基于实验方法揭示竞争冒险的成因奥秘

险的演变过程

　　4.1 不同路径、频率信号的竞争冒险测试

　　将图1电路由7级扩大到11级(电路图略)，可通过更长路径和不同频率信号来探究各奇数门竞争冒险的产生以及演变情况，见表的测试参数。

　　表1记录了11级异或门电路在10 Hz～1 MHz TTL信号时，各奇数门信号在上升沿(￡)和下降沿(￡)的时间延迟t、干扰脉冲幅度Vp-p ，以及干脉宽tp和干脉态V p1/Vp0的测试参数。对于1MHz以上信号的竞争冒险，拟作另文研究。表1中的阴影部分是"2 竞争冒险的测试"中的测试参数。

　　4.2 竞争冒险与信号频率、传输路径间的关系

　　各奇数门在10 Hz～1 MHz信号时的输出几乎相同，表明竞争冒险的产生与信号频率无关。随着奇数门的增加t也在增大，表明竞争冒险的产生与信号传输路径有关，即与时间延迟有关。

　　 4.3 竞争冒险各参数间的关系

　　记录表中A1在上升沿的各参数全部为0，而下降沿除了t≈0其他参数出现了较小数值。A3的上升沿和下降沿，各参数都在迅速增大。A5以及A7 ～A11的上升沿和下降沿，有的参数趋于稳定，有的参数继续增大。各参数的演变说明如下。

　　⑴竞争冒险的演变，经历萌生期、发展期和成熟期。A1是萌生期，Vp-p≈0.06V，干扰脉冲雏形开始生成;A3是发展期，Vp-p≈0.7～0.9V小于开门电平;A5～A11是成熟期，Vp-p≈2.7～3.2V大于开门电平。表明萌生期、发展期是安全期，干扰脉冲不具危害，而成熟期是危险期，干扰脉冲存在极大危害性。

　　⑵关于t和Vp-p：在萌生期t≈0，Vp-p≠0;在发展期t、Vp-p都在迅速壮大;在成熟期t、Vp-p继续增大。表明t大则Vp-p大，t、Vp-p之间存在一定的比例关系。

　　(3) 关于t和tp：除了萌生期t≈0外，在发展期和成熟期，t的上升沿/下降沿变化范围45～100ns/65～115ns，tp的上升沿/下降沿变化范围50～105ns /50～90ns，表明t与tp大致相等。

　　(4) 关于Vp1/Vp0：上升沿1.6V/3.0V～2.1V/3.3V，下降沿1.6V/1.6V～3.8V/4.1V，表明不同期的干扰脉冲幅度大小不等、状态位置不同。

　　5 竞争冒险的抑制措施设置

　　揭秘竞争冒险的成因，旨在竞争冒险的研究和应用。由记录表知道，A3的Vp-p小于开门电平，A5的Vp-p大于开门电平，所以，在发展期和成熟期之间设置竞争冒险抑制措施较为适宜。因此，竞争冒险抑制措施。比如封锁脉冲、滤波电容、修改逻辑等方法都可抑制或消总有两面性，竞争冒险也不例外，已有文献报道，将竞争冒险用于集成电路设计取得了满意效果[6]。

　　6 结语

　　竞争冒险的产生与信号频率无关;时间延迟t大则干扰脉冲幅度Vp-p大，时间延迟t与干扰脉冲宽度tp大致相等，不同期的干扰脉冲幅度大小不等，状态位置不同;时间延迟、过渡时间、逻辑关系和延迟信号相位，构成竞争冒险的产生条件。当电路满足产生条件时，则一定产生干扰脉冲。竞争冒险的演变过程，经历萌生期、发展期和成熟期。萌生期、发展期是安全期，干扰脉冲不具危害，而成熟期是危险期，干扰脉冲存在极大危害性。竞争冒险抑制措施，建议电路从第四级门开始设置。为对干扰脉冲的全面认识，本文同时也给出了不同时期干扰脉冲的宽度tp、状态位置Vp1/Vp0以及变化范围。