竞争冒险

　　首先要知道，信号在FPGA器件内部通过连线和逻辑单元时，都有一定的延时。延时的大小与连线的长短和逻辑单元的数目有关，同时还受器件的制造工艺,工作电压，温度等条件的影响。信号的高低电平转换也需要一定的过渡时间。由于存在这两方面因素，多路信号的电平值发生变化时，在信号变化的瞬间，组合逻辑的输出有先后顺序，并不是同时变化，往往会出现一些不正确的尖峰信号，这些尖峰信号称为“毛刺”。如果一个组合逻辑电路中有“毛刺”出现，就说明该电路存在“冒险”。与分立元件不同，由于FPGA内部不存在寄生电容电感，这些毛刺将被完整的保留并向下一级传递，因此毛刺现象在FPGA设计中尤为突出。 　　冒险往往会影响到逻辑电路的稳定性。时钟端口，清零和置位端口对毛刺信号十分敏感，任何一点毛刺都可能会使系统出错，因此判断逻辑电路中是否存在冒险以及如何避免冒险是设计人员必须要考虑的问题。 　　如何处理毛刺呢？我们可以通过改变设计，破坏毛刺产生条件，来减少毛刺的发生。例如，在数字电路设计中，常常采用格雷码计数器取代普通的二进制计数器，这是因为格雷码计数器的输出每次只有一位跳变，消除了竞争冒险的发生条件，避免了毛刺的产生。 　　毛刺并不是对所有的输入都有危害，例如D触发器的D输入端，只要毛刺不出现在时钟的上升沿并且满足数据的建立和保持时间，就不会对系统造成危害，我们可以说D触发器的D输入端对毛刺不敏感。根据这个特性

竞争： 组合逻辑电路中，同一信号经不同的路径传输后，到达电路中某一会合点的时间有先有后（每条途径的组合逻辑污染延时不同），这种现象称为逻辑竞争。一般是两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变（一个从 1 变为 0，另一个从 0 变为 1，从而可能导致其在门电路输出端产生极窄的尖峰脉冲，或称为电压毛刺，而显然这个尖峰脉冲并不符合门电路稳态下的逻辑功能，它是系统内部的一种噪声。而竞争现象并不一定都会产生尖峰脉冲，例如二输入与门中产生尖峰脉冲的条件是 0→1 较 1→0 快，二输入或门反之）。而因竞争而产生的输出干扰脉冲的现象称为冒险。而由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象就称为竞争 - 冒险。 冒险： 信号在器件内部通过连线和逻辑单元时，都有一定的延时。延时的大小与连线的长短和逻辑单元的数目有关，同时还受器件的制造工艺、工作电压、温度等条件的影响。信号的高低电平转换也需要一定的过渡时间。由于存在这两方面因素，多路信号的电平值发生变化时，在信号变化的瞬间，组合逻辑的输出有先后顺序，并不是同时变化，往往会出现一些不正确的尖峰信号，这些尖峰信号称为"毛刺"。如果一个组合逻辑电路中有"毛刺"出现，就说明该电路存在冒险。 毛刺： 数字电路中常将毛刺定义为采样间越过逻辑门限一次以上的任何跳变，主要是指电路输出波形中含有时间很短有规律或没有规律的脉冲而又对设计没有用处或产生其他影响

http://hi.baidu.com/hieda/blog/item/a4e2f826a8295c138b82a142.html 1. 什么是竞争冒险？ 2. 竞争冒险产生的原因？ 3. 如何判断有竞争冒险？ 4. 如何消除竞争冒险？ =============================================================================== 1. 什么是竞争冒险？ 信号在通过连线和逻辑单元时，都有一定的延时。延时的大小与连线的长短和逻辑单元的数目有关，同时还受器件的制造工艺、工作电压、温度等条件的影响。信号的高低电平转换也需要一定的过渡时间。由于存在这两方面因素，多路信号的电平值发生变化时，在信号变化的瞬间，组合逻辑的输出有先后顺序，并不是同时变化,成为“ 竞争 ”；往往导致出现一些不正确的尖峰信号，这些尖峰信号称为" 毛刺 "。 如果一个组合逻辑电路中有"毛刺"出现，就说明该电路存在“ 冒险 ”。冒险是由变量的竞争引起的。冒险又分为逻辑冒险和功能冒险。 简言之：在组合逻辑中，由于门的输入信号通路中经过了不同的延时，导致到达该门的时间不一致叫竞争，竞争产生冒险。 2. 竞争冒险产生的原因？ （1）根本原因： 延迟 （2）详细分析： 竞争冒险的产生受到四个要素的制约，即：时间延迟、过渡时间、逻辑关系和延迟信号相位。 [1]时间延迟

http://hi.baidu.com/hieda/blog/item/17544029a34a52fd98250a6b.html 什么是竞争冒险？请看： 组合逻辑电路中竞争冒险的分析 1 引言 现场可编程门阵列(FPGA)在结构上由逻辑功能块排列为阵列，并由可编程的内部连线连接这些功能块，来实现一定的逻辑功能。 FPGA可以替代其他PLD或者各种中小规模数字逻辑芯片在数字系统中广泛应用，也是实现具有不同逻辑功能ASIC的有效办法。FPGA是进行原型设计最理想的载体，原型机的最初框架和实现通过PFGA来验证，可以降低成本、缩短开发周期。利用FPGA的可重配置功能，可以在使用过程中，在不改变所设计的设备的硬件电路情况下，改变设备的功能。但和所有的数字电路一样，FPGA电路中也存在毛刺问题。它的出现会影响电路工作的可靠性、稳定性，严重时会导致整个数字系统的误动作和逻辑紊乱。在此详细论述了解决此问题的多种方法。 2 FPGA的功能和结构特点 2.1 FPGA的功能 FPGA的功能由逻辑结构的配置数据决定，在工作时，这些配置数据存放在片内的SRAM或者熔丝图上。使用SRAM的FPGA器件，在工作前需要从芯片外部加载配置数据，这些配置数据可以存放在片外的EPROM或其他存储体上，人们可以控制加载过程，在现场修改器件的逻辑功能。 图1 实际逻辑电路 图2 LUT的实现方式 2.2