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卡诺图化简法注意事项

今天反思一下卡诺图化简法中的注意事项。另,文章太短被限流了,因此补充一下竞争冒险相关的知识点。

一、卡诺图化简法

卡诺图方法在这里不介绍了,这种方法看起来简单,但如果不熟悉的话很容易出错,因此要对花圈的规则比较熟悉。

①圈越少越好

②圈越大越好

③不能有多余圈,也不能有遗漏

④化简结果可能不同。

这里说一下我个人理解不到位的地方,如果,①和②相矛盾了该怎么办?

 

 

 

 

比如说这个图,我可以像图中这样,圈四个2格的圈,但我也可以在中间圈一个4格的圈+4个1格的圈,哪种化简出来最简呢。

实际上,应以①圈越少越好为优先,因为逻辑表达式化简的本来目的就是减少项数,如果为了追求单个圈的大小而增加了圈的个数(增加项数),那么这是南辕北辙的行为,因此,上图所示的圈法才是正确的。

 

文中未标明的参考文献在此处列出:

(60条消息) 卡诺图化简法_Samplay的博客-CSDN博客_卡诺图化简法

 

 

二、竞争冒险

1.竞争与冒险的定义:

(1)竞争的定义:比较正规的定义是“门电路的多个输入端同时发生方向相反的跳变的现象(比如一个0变1另一个1变0)”。

在网络中也经常出现另一种定义:“门电路的多个输入端的信号,由于路径时延的不同,导致到达门电路输入端的时间不同的现象”。

这两种定义是没有冲突的,如果要发生冒险那么需要上述两个定义的现象同时发生。

(2)冒险的定义:由于竞争的发生而导致门电路输出存在毛刺的现象,叫做冒险。

要注意,有竞争不一定有冒险,有冒险一定有竞争。

 

2.竞争冒险的判别

(1)代数法。

详见:(60条消息) 竞争冒险_宇哥啊的博客-CSDN博客_竞争冒险

注意区分0型冒险和1型冒险。

(2)卡诺图法

通过寻找卡诺圈的相切部分来判断是否有竞争的现象

 

 

 

 这里要尤其注意判断竞争冒险的第二个条件,即“没有被另外的卡诺圈包围”,如果相切处被其他卡诺圈包围,那么是不会出现竞争冒险的。举个例子吧:

 

 

 

如上图所示,两个卡诺圈相切(ABCD=0101和ABCD=1101处相切),且相切处的两个最小项没有被另外的卡诺圈包围,此时,有竞争冒险

 

 

 

 

如上图所示,同样的相切位置,只不过这一次其中一个最小项被第三个卡诺圈包围,此时,仍没有竞争冒险。

 
 

 

 

 

最后一个例子,还是同样的相切位置,但是相切处的两个最小项都被另外的卡诺圈包围,此时,无竞争冒险。

所以我们可以得出结论,判断出现竞争冒险的条件是“两个卡诺圈相切,且相切部分所涉及的两个最小项没有被其他卡诺圈完全包围,此时,有竞争冒险”。 

如果相切,但是相切处的两个最小项都被其他卡诺圈包围,那么,没有竞争冒险。

PS:感觉还是代数法简单一点。

3.竞争冒险的处理方法

(1)加电容

 

 

 

 缺点是输出波形质量变差。

(2)加选通脉冲。

等待0型脉冲或者1型脉冲产生以后,再对输出进行采样,避开了可能的脉冲信号。

(3)加冗余项

 

 

 

加冗余项不会改变电路逻辑功能,以上图为例,冗余项是B(~C)D,当BCD!=101时,F的表达式和加冗余项之前相同,因此此时功能是相同的,而当BCD=101时,D=A+(~A)+1,加不加冗余项都是1,因此也不会改变电路逻辑功能。 

 

 

 

 

 

在这里,三种情况下都可能 发生竞争冒险,那么就要加三个冗余项,分别是

(~B)C、A(~C)、(~A)B

加了这么多冗余项,直觉上感觉电路的输出会被更改,但实际上电路的逻辑功能仍然是不会被更改的。因为:

F0=A(~B)+(~A)C+B(~C) 这是加冗余项之前的.

F1=F0+(~B)C 加了一个冗余项

F2=F1+A(~C)  加了二个冗余项

F3=F2+(~A)B 加了三个冗余项

之前已经证明F0和F1逻辑功能相同,同理我们可以证明F2和F1相同,F3和F2相同,因此F0和F3的逻辑功能不变,他们具有相同的真值表。

 

 

另外,冒险可以分为0型冒险和1型冒险,也可以分为逻辑冒险和功能冒险,详见:

(60条消息) 竞争冒险_宇哥啊的博客-CSDN博客_竞争冒险

 

以上就是我对竞争冒险的个人看法,如有错误请指出,大家一起讨论提高。

文中未标明的参考文献在此处列出:

(60条消息) 数字电子技术基础(九):竞争—冒险现象成因及消除_QNee的博客-CSDN博客_竞争冒险产生的原因以及如何消除(60条消息) 卡诺图化简法_Samplay的博客-CSDN博客_卡诺图化简法(60条消息) 组合逻辑中的竞争与冒险_交芯的博客-CSDN博客_组合逻辑竞争冒险fpga

posted on 2023-01-07 11:06  皮皮祥  阅读(724)  评论(0编辑  收藏  举报