竞争与冒险

一、竞争与冒险

1、产生原因

根本原因在于信号传输与状态变换的延时问题，两根导线的信号到达同一门级电路的变化不可能完全同步，这一时间差就称为竞争。由于具有时间差，可能就会出现非理想输出，经过一小段时间输出才能平稳下来达到理想输出，这段非理想输出就是冒险。

竞争不一定有冒险，冒险一定有竞争。

举例：与门的两个输入端延时不同，输出就可能发生错误

2、判断方法

代数法

将其他元素固定为1，对某一元素进行逻辑化简。若逻辑化简后，表达式为A+A或AA，则存在竞争与冒险。

卡诺图法

若相切的两个圈相切处没有圈，则可能出现竞争与冒险

计算机辅助分析+实验

3、消除方法

增加滤波电容，滤除窄带脉冲

具体操作是在输出端并联小电容，将尖峰脉冲幅度削弱到门电路阈值以下。但此操作会增加输出电压翻转时间。

增加冗余

对相切处的卡诺图加圈，增加冗余项

触发器打拍

因为对于触发器来说，它只在时钟上升沿进行采样，只要毛刺不刚好出现在时钟上升沿并且不满足建立时间和保持时间，触发器就采不到毛刺。

打两拍比较保险。

采用格雷码计数器

普通计数器，从5计到6真正的触发器变化可能是4‘b101 -> 4'b111 ->4'b110，如果刚好有assign cout =（count[3:0]==3'd7）就会出现短暂脉冲。如果采用格雷码计数器，因为相邻数之间单bit变化，就可以有效避免竞争冒险。

但由于一般计数器都是时钟同步的，所以因为触发器毛刺不敏感特性，所以普通二进制编码也影响不大。

另外格雷码可以用在高速时钟下减少信号翻转降低功耗的场景。