fpga系列 HDL: 竞争和冒险 02

竞争和冒险

在 Verilog 设计中，竞争（race conditions）和冒险（hazards）是数字电路设计中不期望出现的现象，它们会影响电路的正确性。了解并解决竞争和冒险问题对于确保电路稳定运行非常重要。

竞争（Race Condition）

• 竞争是指多个信号或触发器在同一时刻更新时，由于不同路径的延迟差异导致的未定义行为。在 Verilog 中，竞争通常出现在时序电路中，如在使用触发器和寄存器的场合。例如：

冒险（Hazards）

• 冒险是指由于信号延迟或逻辑实现方式导致电路在特定条件下短暂地输出错误逻辑值，通常分为两类：

• 静态冒险（Static Hazard）：输入变化时输出短暂地产生错误的尖峰或抖动。比如，一个函数期望在某个输入变化时输出保持1，但由于路径延迟问题，输出短暂变成了0，这就是静态1冒险。

• 动态冒险（Dynamic Hazard）：当输入发生快速变化时，输出产生不止一次的错误跳变。这在多级逻辑电路中较常见，且难以完全消除。

示例

1. 当两个或多个触发器在相同时钟上运行，但它们的输入信号的延迟不同，这可能导致逻辑错误。

• 输出应恒为0，错误由$\Delta t_1$造成