Hazards

Question 1

Welche Voraussetzungen für das Auftreten von Logik-Hazards gibt es?

Answer 1

Ein Logik Hazard kann in einem Verknüpfungsnetz auftreten, wenn am einzelnen Netzeingang ein Signalwechsel auftritt. Es gibt drei Bedingungen für ein Logik-Hazard:

1. Die vom Netzeingang kommenden Signalwelle verzweigt sich im Verknüpfungsnetz
2. Die Signale laufen an einem Gatter anschließend wieder zusammen
3. Auf benutzten Signalpfaden treten insgesamt Laufzeitunterschiede auf

Question 2

Wie entstehen Funktions-Hazards

Answer 2

Ein Funktions-Hazard entsteht, wenn an mehreren Netzeingängen gleichzeitig Signaländerungen auftreten. Sie stellen also eine Eigenschaft der Boolschen Funktion und damit zusammengehörigen digitale Schaltungen dar

Question 3

Wie entstehen dynamische Hazards?

Answer 3

Dynamische Hazard-Impulse entstehen aufgrund statischer Hazards, die unmittelbar vor Wechsel eines Ausgangssignals auftreten. Das ist z.B. gegeben, wenn auf Basis von Logik- oder Funktions-Hazards ein statischer Hazard-Impuls existiert

Question 4

Welche Maßnahmen kann man ergreifen um die jeweiligen Hazards zu vermeiden?

Answer 4

1. Logik-Hazards: durch Änderung der Schaltungsstruktur können Logik-Hazards immer beseitigt werden, eine Schaltungstechnische Realisierung aller Primimplikanten ist zur Vermeidung von Logik-Hazards ausreichend
2. Funktions-Hazards: den verantwortlichen Mehrkomponenten-Übergang in Folge von Einzelkomponentenübergängen zerlegen (welche frei von Logik-Hazards sind)
3. Dynamische Hazards: indem man ursächliche Logik-Hazards beseitigt erübrigen sich weitere Maßnahmen

Question 5

Welche Nachteile haben die Maßnahmen zur Vermeidung von Hazards?

Answer 5

Die Maßnahmen zur Vermeidung von Hazards erhöhen zum einen den Ressourcenbedarf.
Außerdem wird die Schaltung deutlich langsamer, da eine erhöhte Treiberleistung notwendig ist.
Es wird zudem Verlustleistung entstehen, da zusätzliche Übergänge nötig sind.