静态-1与静态-0危险的区别

2024年9月14日 | 阅读 5 分钟

在本文中,我们将讨论 Static-1 和 Static-0 危险之间的区别。数字电路中的危险会导致电路输出暂时波动。换句话说,数字电路中的危险是理想电路运行中的暂时干扰。如果我们给它一些时间,它会自行解决。当从输入到输出的不同路径具有不同的延迟时,就会发生这些干扰或波动。由于这个原因,输入变量的修改不会立即影响输出,而是在由电路构建元件(即逻辑门)引起的短暂延迟后出现在输出端。

什么是静态危险?

静态危险(也称为静态逻辑或静态竞争危险)是数字逻辑电路中可能遇到的逻辑危险类型之一。这种问题发生是因为信号通过门存在有限延迟,这后来会形成毛刺、故障或尖峰,然后才到达稳定信号。Static-1 和 Static-0 危险之间的主要区别在于导致条件相似和电路行为的设置。

Static-1 危险

Static-1 危险是指输出在稳定到最终正确的 0 值之前短暂地闪回到 1 值的情况,这是由于逻辑门或组合门的输入从 1 变为 0 引起的。

当逻辑门中的每个路径的传播延迟未正确匹配时,就会发生这种情况。例如,我们以两个输入 A 和 B 的AND 门为例。如果输入 A 从 1 变为 0,而输入 B 仍然是 1,则 AND 门的输出应积极响应并立即从 1 变为 0。因此,边界上的位移可能会短暂地回到 1,然后再稳定到 0。

发生 Static-1 危险的条件是

  • 逻辑门结果或电路的初始操作应为 1。
  • 此时,至少有一个输入为 1,并且该输入变为 0,导致输出从 1 变为 0。
  • 电路内路径具有不同延迟的系统的阶跃响应不完全匹配。因此,毛刺会暂时跳回到 1,然后再稳定到 0。

Static-0 危险

另一种危险是Static-0 危险,它指的是逻辑门或一组门的输入在从 0 变为 1 的过渡后,输出暂时表现得像 0,然后最终稳定到正确值 1 的状态。

当某些输入节点的传播延迟小于其他输入节点的较大传播延迟时,就会发生这种情况。结果,输出在达到 1 状态之前会短暂地变为 0。例如,OR 门(A, B)中输入的从 0 变为 1 的变化,该门有两个输入,应导致输出从 1 立即变为 0。

然而,由于存在不同的延迟,输出可能会先回到 0,然后再最终跳到 1。

发生 Static-0 危险的条件是

  • 我们最初将从门输出和逻辑电路为零开始。
  • 为了使至少一个I/O发生变化,输出应从 0 变为 1。
  • 电路路径的速度可能不同,因此输出会出现一个毛刺,在变为 1 之前会保持在 0。

Static-1 和 Static-0 危险之间的关键区别

Difference between Static-1 and Static-0 hazard

Static-1 和 Static-0 危险之间存在一些区别。这些危险之间的一些主要区别如下

特点Static-1 危险Static-0 危险
定义这是由于输入信号的调整导致输出信号的短期中断。这是由输入信号变化引起的输出信号上不受欢迎的瞬时毛刺。
发生情况从 0 变为 1 再变回 0 可能会导致严重的健康问题。在从 1 变为 0 或从 0 变为 1 的过程中,总会出现波动。
原因当跨文化群体成员遵循不同或不兼容的沟通路径时,就会出现此问题。路径构造时间表之间的不平衡。
时机两个稳定逻辑电平之间的数据转换发生在时钟边沿的中点。它发生在逻辑的两个稳定逻辑电平之间的中点。
对输出的影响输出的时间依赖性变化最终导致长期变化,从而影响结果的准确性。在稳定到正确值之前,输出值出现短暂变化。
危险检测分析逻辑电路以识别异常。通过数字测试对电路进行检查。
示例对于具有 Static-1 危险的 2 输入 OR 门,一个输入可能比另一个输入更快地从 1 变为 0。在这里,在 Static-0 危险中,它发生在 2 输入 AND 门中,一个输入从 0 变为 1 的快速变化比另一个输入更快。

结论

总之,Static-1 和 Static-0 危险是数字电路中由于信号传输期间的时序不正确而发生的非重复事件。Static-1 危险通常处理由输出线在输入从 1 变为 0 的过渡期间暂时回到 1 然后切换到 0 而引起的短暂毛刺。另一方面,Static-0 危险是指输出在稳定到 1 之前短暂地表现为 0 的情况,这是由于从 0 变为 1 的转换引起的。它们通过实现延迟元件和输入缓冲来减少甚至消除风险,以确保电路的正常运行。危险消除机制通常是数字系统安全可靠的关键。


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