11.9. Ситуации существенного риска

Э тот тип риска характерен для асинхронных схем и возникает в результате возникновения гонок между входным и вторичным сигналами. Диаграмма состояний для асинхронной дискретной схемы, имеющей избыточные элементы, гарантирующие от гонок, изображена на рис. 11.15. Допустим, что схема находится состоянии S₀. Тогда при изменении величины Х от 0 до 1 произойдет переход схемы из состояния S₀ в состояние S₁ и, оказавшись в S₁, схема останется в этом состоянии. Однако операция коррекции этой схемы, как было указано выше, будет выполняться в зависимости от соотношения величин времени инверсии t_i; входного сигнала Х и времени отпирания t_t вторичного сигнала В. Если схема попадает в состояние S₁ перед тем, как значение сигнала Х изменится от 1 до 0, произойдет следующий переход в состояние S₂. Так как Х = 1, когда схема не переходит в состояние S₂, то, следовательно, очередной переход будет осуществлен в состояние, в котором схема теперь останется в результате того, что изменение сигнала уже произошло. Следовательно, при t_i > t_t схема будет функционировать неправильно из-за возникновения гонок между инверсией первичного сигнала Х и отпиранием вторичного сигнала В.

Анализ уравнения для вторичного сигнала A показывает с еще большей очевидностью сущность явления риска. Сигнал отпирания для А задается термом , а сигнал для его запирания - термом . Тогда

Первый терм полученного выражения представляет собой сигнал отпирания для А при условии, что схема находится в состоянии S₁. Если В изменяется до 1 до того, как перейдет в 0, то , и произойдет отпирание вторичной переменной А.

Для того чтобы устранить этот тип риска, следует включить задержку в выходную линию схемы, генерирующей сигнал В. В результате этого изменение сигнала не достигнет входа схемы, генерирующей вторичную переменную А, до тех пор, пока не изменится значение .

Упражнения

У11.1. Составить карты Карно для функций:

a) ;

6) .

и построить для них гарантированные от риска схемы, используя для реализации: 1) элементы И-НЕ, 2) элементы ИЛИ-НЕ. Можно считать, что элементы имеют максимум по три входа.

У 11.2. Найти все виды статического риска в двух схемах, показанных на рис. 11.2, а, б. Определить, при каких входных условиях появляется риск, и изобразить усовершенствованную логическую схему, гарантированную от риска.

У11.3. При помощи карты Карно объяснить, почему функция имеет статический 0-риск при изменении входных сигналов АВС от 100 до 110, а при изменении тех же сигналов от 100 до 000 этого риска нет.

У 11.4. Проверить, есть ли в схемах, изображенных на рис. У11.4 а и б динамический риск? Какие значения принимают входные переменные до возникновения явлений риска и после них? Определить последовательности переключении в схемах вызывающих явления риска.