1. 什么是競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)？

　　信號(hào)在通過(guò)連線和邏輯單元時(shí)，都有一定的延時(shí)。延時(shí)的大小與連線的長(zhǎng)短和邏輯單元的數(shù)目有關(guān)，同時(shí)還受器件的制造工藝、工作電壓、溫度等條件的影響。信號(hào)的高低電平轉(zhuǎn)換也需要一定的過(guò)渡時(shí)間。由于存在這兩方面因素，多路信號(hào)的電平值發(fā)生變化時(shí)，在信號(hào)變化的瞬間，組合邏輯的輸出有先后順序，并不是同時(shí)變化，成為“競(jìng)爭(zhēng)”；往往導(dǎo)致出現(xiàn)一些不正確的尖峰信號(hào)，這些尖峰信號(hào)稱為“毛刺”。

　　如果一個(gè)組合邏輯電路中有“毛刺”出現(xiàn)，就說(shuō)明該電路存在“冒險(xiǎn)”。冒險(xiǎn)是由變量的競(jìng)爭(zhēng)引起的。冒險(xiǎn)又分為邏輯冒險(xiǎn)和功能冒險(xiǎn)。

　　簡(jiǎn)言之：在組合邏輯中，由于門的輸入信號(hào)通路中經(jīng)過(guò)了不同的延時(shí)，導(dǎo)致到達(dá)該門的時(shí)間不一致叫競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生冒險(xiǎn)。

　　2. 競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)產(chǎn)生的原因？

　　（1）根本原因：延遲

　　（2）詳細(xì)分析：

　　競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的產(chǎn)生受到四個(gè)要素的制約，即：時(shí)間延遲、過(guò)渡時(shí)間、邏輯關(guān)系和延遲信號(hào)相位。

　　［1］時(shí)間延遲，即信號(hào)在傳輸中受路徑、器件等因素影響，輸入端信號(hào)間出現(xiàn)的時(shí)間差異

　　［2］過(guò)渡時(shí)間，即脈沖信號(hào)狀態(tài)不會(huì)發(fā)生突變，必須經(jīng)歷一段極短的過(guò)渡時(shí)間

　　［3］邏輯關(guān)系，即邏輯函數(shù)式

　　［4］延遲信號(hào)相位，即延遲信號(hào)狀態(tài)間的相位關(guān)系，涵蓋延遲信號(hào)同相位和延遲信號(hào)反相位兩個(gè)方面。 延遲信號(hào)狀態(tài)變化相同的則是延遲信號(hào)同相位，反之則是反相位。

　　時(shí)間延遲和過(guò)渡時(shí)間要素是競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的產(chǎn)生原因，邏輯關(guān)系和延遲信號(hào)相位要素是競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的產(chǎn)生機(jī)制。由原因和機(jī)制，構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的產(chǎn)生條件。當(dāng)電路滿足產(chǎn)生條件時(shí)，則一定產(chǎn)生毛刺。

　　3. 如何判斷有競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)？

　　3.1 邏輯冒險(xiǎn)的判斷方法有兩種：

　　1）。 代數(shù)法：

　　在邏輯函數(shù)表達(dá)式中，若某個(gè)變量同時(shí)以原變量和反變量?jī)煞N形式出現(xiàn)，例如：邏輯函數(shù)在一定條件下可簡(jiǎn)化為Y=A+A反或Y=A*A反就具備了競(jìng)爭(zhēng)條件。去掉其余變量（也就是將其余變量取固定值0或1），留下有競(jìng)爭(zhēng)能力的變量，

　　如果表達(dá)式為F=A+A~（用A~表示A的反變量，以下同），就會(huì)產(chǎn)生0型冒險(xiǎn)（F應(yīng)該為1而實(shí)際卻為0）；如果表達(dá)式為F=AA~，就會(huì)產(chǎn)生1型冒險(xiǎn)。

　　例：表達(dá)式 F=AB+CB~，當(dāng)A=C=1時(shí)，F(xiàn)=B+B~，在B發(fā)生跳變時(shí)，可能出現(xiàn)0型冒險(xiǎn)。

　　2）。 卡諾圖法：將函數(shù)填入卡諾圖，按照函數(shù)表達(dá)式的形式圈好卡諾圈。

　　A\BC| 00 01 11 10

　　-----------------------

　　0 | 0 0 0 1

　　1 | 0 1 1 1

　　F=AC+BC~的卡諾圖（將101和111的1圈一起，010和110的1圈一起）

　　通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)卡諾圈相切。則函數(shù)在相切處兩值間跳變時(shí)發(fā)生邏輯冒險(xiǎn)。（前提是這兩個(gè)卡諾圈沒(méi)有被其他卡諾圈包圍）

　　3.2 功能冒險(xiǎn)的判斷：

　　功能冒險(xiǎn)是當(dāng)多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)變化的瞬間，由于變化快慢不同而引起的冒險(xiǎn)。

　　卡諾圖法：依然用上面的卡諾圖，按同樣函數(shù)圈好。舉例F=AC+BC~中，ABC從111變?yōu)?10時(shí)，A和C兩個(gè)變量同時(shí)發(fā)生了跳變，若A先變化，則ABC的取值出現(xiàn)了過(guò)渡態(tài)011，由卡諾圖可以知道此時(shí)函數(shù)輸出F為0，然而ABC在變化的前后的穩(wěn)定狀態(tài)輸出值為1，此時(shí)就出現(xiàn)了0型冒險(xiǎn)。這種由過(guò)渡態(tài)引起的冒險(xiǎn)是由于電路的功能所致，因此成為功能冒險(xiǎn)。

　　3.3 綜合邏輯冒險(xiǎn)和功能冒險(xiǎn)：

　　例 ：F=CD+BD~+AC~，自己畫及圈卡諾圖，可以發(fā)現(xiàn)信號(hào)ABCD從0100變化到1101可能存在0型功能冒險(xiǎn)，不存在邏輯冒險(xiǎn)。從0111變化到1110不存在功能冒險(xiǎn)，而可能存在邏輯冒險(xiǎn)。

　　3.4 總結(jié)判斷競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)的方法：

　　1、邏輯函數(shù)在一定條件下可簡(jiǎn)化為Y=A+A反或Y=A*A反；

　　2、真值表卡諾圖法；

　　3、計(jì)算機(jī)輔助分析。

　　4. 如何消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)？

　　消除競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)的方法：

　　1、引入封鎖脈沖；

　　2、引入選通脈沖；

　　3、修改邏輯設(shè)計(jì)，增加冗余乘積項(xiàng)；

　　4、接入濾波電容。

　　順便提一句：時(shí)序邏輯中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)可以用D觸發(fā)器，格雷碼計(jì)數(shù)器，同步電路等優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案消除。