Podstawy Sterowania Logicznego, Hazard
i wyścigi
Podstawy sterowania
logicznego
Hazard i wyścigi
Hazard
Definicja
Hazardem w układach kombinacyjnych
nazywamy krótkotrwałe zakłócenia
impulsowe pojawiające się na wyjściu układów podczas procesów przejściowych Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
2/22
Hazard
Źródła hazardu
Opóźnienia sygnału wprowadzane przez elementy logiczne,
Topologia układu – gdy sygnał(y) jest przesyłany do wyjścia co najmniej dwoma drogami o różnych opóźnieniach.
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
3/22
Elektrotechnika I st., rok 3, moduł C
1
Podstawy Sterowania Logicznego, Hazard
i wyścigi
Hazard statyczny
Definicja
Hazard statyczny to chwilowa zmiana stanu wyjścia układu występująca przy zmianie stanu wejścia układu, podczas gdy wyjście nie powinno ulec zmianie
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
4/22
Hazard statyczny
Rodzaje hazardu statycznego
Hazard zera
pojawia się, gdy na wyjściu następuje chwilowa zmiana 0-1-0, podczas gdy nie powinno ono ulec zmianie.
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
5/22
Hazard statyczny
Rodzaje hazardu statycznego
Hazard jedynki
pojawia się, gdy na wyjściu następuje chwilowa zmiana 1-0-1, podczas gdy nie powinno ono ulec zmianie.
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
6/22
Elektrotechnika I st., rok 3, moduł C
2
Podstawy Sterowania Logicznego, Hazard
i wyścigi
Hazard statyczny
Przykład 1
y = f( x , x , x ) 0
1
2
= ∑ (3,4,5,7)
x x
1
0
00
01
11
10
x2
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
y =
⋅
+
⋅
1
x
x2
x0
1
x
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
7/22
Hazard statyczny
Przykład 1
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
8/22
Hazard statyczny
Przykład 1
x x
1
0
00
01
11
10
x2
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
y =
⋅
+
⋅
+
⋅
1
x
x2
x0
1
x
x0 x2
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
9/22
Elektrotechnika I st., rok 3, moduł C
3
Podstawy Sterowania Logicznego, Hazard
i wyścigi
Hazard statyczny
Przykład 1
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
10/22
Hazard statyczny
Przykład 2
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
11/22
Hazard dynamiczny
Definicja
Hazard dynamiczny jest to zjawisko
polegające na pojawianiu się dodatkowego impulsu na wyjściu po zmianie poziomów logicznych z 0 na 1 lub odwrotnie.
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
12/22
Elektrotechnika I st., rok 3, moduł C
4
Podstawy Sterowania Logicznego, Hazard
i wyścigi
Hazard dynamiczny
Źródła hazardu dynamicznego
Opóźnienia sygnału wprowadzane przez elementy logiczne,
Topologia układu – gdy sygnał jest przesyłany do wyjścia trzema drogami o różnych opóźnieniach.
Najczęściej przyczyną hazardu dynamicznego jest hazard statyczny wewnątrz układu.
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
13/22
Hazard dynamiczny
Przykład
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
14/22
Wykorzystanie hazardu statycznego
Detektor zbocza narastającego
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
15/22
Elektrotechnika I st., rok 3, moduł C
5
Podstawy Sterowania Logicznego, Hazard
i wyścigi
Wykorzystanie hazardu statycznego
Detektor zbocza opadającego
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
16/22
Wykorzystanie hazardu statycznego
Detektor zboczy
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
17/22
Rodzaje przejść i wyścigi
Dany jest układ opisany równaniami
s = x + x
⋅ s + x ⋅ s + x ⋅ s + x ⋅ x
1
( 1 2) 1 1 2 1 2 1 2
s =
+
2
1
s
1
x
Załóżmy, że stanem początkowym jest stan (s , s ) = (0, 0)
1
2
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
18/22
Elektrotechnika I st., rok 3, moduł C
6
Podstawy Sterowania Logicznego, Hazard
i wyścigi
Rodzaje przejść i wyścigi
Zachowanie dla x =0, x =0
1
2
x x
1
2
Kolejność
s (t+dt) s (t+dt)
1
2
stanów
s (t) s (t)
1
2
00
01
0
01
11
1
11
10
2
10
10
3
Układ osiąga stan stabilny
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
19/22
Rodzaje przejść i wyścigi
Zachowanie dla x =0, x =1
1
2
x x
1
2
Kolejność
s (t+dt) s (t+dt)
1
2
stanów
s (t) s (t)
1
2
00
01
0, 4, …
01
11
1, 5, …
11
10
2, 6, …
10
00
3, 7, …
Układ jest niestabilny
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
20/22
Rodzaje przejść i wyścigi
Zachowanie dla x =1, x =1
1
2
x x
Kolejność
Kolejność
1
2
s (t+dt)s (t+dt)
stanów dla
stanów dla
1
2
s (t)s (t)
1
2
000111
001011
00
11
0
0
01
01
1
11
11
2
10
11
1
Wyścig krytyczny
Układ osiąga dwa różne stany stabilne.
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
21/22
Elektrotechnika I st., rok 3, moduł C
7
Podstawy Sterowania Logicznego, Hazard
i wyścigi
Rodzaje przejść i wyścigi
Zachowanie dla x =1, x =0
1
2
x x
Kolejność
Kolejność
1
2
s (t+dt)s (t+dt)
stanów dla
stanów dla
1
2
s (t)s (t)
1
2
000111
001011
00
11
0
0
01
11
1
11
11
2
2
10
11
1
Wyścig niekrytyczny
Układ osiąga stan stabilny przechodząc przez różne stany pośrednie
Podstawy Sterowania Logicznego 2011/12, ©ZM
22/22
Elektrotechnika I st., rok 3, moduł C
8