multisim 仿真教程 竞争冒险现象分析与消除

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,8.10,竞争冒险现象分析与消除,8.10.1,竞争冒险现象,在由门电路组成的组合逻辑电路中，输入信号的变化传输到电路各级门电路时，由于门电路存在传输延时时间和信号状态变化的速度不一致等原因，使信号的变化出现快慢的差异，这种先后所形成的时差称为竞争。竞争的结果是使输出端可能出现错误信号，这种现象叫做冒险。有竞争不一定有冒险，但有冒险一定存在竞争。,利用卡诺图可以判断组合逻辑电路是否可能存在竞争冒险现象，具体做法如下：根据逻辑函数的表达式，作出其卡诺图，若卡诺图中填,1,的格所形成的卡诺图有两个相邻的圈相切，则该电路就存在竞争冒险的可能性。,组合逻辑电路存在竞争就有可能产生冒险，造成输出的错误动作。因此，在设计组合逻辑电路时必须分析竞争冒险现象的产生的原因，解决电路设计中的问题，杜绝竞争冒险现象的产生。常用的消除竞争冒险的方法有：加取样脉冲，消除竞争冒险；修改逻辑设计，增加冗余项；在输出端接滤波电容；加封锁脉冲等。,8.10.2,竞争冒险现象的仿真,(1),竞争冒险现象的仿真电路例,1,如图,8.10.1,（,a,）,所示，该电路的逻辑功能为，从逻辑表达式来看，无论输入信号如何变化，输出应保存不变，恒为,1,（高电平）。,但实际情况并非如此，从仿真的结果可以看到，由于,74LS05D,非门电路的延时，在输入信号的下降沿，电路输出端有一个负的窄脉冲输出，这种现象称为,0,（低电平）型冒险。,（,a,）,竞争冒险现象的仿真电路例,1,（,b,）,0,（,低电平）型冒险输出,图,8.10.1,竞争冒险现象的仿真电路与输出波形,2.,竞争冒险现象的仿真电路例,竞争冒险现象的仿真电路例,2,如图,8.10.2,（,a,）,所示，该电路的逻辑功能为，从逻辑表达式来看，无论输入信号如何变化，输出应保存不变，恒为,0,（低电平）。但实际情况并非如此，从仿真的结果可以看到，由于,74,LS05D,非门电路的延时，在输入信号的上升沿，电路输出端有一个正的窄脉冲输出，这种现象称为,1,（高电平）型冒险。,（,a,）,竞争冒险现象的仿真电路例,2,（,b,）,1,（,高电平）型冒险输出,图,8.10.2,竞争冒险现象的仿真电路与输出波形,3,.,竞争冒险现象的仿真电路例,3,竞争冒险现象的仿真电路例,3,如图,8.10.3,（,a,）,所示，该电路的逻辑功能为，已知,B=C=1,，,所以。从逻辑表达式来看，无论输入信号如何变化，输出应保存不变，恒为,1,（高电平）。但实际情况并非如此，从仿真的结果可以看到，,由于,74,LS09D,与门电路的延时，在输入信号的下降沿，电路输出端有一个负的窄脉冲输出，这种现象称为,0,（低电平）型冒险。,（,a,）,竞争冒险现象的仿真电路例,3,（,b,）,0,（,低电平）型冒险输出,图,8.10.2,竞争冒险现象的仿真电路与输出波形,8.10.3,竞争冒险现象的消除,为了消除图,8.10.3,（,a,）,所示电路的竞争冒险现象，修改逻辑设计，增加冗余项,BC,，,该电路的逻辑功能为,BC,，,修改后的电路和仿真结果如图,8.10.4,所示，输出保持不变，恒为,1,（高电平），电路的竞争冒险现象被消除。,（,a,）,增加冗余项,BC,（,b,）,输出保持不变（高电平）,图,8.10.4,消除竞争冒险现象的电路与输出波形,