JK觸發器中的競爭冒險現象

在討論競爭冒險現象之前，讓我們先簡要介紹一下JK觸發器及其方框圖和真值表。

JK觸發器

JK觸發器是一種一位儲存器件，具有兩個穩定狀態。JK觸發器的方框圖表示如圖1所示。

它有兩個輸入，分別用“J”和“K”表示，一個用於電路同步的時鐘輸入，以及兩個輸出，分別用Q和Q'表示。

當時鍾訊號不存在時，JK觸發器的輸出與輸入J和K無關。當時鍾訊號存在時，JK觸發器的輸出根據輸入J和K發生變化。

JK觸發器真值表

JK觸發器的操作可以透過其真值表進行研究，如下所示：

現在，讓我們討論一下JK觸發器中的競爭冒險現象。

JK觸發器中的競爭冒險現象

從上面JK觸發器的真值表可以看出，當J=1且K=1時，輸出Q_n+1=Q_n'，這意味著對於輸入J=1和K=1，JK觸發器充當一個翻轉開關。

讓我們考慮輸入J=1和K=1，以及輸出Q=0。在觸發器的傳播延遲（設為Δt）之後，JK觸發器的輸出從0變為1。眾所周知，JK觸發器的輸出連線到其輸入。因此，輸出也充當輸入，因此在下一個延遲（Δt）之後，輸出將從1變為0。這個過程將持續到施加的時鐘訊號結束。因此，JK觸發器的輸出是不確定的。JK觸發器的這種情況稱為競爭冒險現象。

JK觸發器中的競爭冒險現象如圖2所示，其中T是時鐘脈衝的總持續時間。

如何避免競爭冒險現象？

在輸入在時鐘脈衝期間不發生變化的觸發器中，不存在競爭冒險現象的問題。但是，在JK觸發器的情況下，由於輸入和輸出之間存在反饋路徑，輸入在時鐘脈衝期間會發生變化。因此，在JK觸發器中，競爭冒險現象是一個主要問題。

可以透過增加觸發器的延遲來避免競爭冒險現象和輸出的不確定性。為此，觸發器的延遲必須大於時鐘訊號的持續時間，即Δt > T。換句話說，施加的時鐘訊號的持續時間（T）必須減少，使其小於觸發器的延遲（Δt）。

然而，增加觸發器的延遲不是一個好的做法，因為它會降低系統的速度。另一方面，將時鐘脈衝的持續時間（T）減少到小於觸發器的延遲（Δt）也相當困難。這是因為JK觸發器的延遲（Δt）大約為納秒級。

因此，解決JK觸發器中競爭冒險現象的最實用方法是在主從模式下使用JK觸發器。在JK觸發器的主從模式下，兩個JK觸發器級聯。

這就是關於JK觸發器中競爭冒險現象及其解決方法的所有內容。