JK触发器中的竞争冒险现象

在讨论竞争冒险现象之前，让我们先简要介绍一下JK触发器及其方框图和真值表。

JK触发器

JK触发器是一种一位存储器件，具有两个稳定状态。JK触发器的方框图表示如图1所示。

它有两个输入，分别用“J”和“K”表示，一个用于电路同步的时钟输入，以及两个输出，分别用Q和Q'表示。

当时钟信号不存在时，JK触发器的输出与输入J和K无关。当时钟信号存在时，JK触发器的输出根据输入J和K发生变化。

JK触发器真值表

JK触发器的操作可以通过其真值表进行研究，如下所示：

现在，让我们讨论一下JK触发器中的竞争冒险现象。

JK触发器中的竞争冒险现象

从上面JK触发器的真值表可以看出，当J=1且K=1时，输出Q_n+1=Q_n'，这意味着对于输入J=1和K=1，JK触发器充当一个翻转开关。

让我们考虑输入J=1和K=1，以及输出Q=0。在触发器的传播延迟（设为Δt）之后，JK触发器的输出从0变为1。众所周知，JK触发器的输出连接到其输入。因此，输出也充当输入，因此在下一个延迟（Δt）之后，输出将从1变为0。这个过程将持续到施加的时钟信号结束。因此，JK触发器的输出是不确定的。JK触发器的这种情况称为竞争冒险现象。

JK触发器中的竞争冒险现象如图2所示，其中T是时钟脉冲的总持续时间。

如何避免竞争冒险现象？

在输入在时钟脉冲期间不发生变化的触发器中，不存在竞争冒险现象的问题。但是，在JK触发器的情况下，由于输入和输出之间存在反馈路径，输入在时钟脉冲期间会发生变化。因此，在JK触发器中，竞争冒险现象是一个主要问题。

可以通过增加触发器的延迟来避免竞争冒险现象和输出的不确定性。为此，触发器的延迟必须大于时钟信号的持续时间，即Δt > T。换句话说，施加的时钟信号的持续时间（T）必须减少，使其小于触发器的延迟（Δt）。

然而，增加触发器的延迟不是一个好的做法，因为它会降低系统的速度。另一方面，将时钟脉冲的持续时间（T）减少到小于触发器的延迟（Δt）也相当困难。这是因为JK触发器的延迟（Δt）大约为纳秒级。

因此，解决JK触发器中竞争冒险现象的最实用方法是在主从模式下使用JK触发器。在JK触发器的主从模式下，两个JK触发器级联。

这就是关于JK触发器中竞争冒险现象及其解决方法的所有内容。