞争冒险现象 前面分析设计组合电路时，都是在信号稳态情况 下讨论的，实际电路工作时，信号变化需要时间， 门电路对信号也产生一定的延时，而各个门的延 时不尽相同，因此若干个彼此独立的输入信号就 不可能恰好同时变化，即使同一信号经过不同的 通路到达某个门的输入端也会有先有后，于是产 生时差，这种现象称为竞争

第八节 组合逻辑电路中的竞争冒险 一、竞争冒险现象及其产生原因 1.竞争冒险现象 前面分析设计组合电路时，都是在信号稳态情况 下讨论的，实际电路工作时，信号变化需要时间， 门电路对信号也产生一定的延时，而各个门的延 时不尽相同，因此若干个彼此独立的输入信号就 不可能恰好同时变化，即使同一信号经过不同的 通路到达某个门的输入端也会有先有后，于是产 生时差，这种现象称为竞争

由于竞争就有可能使电路的输出信号在变化过程 中出现非正常的干拢脉冲（又称毛刺），有时会 影响电路的正常工作，这种现象称为冒险现象。 (1)“0”型冒险 如图电路： A F=4+4=1 ≥1 A

由于竞争就有可能使电路的输出信号在变化过程 中出现非正常的干拢脉冲（又称毛刺），有时会 影响电路的正常工作，这种现象称为冒险现象。 如图电路： A A A F = A+ A 1 （1）“0”型冒险

A A A+A 0 由于存在门延迟，但由于出现负尖脉峰，在脉峰 期间不满足F=A+A=1 称为“0”型冒险

A A A＋A “1” “0” tpd 由于存在门延迟，但由于出现负尖脉峰，在脉峰 期间不满足 称为“0”型冒险。 F = A+ A 1

(2)“1”型冒险 如图所示电路： A F=AA=0 A & A A A4=0 “0

如图所示电路： （2）“1”型冒险 A A A F = AA  0 A A AA = 0 “1” “0

由于传输门延迟，使门的输出出现正尖峰脉冲，电路不 满定正常的逻辑关系，称为“”型會险。 综上所述： 这种短暂的毛刺信号仅仅入情入理在输入信号发生变化的瞬 间，而茬稳态下是不会发生的。 A 有0出0，全1出1 & B F=AB “1”型冒险 无冒险

由于传输门延迟，使门的输出出现正尖峰脉冲，电路不 满足正常的逻辑关系，称为“1”型冒险。 综上所述： 这种短暂的毛刺信号仅仅入情入理在输入信号发生变化的瞬 间，而在稳态下是不会发生的。 A 有0出0，全1出1 B F＝AB 0 1 0 1 0 “1”型冒险 无冒险

可见当两信号向相反方向变化时，产生冒险。 A ≥1 有1出1，全0出0 B F=A十B 1 0 0 “0” 无冒险 临界竞争 临界竞争

可见当两信号向相反方向变化时，产生冒险。 A B F＝A＋B 有1出1，全0出0 无冒险 临界竞争 临界竞争

二、逻辑冒险和功能冒险 1.逻辑冒险 门1 A & Y B ≥1 F=AB+BC 门2 B =ABC+ABC C & +ABC+ABC A 00 01 11 10 0 1 1 1 卡诺图

二、逻辑冒险和功能冒险 1.逻辑冒险 A B C B Y1 Y2 ABC ABC ABC ABC F AB BC + + = + = + 卡诺图 门2 门1

从卡诺图可以观察，当输 入信号ABC取值从无到有 000变化到会010时，对应的 B 稳态函数值： F(000)=F(010) =1 并且AC=00没有变化， 只有B信号由0变化到1， 假定门1、门2有传输延迟， 且时间相同，则有波形图： 门延迟产生“0”型冒险

从卡诺图可以观察,当输 入信号ABC取值从无到有 000变化到会010时,对应的 稳态函数值： F（000）＝F（010）＝1 并且AC＝00没有变化， 只有B信号由0变化到1， 假定门1、门2有传输延迟， 且时间相同，则有波形图： 门延迟产生“0”型冒险

其实我们将不变值AC=00代入函数式： F=0B+BO=B+B 说明出现“0”型冒险。 这种由门延迟所致冒险称为逻辑冒险。 ◆◆逻辑冒险的判定 在卡诺图中只要两卡诺圈存在相切不相交，就 有存在冒险的可能

其实我们将不变值AC＝00代入函数式： F = 0B + B0 = B + B 说明出现“0”型冒险。 这种由门延迟所致冒险称为逻辑冒险。 ◆◆逻辑冒险的判定 在卡诺图中只要两卡诺圈存在相切不相交，就 有存在冒险的可能

2.功能冒险 由于多个输入信号的变化时间不一致存在的 冒险现象称为功能冒险。如上例中： 当输入信号从000变化到110，由卡诺图知， 在稳定状态下有 F(000)=F(110)=1 但由于前级原因，A、B两信号的变化不可能绝对 同时完成，会出现先后的情况（竞争)，因此到 达后级门的输入端时间也会有先后，当输入信号 A、B、C从000变化到110可能有两种情况：

2.功能冒险 由于多个输入信号的变化时间不一致存在的 冒险现象称为功能冒险。如上例中： 当输入信号从000变化到110，由卡诺图知， 在稳定状态下有 F（000）＝F（110）＝1 但由于前级原因，A、B两信号的变化不可能绝对 同时完成，会出现先后的情况（竞争），因此到 达后级门的输入端时间也会有先后，当输入信号 A、B、C从000变化到110可能有两种情况：