组合逻辑电路中的竞争-冒险现象

对组合逻辑电路的分析和设计，是在门电路的输入、输出信号处于稳态的逻辑电平下进行的，而没有考虑门电路的传输延迟对电路工作情况的影响。实际上，当输入信号经过不同的路径传输到同一个门电路时，由于信号所经过的门电路的传输延时不同，或者所经过的门电路的级数不同，导致信号到达汇合点门电路的时间不同，从而可能引起该门电路的输出波形出现尖峰脉冲（干扰信号），这一现象称为组合逻辑电路中的竞争-冒险现象。

1、竞争-冒险现象

首先看两个简单的例子。

在图1（a）中，输入信号A分别经过两条途径到达输出级与门电路：一条是直接达到与门；另一条是经过非门后到达与门。所以组合逻辑电路的输出为Y=A。在稳态逻辑电平的情况下，输出Y应恒等于0。但由于非门电路存在着传输延时，信号到达与门的时间比A滞后△t，导致在与门输出Y的波形中出现了Y=1的尖峰脉冲，如图1（a）所示。显然。这个尖峰脉冲不符合门电路在稳态下的逻辑功能，因为它是系统内部的一种噪声。

图1 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象

同理，在图1（b）所示的电路中，由于非门存在着传输延时△t，使或门输出Y的波形中出现了Y=0的尖峰脉冲。同样，这个尖峰脉冲也不符合门电路稳态下的逻辑功能。

由此可见，产生竞争-冒险的原因是由于一个门的两个互补的输入信号分别经过两条不同的路径传输，由于延迟时间不同，而到达的时间不同引起的。

在数字电路中，并不是所有的电路都会产生竞争-冒险现象。不产生竞争-冒险现象的电路工作的可靠性高，产生竞争-冒险现象的电路工作的可靠性差，要提高这些电路工作的可靠性，就必须消除电路的竞争-冒险现象。

消除竞争-冒险现象的关键是判断电路是否存在着竞争-冒险现象，下面介绍竞争-冒险现象的判断方法，

2、竞争-冒险现象的判断方法

可采用代数法来判断一个组合电路是否存在竞争-冒险，方法如下。

写出组合逻辑电路的逻辑表达式，当某些逻辑变量取特定值（0或1）时，如果表达式能转换为Y=A或Y=A 的形式，则该组合逻辑电路中存在着竞争-冒险。

例1：判断下列逻辑函数是否存在冒险：

（1）

（2）

解：

（1）若输入变量A=B=1，则有。因此，该电路存在冒险。

（2）：如果令A=C=0，则有。因此，该电路存在冒险。

竞争-冒险对数字电路工作的可靠性有影响，消除竞争-冒险的方法主要有引入封锁脉冲、引入选通脉冲、接滤波电容或修改逻辑设计等。