Ситуация статического риска

Рассмотрим реализацию функции . Для идеального элемента И это постоянный ноль.

A 1

&

Пусть переменная A изменяется из 0 в 1. Из-за задержки переключения инвертора на время схема даст на это время значение 1, а после переключения инвертора получается верное значение 0.

Посмотрим на осциллограммах (рис. 4.15, а):

1 1

A A

0 0

1 1

0 0

1 1

0 0

а) б)

Рис. 4.15

Мы видим, что ошибочное значение "1" получается только при изменении A из 0 в 1, а при изменении из 1 в 0 ошибки нет.

Появление ошибочного значения функции называют статическим "0-риском".

Рассмотрим реализацию функции f = . Это двойник предыдущей функции.

A 1

1

Пусть переменная A меняется из 1 в 0, а элемент НЕ имеет задержку переключения . Осциллограммы процесса изображены на рис. 4.15, б.

Мы видим, что на выходе элемента ИЛИ получаются ошибочные нулевые выбросы. Это статический "1-риск".

Добавив к нашим схемам на выходе по элементу НЕ, мы получим универсальные логические элементы и проинвертированные ошибочные выбросы. Подведем итог. Во-первых:

1) схема И дает положительный выброс при изменении переменной из 0 в 1 - "0-риск";

2) схема И-НЕ дает отрицательный выброс при изменении переменной из 0 в 1 - "1-риск";

3) схема ИЛИ дает отрицательный выброс при изменении переменной из 1 в 0 - "1-риск";

4) схема ИЛИ-НЕ дает положительный выброс при изменении переменной из 1 в 0 - "0-риск".

Во-вторых, если основная форма записи имеет риск, то он существует и в двойственной форме и в дополнительной функции.

Как провести анализ функции на ситуации риска? Возьмем функцию . Мы видим, что переменная X ₁ имеет отрицание, и, следовательно, возможен риск. Если принять , , то . Таким образом, если переменная X ₁ будет меняться из 1 в 0, то возникнет "1-риск". Проверим по двойственной форме: . Пусть и : . При изменении из 0 в 1 получим "0-риск".

Таким образом, для анализа функции на ситуацию риска можно использовать любую форму записи функции. Перебирая значения всех других переменных (0 или 1), сводят функцию к виду или .

0 1 1 0 0 0 1 1

Как устранить ситуацию риска, подскажет карта Карно. Для функции восстановим карту Карно.

Терм получается при склеивании термов и - меняющаяся переменная X ₃ пропала (ставим единицы). Терм получился при склеивании термов с меняющейся переменной X ₂: и ставим единицы). Все остальные термы имеют нулевое значение (ставим нули). Из карты видно, что можно получить третий терм: , и . Необязательная конъюнкция не повлияет на значение функции, т. к. одни и те же единицы можно склеивать сколько угодно раз: .

Проверим, будет ли риск сейчас. Пусть . Таким образом, добавление терма устранило риск. Терм называют термом согласования.

Вывод. При восстановлении выражения функции по карте Карно для устранения статического риска обязательно подлежат склеиванию все соседние термы.

В литературе ситуации риска называют также гонками, гонами, опасными состязаниями.