Giao trinh bai tap kỹ thuật chiếu sáng

Chương 4

Hazard


4.1 Hazard trong các hệ tổ hợp


Xung nhiễu (glitch) và hazard


Hệ có Hazard tĩnh 1
X1
X2

1

0→ 1

1→ 0

F = X1 X2 + X2 Y
1→ 0 → 1

0→ 1
Y

1

1→ 0

Hệ có Hazard tĩnh 1 được loại trừ



Mạch cơ bản có hazard tĩnh 0

Đặc tính của hazard tĩnh 0:
* Có 2 đường dẫn cho x
* Có 1 biến bị đảo
* Hội tụ lại ở cổng AND


Mạch cơ bản có hazard tĩnh 1

Đặc tính của hazard tĩnh 1
* Có 2 đường dẫn cho x
* Có 1 biến bị đảo
* Hội tụ lại ở cổng OR


4.2 Phát hiện các hazard
tĩnh 0 và tĩnh 1


Phát hiện sự hiện diện của các hazard tĩnh
trong hệ tổ hợp
• Ta chỉ sẽ xét các hazard xảy ra khi một biến vào thay đổi.
• Phân tích bắt đầu bằng xác định hàm ra quá độ Ft mà
biểu diễn hành vi của hệ dưới những điều kiện quá độ.

• Hàm ra quá độ của một hệ được xác định giống như hàm
ra thông thường (chế độ xác lập) ngoại trừ biến xi và bù
của nó xi’ được xem như 2 biến độc lập. Ta phải làm
điều này vì trong những điều kiện quá độ xi và xi’ có thể
cả hai đồng thời có cùng giá trị.
• Điều này có nghĩa là những định lý sau của đại số Boole
không thể sử dụng được khi xử lý Ft:
XX’ = 0, X+ X’ = 1, X + X’Y = X + Y,
XY + X’Z + YZ = XY + X’Z, v.v…

Còn các luật kết hợp, phân bố và DeMorgan cũng như
XX =X, X + XY =X, v.v… có thể sử dụng được.


Thí dụ: Phát hiện các hazard tĩnh 1

Với hình 4.10 (a), hàm ra quá độ là:
Ft = abc + (a + d) (a’ + c’) = abc + aa’ + ac’ + a’d + c’d


Thí dụ: Phát hiện các hazard tĩnh 0

Ft = (abc + a + d) ( abc + a’ + c’)
= (a + d)(a + a’ + c’)(b + a’ + c’)(c + a’ + c’)


Cách tìm ra tất cả các hazard tĩnh 1 và 0 trong hệ
(khi có một biến vào thay đổi)
1.
2.

3.

Xác định hàm ra quá độ của hệ Ft, và rút gọn Ft thành dạng SOP,
trong đó xem mỗi biến và bù của nó là 2 biến độc lập.
Khảo sát mỗi cặp các trạng thái kế nhau cho Ft là 1.
Nếu không có số hạng 1 mà bao gồm cả hai trạng thái của cặp này
thì sẽ xuất hiện hazard 1. (Việc này thường được thực hiện bằng
cách ghi các số hạng 1 của Ft trên bảng Karnaugh và kiểm tra
mỗi cặp ô 1 kế nhau trên bảng)
Nếu dạng SOP của Ft không chứa tích của biến và bù của nó
thì không có hazard 0.
Nếu dạng SOP của Ft có chứa tích của biến và bù của nó
thì có thể có hazard 0.
Để phát hiện tất cả các hazard 0:
• Tìm dạng POS của Ft bằng cách đặt thừa số hoặc các
phương tiện khác (vẫn xem xi và xi’ là 2 biến độc lập)
• Khảo sát mỗi cặp trạng thái vào kế nhau mà làm cho Ft =0.
Nếu không có số hạng 0 mà bao gồm cả hai trạng thái của
cặp, thì có hazard 0. (Việc này thường được thực hiện bằng
cách ghi các số hạng 0 của Ft vào bảng karnaugh và kiểm tra
mỗi cặp số 0 kế nhau trong bảng).


4.3 Hazard động


Thí dụ: Hệ có hazard động

Thí dụ: Hệ có hazard động


Hai mạch căn bản có hazard động


4.4 Thiết kế hệ tổ hợp
không có hazard


Định lý 1: Nếu các số hạng 1 của Ft thỏa các điều kiện sau,
hệ sẽ không chứa các hazard tĩnh hoặc động:
1. Với mỗi cặp các trạng thái vào kế cận mà tạo một giá trị ra là 1,
có ít nhất một số hạng 1 bao gồm cả hai trạng thái vào của cặp đó.
2. Không có số hạng 1 nào chứa chính xác 1 cặp chữ (biến) bù nhau.
Định lý 2: Nếu các số hạng 0 của Ft thỏa các điều kiện sau,
hệ sẽ không chứa các hazard tĩnh hoặc động:
1. Với mỗi cặp các trạng thái vào kế cận mà tạo một giá trị ra là 0,
có ít nhất một số hạng 0 bao gồm cả hai trạng thái vào của cặp đó.
2. Không có số hạng 0 nào chứa chính xác 1 cặp chữ (biến) bù nhau.
Chú ý:
– Điều kiện 1 của định lý 1 nhằm bảo đảm hệ không chứa các hazard 1,
và điều kiện 2 khử đi khả năng có các hazard 0 và hazard động.
– Trái lại, điều kiện 1 của định lý 2 nhằm bảo đảm hệ không chứa các
hazard 0, và điều kiện 2 khử đi khả năng có các hazard 1 và hazard
động.


Thí dụ minh họa thiết kế hệ không có các
hazard tĩnh và hazard động (1/2)

f(a, b, c, d) = ∑m(1, 5, 7, 14, 15)  Áp dụng định lý 1


Thí dụ minh họa thiết kế hệ không có các
hazard tĩnh và hazard động (2/2)
f(a, b, c, d) = ∑m(1, 5, 7, 14, 15)  Áp dụng định lý 2


4.5 Hazard tất yếu


TD: Hệ có hazard tất yếu


Định nghĩa hazard tất yếu
Bảng dòng có hazard tất yếu bắt đầu ở
trạng thái toàn phần ổn định ⓢ với
biến vào xi nếu trạng thái toàn phần ổn
định được đạt đến sau khi có sự thay
đổi trong xi khác với trạng thái toàn
phần ổn định được đạt đến sau 3 lần
thay đổi ở xi.


Hình 4.18