当前课程知识点：数字电子技术基础 > 第六周 > 4.4-1_4.4-2 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象 > Video
我们前面已经完整的介绍了
组合逻辑电路的概念
组合逻辑电路的分析方法
设计方法
以及多种中规模
集成的组合逻辑电路
那么这一章最后
再给大家介绍一下
组合逻辑多种的竞争冒险现象
什么是竞争冒险现象
实际上大家可能没有注意到
我们前面介绍了各种分析
设计的方法
以及中规模集成电路当中
各种的功能
它实际上是在一个重要的前提下
进行讲解的
而这个重要的前提
就是指电路在它的各种状态
稳定的情况下的
一个逻辑的情况
但是如果我们要考虑到
组合逻辑电路
它的可靠性的问题
我们还需要考虑
在它的状态发生变化的时候
会不会发生什么样的现象
什么叫状态发生变化呢
也就是它的状态
比如说由一种低电频变成高电频
或者由高电频变成低电频的时候
在这个过渡过程中
或者叫动态的过程中
会不会出现什么问题
而这个问题实际上存在的
也就是我们这里讲到的
竞争冒险现象
那么什么是竞争
这个现象其实我们有明确的定义
竞争是指两个输入
比如说A和B 两个输入
同时向相反的逻辑电频变化
我们叫存在竞争
什么叫相反的逻辑电频变化
比如说A它是从高电频
变成低电频
而B是从低电频变高电频
而这两个变化是同时进行的
那么这个时候会出现竞争
为什么
好 那我们看看这有一个例子
左边这个电路
实际是一个与门
A和B分别经过与门输出
那么我们可以看到
当A由高电频变成低电频
而B由低电频变成高电频的时候
由于它们的电频的预值的位置
是不一样的
那么我们现在从这个图
就可以很明显的看出来
在A由高变低的时候
它要经过较长的时间
才能够变成低电频
而B经过很短的一段时间以后
它就变到了高电频
那么这个时候
就会存在什么问题呢
就是A还没有变成低电频
而B它的电频已经处于高电频
那么这个时候
如果我们对于这个与门来讲
我们知道对于一个与门来讲
如果AB的电频不一样的时候
它的输出Y始终是0 是低电频
但是如果在我刚才
介绍的这个时刻
也就是B由低电频
快速的进入到了高电频
而A还没有属于低电频的时候
就在这一时刻
A和B同时处于了高电频
而对于与门来讲
如果A和B
同时处于高电频的时候
那就意味着输出Y
会产生一个高电频的
非常短暂的一个尖峰脉冲
而这个尖峰脉冲
则就是我们说到
这个电路存在了竞争现象
因为这个脉冲并不是我们希望的
这是与门
我们再来看看或门 或门
如果A和B电频不一样的时候
在正常的情况下
Y应该始终处于1 处于高电频
但是同样的
我们让A从高变成低
B从低变成高
那么我们发现
A会比B更快的通过了预值
变成了低电频
而当A变到低电频的时候
B还没有进入到高电频的时候
那么这个时候
就同时出现了A和B
都是低电频的状态
那A和B都是低电频的时候
Y是什么 Y就是0
就是低电频
那么对于这个或门来讲
就会出现一个低电频的
向下的一个脉冲
当然这个脉冲
是一个非常短暂的
但即使很短暂
但对于这个电路或门来讲
确是我们不希望出现的
好 那这个就通过这个例子
我们就知道什么是竞争
那么因为竞争
就有可能输出尖峰脉冲
那么这个现象
我们就叫做竞争冒险现象
但是大家知道
这个脉冲不是我们希望的
而这个脉冲
有可能就会产生很大的影响
特别是我们知道
如果我们的一个电路的后面
接的是一个非常敏感的一个设备
它对这个脉冲非常敏感的话
那么将会造成很大的
很大的这个不好的影响
比如我们后面
马上就要讲触发器
那么触发器是什么概念呢
我们后头学的时候就会知道
触发器恰恰就是
给它一个脉冲以后
就会使它的输出状态发生变化
那么这里产生的
这种竞争冒险现象
产生的这个尖峰脉冲
有可能就会触发
我们的触发器的
输出状态发生变化
使得造成最后的它的输出状态
完全不是我们所希望的
所以在这个时刻
我们就说这个竞争冒险现象
起到了非常不好的作用
所以我们需要研究一下
这个竞争冒险现象
到底是怎么产生的
如何去克服
那么具体的
我们可以再举一个例子
比如2线 4线译码器
这个我们前面学过了 对吧
但是在2线 4线译码器当中
同样有可能出现竞争冒险现象
我们来看一看
那么当A和B
如果是处于不同的状态
比如说A是高 B是低
或者A是低 B是高的时候
我们知道从后面的输出
Y0 Y1 Y2 Y3来讲的话
那么Y0和Y3
应该始终处于这种低电频的状态
但是我们 比如我们拿Y0来看
对于Y0来讲
它经过一个与门J0之后
前面输入的是A和B的反
而A和B的反
A经过了J4形成了A反进入J0
B经过了J5形成B反进入J0
但是实际当中J4和J5它两个门
不是百分之百完全相同的
什么意思
就是说J4和J5
它们的延时是不一样的
那么如果延时不一样
那意味着什么呢
就意味着A反到J0的时间
和B反到J0的时间是不一样的
那么这样的话就会出现问题
我们看右边这个图
A反由低变高 B反由高变低
那么同样
如果A反由低变高的时候
快于B反由高变低的话
那么很显然
A反首先会产生高电频
而B反还没有变成低电频
它还是处于高电频的状态
那么这样的话
A反B反就会同时处于高电频
那么Y0这个地方
就会产生一个尖峰的脉冲出来
依此类推Y3AB（06：43）
也可能会产生尖峰脉冲的情况
所以这个地方我们总结就是
当AB从10到01的时候
在动态的过程中
注意 在动态的过程中
可能出现00
所以Y3和Y0输出端
可能产生尖峰脉冲
由此我们就要说了
说我们已经知道什么是竞争
知道什么是竞争冒险现象了
我们怎么去判断
这个电路里什么时候出现
竞争冒险现象
那么为此人们总结了一条规律
这个规律是什么呢
是当输入变量
每次只有一个改变状态的情况下
如果输出端的门电路的
两个输入信号A和A反
是输入变量A
经过两个不同的传输途径而来的
那么当输入变量A的状态
发生突变的时候
输出端便有可能产生尖峰脉冲
具体解释一下
它的原始是一个变量
但这一个变量
会变成一个是它原变量
一个是它的反变量
而它的原变量和反变量
却经过了不同的路径
传输到后面来
那么传输到后头以后
会形成它的输出
但是由于它经过了不同的路径
造成每一个路径
可能传输的时间是不一样的
这样的话就会有可能
在它后面的输出的时候
形成尖峰脉冲
也就是我们的竞争冒险现象
那么针对这种情况
我们的判断准则就是
只要输出端的逻辑函数
在一定条件下
能够简化成Y等于A加A反
或者Y等于A与上A反
那么我们就可以判定
这里存在竞争冒险现象
那么这底下
就是一张简单的一个图
输入就是一个A
但是我们发现
输入进入了两个路径
那么这两个路径
发现它们的长度是不一样的
什么意思呢
上面经过的反相器
是2M个反相器
下面经过的反相器
是2N+1个反相器
那么它的输出以后
应该一个就是A 一个就是A反
那么这样的话它的输出
如果通过一个或门的话
得到的就是Y等于A加A反
下面同样的输入是A
但是它经过了两条不同的路径
而且每一条路径的输出之后
它可能一个是A 一个是A反
经过一个与门
得到Y等于A与上A反
那么这样的情况下
我们说它肯定会存在
竞争冒险现象
所以由此我们就知道了
如何去检查这个电路
是否存在竞争冒险的方法
-0.1 数字量和模拟量
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-0.2 电子技术的发展历程
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-0.3 课程的基本任务
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-1.1 信息与编码
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-1.2 二进制的补码
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-1.3 二进制补码运算的符号位
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-1.4 二进制的编码
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-1.5 用电压来表达信息
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-1.6 电压信号的离散化
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-2.1 逻辑代数概述
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-2.2 逻辑代数的三种基本运算
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-第一周--第一周作业
-2.3 几种常用的复合逻辑运算
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-2.4 逻辑代数的基本公式和常用公式
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-2.5 逻辑代数的基本定理
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-2.6 逻辑函数及其表示方法
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-2.7 逻辑函数形式的变换
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-2.8 逻辑函数的化简
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-2.9 逻辑函数的最小项之和
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-2.10 逻辑函数的最大项之积
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-2.11 最小项和最大项的关系
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-2.12 逻辑函数的卡诺图
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-2.13 卡诺图化简法
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-2.14 具有无关项的逻辑函数及其化简
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-2.15 逻辑函数的机器化化简法
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-第二周--第二周作业
-3.0 门电路概述
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-3.1-1 半导体二极管的开关特性
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-3.1-2 二极管与门
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-3.1-3 二极管或门
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-3.1-4 二极管门电路的缺点
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-3.2-1 MOS管的基本构造和工作原理
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-3.2-2 MOS管的开关特性
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-3.2-3 MOS管的工作特性曲线
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-3.3-1 CMOS反相器的电路结构和工作原理
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-3.3-2 CMOS反相器的电压电流传输特性
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-3.3-3 CMOS反相器的静态输入输出特性
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-3.3-4 CMOS反相器的动态特性
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-3.3-5 CMOS反相器的总功耗
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-第三周--第三周作业
-3.4-1 其他逻辑功能的CMOS门电路
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-3.4-2 带缓冲级的CMOS门电路
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-3.4-3 漏极开路的门电路
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-3.4-4 CMOS传输门和三态门
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-3.5-1-1 双极型三极管的输入输出特性
--Video
-3.5-1-2 双极型三极管的基本开关电路
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-3.5-1-3 双极型三极管的开关等效电路、三极管反相器
--Video
-第四周--第四周作业
-3.5-2-1 TTL反相器的电路结构
--Video
-3.5-2-2 TTL反相器的工作原理
--Video
-3.5-2-3 TTL反相器中的几个 问题和输入噪声容限
--Video
-3.5-3-1 TTL反相器的输入输出特性
--Video
-3.5-3-2 TTL反相器的输入端负载特性
--Video
-3.5-3-3 TTL反相器的扇出系数
--Video
-3.5-4-1 TTL反相器的传输延迟时间
--Video
-3.5-4-2 TTL反相器的交流噪声容限
--Video
-3.5-4-3 电源的动态尖峰电流
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-3.5-5-1 其他逻辑功能的TTL门电路
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-3.5-5-2 集电极开路输出的门电路
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-3.5-5-3 三态输出门
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-实验一：与非门电压传输特性曲线的观测
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-实验二：与非门传输延迟时间的测量
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-第五周--第五周作业
-4.1 组合逻辑电路的特点
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-4.2-1 组合逻辑电路的分析方法
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-4.2-2 组合逻辑电路的设计方法
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-4.3-1-1 若干常用组合逻辑电路：普通编码器
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-4.3-1-2-1 优先编码器
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-4.3-1-2-2 优先编码器的扩展
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-4.3-1-3 二-十进制优先编码器
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-4.3-2-1 译码器
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-4.3-2-2 二进制译码器的扩展
--Video
-4.3-2-3-1 显示译码器
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-4.3-2-3-2 显示译码器附加控制端的作用
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-4.3-2-4 用译码器设计组合逻辑电路
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-4.3-3-1 数据选择器
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-4.3-3-2 用数据选择器设计组合电路
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-4.3-4-1 加法器
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-4.3-4-2 多位加法器
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-4.3-4-3 用加法器设计组合电路
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-4.3-5 数值比较器
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-4.4-1_4.4-2 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象
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-4.4-3 消除竞争-冒险现象的方法
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-第六周--第六周作业
-4.5 可编程器件及EDA1
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-5.0 触发器的由来
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-5.1 门电路与触发器的关系
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-5.2 基本RS锁存器
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-5.3-1 电平触发的SR触发器
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-5.3-2 电平触发的D触发器1
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-5.3-3 电平触发的D触发器2
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-5.4-1-1 脉冲触发的触发器--主从D触发器
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-5.4-1-2 脉冲触发的触发器--主从SR触发器
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-5.4-1-3 脉冲触发的触发器--主从JK触发器
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-5.4-2 脉冲触发方式的动作特点
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-5.5 边沿触发的触发器
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-5.6-1 触发器的逻辑功能及其描述方法--SR触发器
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-5.6-2触发器的逻辑功能及其描述方法--JK触发器、T触发器、D触发器
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-第七周--第七周作业
-5.7-1 触发器的动态特性1
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-5.7-2 触发器的动态特性2
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-5.7-3 触发器的动态特性3
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-6.1-1 时序逻辑电路概述
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-6.1-2 时序电路的一般结构形式与功能描述方法
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-6.1.3 时序电路的分类
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-6.2.1-1 同步时序电路的分析方法1
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-6.2.1-2 同步时序电路的分析方法2
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-6.2.3 异步时序电路的分析方法
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-6.3.1-1 寄存器
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-6.3.1-2 移位寄存器1
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-6.3.1-3 移位寄存器2
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-6.3.1-4 移位寄存器扩展应用
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-6.3.2-1-1-1 计数器概述、同步二进制加法计数器
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-6.3.2-1-1-2 同步二进制减法计数器
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-6.3.2-1-1-3 同步加减计数器
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-6.3.2-1-2-1 同步十进制加法计数器
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-6.3.2-1-2-2 同步十进制减法计数器、十进制可逆计数器
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-6.3.2-2 异步计数器
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-第八周--第八周作业
-6.3.2-3-1-1 任意进制计数器的构成方法
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-6.3.2-3-1-2 任意进制计数器的构成方法--举例(N>M)
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-6.3.2-3-1-3 任意进制计数器的构成方法--举例(N<M)
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-6.3.2-4 计数器应用举例
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-6.4.1-1 时序逻辑电路的设计方法
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-6.4.1-2 时序逻辑电路的设计方法--举例
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-6.4.2 时序逻辑电路的动态特性分析
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-7.0 半导体存储器绪论
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-7.1 半导体存储器概述和分类
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-7.2-1 ROM的结构和工作原理
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-7.2-2 可编程ROM1
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-7.2-3 可编程ROM2
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-7.3 RAM的结构和工作原理
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-7.4-1 存储器容量的扩展-位扩展
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-7.4-2 存储器容量的扩展-字扩展
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-7.5 用存储器实现组合逻辑电路
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-第九周--第九周作业
-8.1 可编程逻辑器件概述
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-8.2-8.3-8.4 可编程逻辑器件-FPLA/PAL/GAL
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-8.5-8.6-8.7 可编程逻辑器件-EPLD/CPLD/FPGA
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-8.8-8.9 可编程逻辑器件-ISPGDS、PLD的使用
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-10.1-1 脉冲波形的产生和整形概述
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-10.1-2-10.2.1 门电路组成的施密特触发器
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-10.2.2 集成施密特触发器
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-10.2.3 施密特触发器的主要特点和应用
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-10.3.1-1-1 积分型单稳态触发器--结构和工作原理
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-10.3.1-1-2 积分型单稳态触发器--性能参数计算
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-10.3.1-2-1 微分型单稳态触发器--结构和工作原理
--Video
-10.3.1-2-2 微分型单稳态触发器--性能参数计算
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-10.3.2 集成单稳态触发器
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-10.4.1 用施密特触发器构成的多谐振荡器
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-10.4.2 对称式多谐振荡器
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-10.4.3 非对称式多谐振荡器
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-第十周--第十周作业
-10.4.4 环形振荡器
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-10.4.5 石英晶体多谐振荡器
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-10.5 脉冲电路的分析方法
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-10.6.1 555定时器电路的结构与功能
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-10.6.2 用555定时器接成施密特触发器
--Video
-10.6.3 用556定时器接成单稳态触发器
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-10.6.4 用557定时器接成多谐振荡器
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-11.1 数模和模数转换概述
--Video
-11.2.1 权电阻网络D/A转换器
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-11.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器
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-11.2.3 具有双极性输出的电阻网络D/A转换器
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-11.2.4 D/A转换器的转换精度和速度
--Video
-11.3.1 A/D转换的基本原理
--Video
-11.3.2 采样保持电路
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-11.3.3 并联比较型A/D转换器
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-11.3.4-1 反馈比较型A/D转换器--计数型
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-11.3.4-2 反馈比较型A/D转换器--逐次渐进型
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-11.3.5 双积分型和V-F型A/D转换器
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-第十一周--第十一周作业
-I-概述、电路设计及功能仿真
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-II-指定芯片及时序仿真
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-III-选外设（自动化）、锁定引脚并生成下载文件
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-IV-电路扩展设计
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-V-用Verilog描述状态机电路
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