Rambler's Top100


ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА (конспект лекций), часть I. Автор: Малышенко Ю.В., редактор:

6. СОСТЯЗАНИЯ СИГНАЛОВ В ЦИФРОВЫХ СХЕМАХ
6.1. Причины состязаний

Все элементы и линии связи вносят задержки на распространение сигналов. Так, если на вход элемента-повторителя подать импульсный сигнал Uвх (рис. 6.1) на его выходе сигнал Uвых (пунктирная линия) меняется с некоторой задержкой относительно входного сигнала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Разброс временных параметров реальных элементов, а также различная длина цепей прохождения сигналов могут являться причиной неодновременного изменения состояний входов некоторых элементов схем.

Пусть на элемент И (рис. 6.2) последовательно подаются комбинации сигналов 01, 10. Установившиеся значения выходного сигнала на обеих этих комбинациях одинаковы и равны нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 


Однако, если сигнал на первом входе изменится раньше, чем на втором, то на входах может кратковременно возникнуть комбинация 11. Соответственно, на выходе кратковременно появится единичный импульс. На рис. 6.2 показаны возможные сигналы в этом случае. Если же задержка по второму входу меньше, то при смене входной комбинации сигнал на выходе элемента не изменится. При некоторых сочетаниях задержек на очередном входном наборе выходные сигналы логических элементов могут принимать значения, не предусмотренные законом функционирования схемы. В таких случаях говорят, что на данном наборе существуют так называемые состязания между сигналами.

При проектировании цифровых устройств, как правило, принимаются меры для устранения влияния состязаний на алгоритм функционирования устройства. Однако, если проектируемое устройство в целом устойчиво к состязаниям, при тестовой проверке отдельных конструктивно-логических узлов необходимо считаться с возможностью состязаний.

Как показывает практика наладки и ремонта, тесты, синтезированные без учета состязаний, могут приводить к неоднозначности результатов проверки. При этом в устройстве, свободном от состязаний в исправном состоянии могут возникать состязания при наличии в нем неисправности.

В зависимости от места возникновения состязаний сигналов различают:

а) состязания между изменениями сигналов на внешних входах;

б) состязания между входными сигналами и сигналами элементов памяти;

в) состязания между сигналами элементов памяти;

г) состязания между сигналами логических элементов схемы.

В цифровых схемах могут возникать все перечисленные виды.

Установившиеся значения сигналов в комбинационных схемах определяются исключительно значениями сигналов на внешних входах. В таких схемах достаточно легко избавиться от "ложных" импульсов, появляющихся вследствие состязаний. Например, сигналы с выходов схемы можно снимать с некоторой задержкой.

В схемах с памятью борьба с состязаниями является более сложной, так как "ложные" импульсы могут запоминаться и влиять на последующую работу схемы. Допустим, что в схеме на рис. 6.3 входной набор 011 изменяется на 101, а на выходах элементов 2 и 3 (образующих триггер) первоначально были значения 0 и 1, соответственно. Если входной сигнал x1 изменится раньше, чем x2, то на выходе элемента 1 появится кратковременный нулевой импульс, что приведет к смене сигналов на элементах 2 и 3. В случае же, когда на выходе элемента 1 не будет единичного импульса, триггер не изменит своего состояния. Иными словами, установившиеся значения на выходах элементов 2 и 3 будут зависеть от соотношений моментов изменений сигналов на x1 и x2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Poker razz odds calculator