1
2
3
Внаслiдок запiзнень, що вносяться елементами логiчної схеми, при певних ситуацiях на її виходi виникають завади. І їх величина i вплив на правильнiсть функцiонування залежить як вiд якостi логiчних елементiв, так i вiд загальної органiзації вузла чи пристрою, куди входить логiчна схема. І при певних умовах цi завади, якi дiстали назву гоночних, можуть порушувати правильнiсть функцiонування, що, розумiється, недопустимо.
Як вiдомо, гоночнi завади виникають в схемах, якi при певних ситуацiях зводяться до реалізації слiдуючих функцiй [6]:
На рис. 1.5 представлені схема i часова дiаграма, якi розкривають механiзм виникнення гоночної завади при реалізації функції. (1.25.)
EMBED Equation.DSMT4 . (1.25)
Якщо B = C = 1 i A змiнюється вiд "1" до "0", то внаслiдок запiзнення, що вносить iнвертор переднiй фронт функції F2 i спад F2 змiщенi в часi на . Внаслiдок цього на протязi вiдрiзку часу F1 = F2 = 0, а, отже, i F=0, що i є завадою. Уникнути цiєї завади можна, якщо на основi теореми гонок ввести додатковi члени, в даному випадку (BC):
AB + A`C = A B + A`C + ( BC). (1.26)
В справедливостi (1.6) легко переконатись. Дiйсно,
AB+A`C+BC=AB+AC`+(A+A`)BC==AB+A`C+A`BC+ABC=
AB(1+C)++A`C(1+B)=AB+A`C. (1.27)
Замiтимо, що додатковий член до того часу є додатковим, доки iснують члени, що його породили.
Елемент, що реалiзує додатковий член пiд’єднаний пунктиром. При його наявностi i при B=C=1 i при змiнi А вiд "1" до "0" F=1 i, таким чином ефект гонок вiдсутнiй.
Аналогiчна картина спостерiгається при реалiзації функції
F=((AB)`(A`C)`)` (1.28)
(рис.1.6), що приводиться при B=C=1 до виду (1.23).
Зауважимо, що на приведених часових дiаграмах затримки в усiх елементах прийнятi рiвними , а зображення часових дiаграм дещо спрощене.
Завада, що виникає на виходi схеми (рис.1.7), на перший погляд не може бути вiднесена до таких, що виникає при реалiзації функції виду (1.23). В даному випадку реалiзується функцiя F=(AB`)`,яка тiльки при B=A приймає вигляд (1.23).Але ж до цiєї функції безпосередньо непримiнима теорема гонок i тому її не можна доповнити таким чином, щоб виключити умови появи гоночної завади
Найпростiший спосiб уникнути умов, при яких може появитись завада, це поставити на шляху сигнала будь-який неiнвертуючий логiчний елемент такого ж типу.Вiн затримає сигнал А на час i усуне умови появи гоночної завади.Проте така мiра може виявитись зайвою, так як логiчнi елементи в тiй чи iншiй мiрi фiльтрують сигнали i, отже, завада може бути настiльки незначною, що не виникне потреби ставити додатковий елемент. Очевидно, остаточну вiдповiдь на це питання може дати тiльки дослiдження макету з використанням вибраної системи елементiв.
Аналогiчнi завади можуть виникати тодi, коли запiзнення, що вносяться логiчними елементами, має значне розсiювання. Показано, що в логiчних схемах, побудованих з компенсацiєю гоночних завад на елементах з максимальним розсiюванням часу затримки в 33 1/3 %, ефект гонок відсутнiй [4]. Це дає можливiсть при наявностi вiдповiдних технiчних характеристик будувати логiчнi схеми, вiльнi вiд гоночних завад.
Все вищевикладене вiдноситься до будь -- якої змiнної логiчної функції, по якiй може мати мiсце ефект гонок. По кожнiй з них може бути знайдений додатковий член. Вiдмiтимо одну важливу властивiсть додаткового члена Lx по деякiй змiннiй X логiчної функції F.
При Lx=1 F=1 незалежно вiд значення i змiни змiнної X. Враховуючи це, можна запропонувати слiдуючий алгоритм пошуку додаткових членiв для логiчних функцiй багатьох змiнних. Скориставшись теоремою розложення [1,18], можна записати, що
Fxk (X1,X2,..,Xn)=Xk F(Xk=1)+X`k F(Xk=0), (1.29)
де Fxk -- розложення логiчної функції F по змiннiй Xk, k=1,...,n.
Звiдси знаходимо додатковий член по k-iй змiннiй:
Lk=F(Xk=1)•F(Xk=0). (1.30)
Логiчна функцiя Fd разом з додатковими членами дорiвнює
Розглянемо,...
