Chương 4: Hazard docx

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.. Cách tìm ra tất cả các

Chương 4

Hazard

4.1 Hazard trong các hệ tổ hợp

Hệ có Hazard tĩnh 1 được loại trừ

M
ch c bn 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

M
ch c bn 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 Ftmà 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 xivà bù

của nó xi’ được xem như 2 biến độc lập Ta phải làm

điều này vì trong những điều kiện quá độ xivà 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.

Cách tìm ra tất cả các hazard tĩnh 1 và 0

trong hệ (khi có một biến vào thay đổi)

1 Xác định hàm ra quá độ của hệ F t , và rút gọn F tthành dạng SOP,

trong đó xem mỗi biến và bù của nó là 2 biến độc lập

2 Khảo sát mỗi cặp các trạng thái kế nhau cho F tlà 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 F ttrên bảng Karnaugh và kiểm tra mỗi cặp ô 1 kế nhau

trên bảng.)

3 Nếu dạng SOP của F t không chứa tích của biến và bù của nó thì

không có hazard 0 Nếu dạng SOP của F t 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 F tbằng cách đặt thừa số hoặc các phương tiện khác (vẫn xem

x i và x i ’ 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 F tvào bảng karnaugh và kiểm tra mỗi

cặp số 0 kế nhau trong bảng).

4.3 Hazard động

Thí dụ: Hệ có hazard động

Hai m
ch căn bn có hazard đng

4.4 Thiết kế hệ tổ hợp

không có hazard

Định lý 1: Nếu các số hạng 1 của Ftthỏa 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 Ftthỏa 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:

2 khử đi khả năng có các hazard 0 và hazard động

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)

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

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 xinếu trạng thái toàn phần ổn

định được đạt đến sau khi có sự thay

đổi trong xikhác với trạng thái toàn

phần ổn định được đạt đến sau 3 lần

thay đổi ở xi.

Hình 4.18

Bảng 4.1 Bảng dòng có các hazard tất yếu.

Với bảng 4.1, để khử hazard tất yếu bắt đầu ở ① ,

ta cần trì hoãn sự thay đổi ở y2 cho đến khi có

sự truyền đạt qua hệ.

Tóm lại, để thiết kế một hệ không đồng bộ mà không bị vấn đề định thì, ta phải:

1 Thực hiện phép gán trạng thái không chạy đua tới hạn.

2 Thiết kế phần tổ hợp của hệ sao không có các hazard (việc này có thể cần thêm các cổng thừa).

3 Thêm các trì hoãn trong các đường hồi tiếp cho các biến trạng thái cần để khử các hazard tất yếu.

4.6 Cài đặt không có

hazard dùng SR flipflop