用SSI设计组合逻辑电路

数字电路实验 笔记

冒险现象

定义

一个组合电路，在它的输入信号变化时，输出出现瞬时错误的现象。分为函数冒险（功能冒险），和逻辑冒险。

函数冒险

电路中俩个或两个变量发生变化，中间量与起始状态和最终状态的不同而出现瞬时的错误信号。这种信号是函数本身固有的。

逻辑冒险

由于各传输通路的延迟时间不同而导致输出出现瞬时错误的现象。

实验

研究重点——静态0型冒险

输出恒等于1的情况下，出现瞬时0输出的错误现象。

研究方法

分析和判断一个逻辑函数在其中的一个（不是多个）输入变量发生变化时，电路是否可能出现冒险现象，冒险现象的脉冲宽度是多少，以及如何消除冒险现象。

消除冒险情况的方法

1. 修改逻辑设计，增加校正项（冗余项）法

采用代数法较繁琐，因此采用卡诺图法[1]判断和清除组合电路的竞争冒险

采用卡诺图法判断和清除组合电路的竞争冒险

考虑到代数法的原理是只要能出现$F = A+\overline{A}$或$F = A\cdot\overline{A}$ 就存在竞争冒险，那么自然就想到，把它推广到卡诺图上就是：只要卡诺图上有两个卡诺圈单独相切，此逻辑电路必然存在竞争冒险。
（1）某函数F的卡诺图上，只要有两个卡诺圈单独相切，此逻辑电路必然存在竞争冒险。

（2）需要指出的是，对角相邻的卡诺圈不算相切。
（3）最后要强调的是，我们必须把卡诺图看成一封闭的整体，即最左一列与最右一列实际上是相邻，最高一行与最低一行也是相邻。

清除竞争与冒险的原则是增加逻辑函数的冗余项。冗余项的加入并不改变原逻辑函数的逻辑值，但冗余项的加入却可以有效的消除冒险。

2. 在输入端引入封锁负脉冲或者正脉冲法

原理

组合电路的冒险现象是输入信号变化产生的，因此可以设法避开一段时间，待电路稳定之后再让电路正常输出。

具体办法

当输入信号变化时，将该门封锁（使门的输出为1）

3. 接入滤波电容法

接入几百皮法的滤波电容加以消除。这样做会导致输出变形的边沿变坏，只适用于对输出波形边沿要求不高的电路。