数字电路中的竞争冒险现象

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本篇主要讨论数字电路中的竞争冒险现象。

数字电路中的竞争冒险（Race Condition / Hazard） 是组合逻辑电路中因信号传输延迟导致的瞬时错误现象。

再次解析竞争和冒险：

在组合逻辑电路中，不同路径的输入信号变化传输到同一点门级电路时，在时间上有先有后，这种先后所形成的时间差称为竞争。

由于竞争的存在，输出信号需要经过一段时间才能达到期望状态，过渡时间内可能产生瞬间的错误输出，例如尖峰脉冲。这种现象被称为冒险（Hazard）。

竞争不一定有冒险，但冒险一定会有竞争。

例如，对于给定逻辑 F = A & A’，由于反相器电路的存在，信号 A’ 传递到与门输入端的时间相对于信号 A 会滞后，这就可能导致与门最后的输出结果 F 会出现干扰脉冲。

其实实际硬件电路中，只要门电路各个输入端延时不同，就有可能产生竞争与冒险。

解决方案：

1. 增加冗余项（Redundancy）

可以通过布尔表达式或者卡诺图，添加冗余逻辑，避免出现竞争冒险。

2. 插入滤波电容

此种方法需要在输出端并联一个小电容，将尖峰脉冲的幅度削弱至门电路阈值以下。 ?此方法虽然简单，但是会增加输出电压的翻转时间，易破坏波形。

3. 时钟同步策略（最可靠！）

用寄存器采样稳定后的组合逻辑输出，避开毛刺区间：

总结

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