Häiriö (elektroniikka)



Internet on ehtymätön tietolähde, myös Häiriö (elektroniikka):n osalta. Vuosisatojen ja vuosisatojen mittainen inhimillinen tieto Häiriö (elektroniikka):stä on valunut ja valuu edelleen verkkoon, ja juuri siksi siihen on niin vaikea päästä käsiksi, sillä löydämme paikkoja, joissa navigointi voi olla vaikeaa tai jopa epäkäytännöllistä. Ehdotuksemme on, ettet haaksirikkoutuisi Häiriö (elektroniikka):ää koskevien tietojen mereen ja että pääsisit kaikkiin viisauden satamiin nopeasti ja tehokkaasti.

Tässä tarkoituksessa olemme tehneet jotain, joka menee pidemmälle kuin itsestäänselvyys, keräämällä ajantasaisimmat ja parhaiten selitetyt tiedot Häiriö (elektroniikka):stä. Olemme myös järjestäneet sen niin, että se on helppolukuinen, minimalistisen ja miellyttävän muotoilun ansiosta, mikä takaa parhaan käyttökokemuksen ja lyhimmän latausajan. Teemme sen sinulle helpoksi, jotta sinun tarvitsee vain huolehtia siitä, että opit kaiken Häiriö (elektroniikka):stä! Jos siis olet sitä mieltä, että olemme saavuttaneet tarkoituksemme ja tiedät jo kaiken, mitä halusit tietää Häiriö (elektroniikka):stä, otamme sinut mielellämme takaisin näihin sapientiafi.com:n rauhallisiin meriin, kun tiedon nälkäsi herää uudelleen.

Vuonna elektroniikka- , häiriö [ glt ] merkitsee lyhyt väärän lausunnon vuonna logiikkapiirejä ja väliaikaisten väärentämisen Boolen funktion . Tämä tapahtuu, koska signaalin etenemisajat yksittäisissä porteissa eivät ole koskaan täysin samat. Tätä väärentämistä kutsutaan siksi myös kilpailuehdoksi . Herkkyysalttius kasvaa piireiden monimutkaisuuden, nopeuden kasvun ja pienenemisen myötä, mutta voi esiintyä myös hyvin yksinkertaisissa piireissä. Ne edustavat suurta ongelmaa nykyaikaisten elektronisten piirien ja nopeiden mikroprosessorien kehittämisessä , mutta tämä pätee myös vanhempaan sähkömekaaniseen reletekniikkaan .

Häiriöön viitataan joskus myös vaarana tai piikkinä .

Sanan alkuperä

Asiaankuuluvien hakuteosten, kuten Random Housen amerikkalaisen slangin , mukaan termi tulee saksankielisestä sanasta glitschen jiddish gletshnin kautta ("liukumaan tai liukumaan") englanniksi. Joka tapauksessa se on melko uusi termi, jonka Bennett Cerf määritteli ensimmäisen kerran amerikkalaiselle yleisölle 20. kesäkuuta 1965 What's My Line -palvelussa : "Jos jokin menee pieleen Cape Kennedyssä , he sanovat sen olevan sinulle merkityksetön häiriö ". Astronautti John Glenn selitti termin kirjassaan Into Orbit seuraavasti:

Toinen sana, jota käytimme kuvaamaan joitain ongelmia, oli "häiriö". Tarkkaan ottaen häiriö on jännitteen muutos piirissä, joka tapahtuu, kun uusi kuluttaja lisätään yhtäkkiä piiriin. Olet todennäköisesti jo huomannut valojesi lyhyen himmenemisen kodissasi, kun ne sytyttävät jotain tai käynnistävät kuivausrummun tai television. Normaalisti nämä jännitteen vaihtelut ovat kiinni sulakkeissa. Häiriö on kuitenkin niin pieni virran vaihtelu, ettei mikään sulake voi suojata sitä.

John Daily määritteli termin 4. heinäkuuta 1965 samasta lähetyksestä sanana, jota ilmavoimat käyttivät Cape Kennedyn rakettien laukaisujen aikana, kun jokin menee pieleen etkä voi todellakaan selvittää miksi; tätä kutsutaan sitten häiriöksi . Time Magazine alkaen 23 heinäkuu 1965 todetaan artikkelissa: Glitch on sana astronautit ärsyttää turbulenssia. Termistä tuli sitten osa jokapäiväistä kieltä 1960-luvun avaruuskilpailun aikana , jossa se viittasi pieniin laitteistovirheisiin, joita oli vaikea löytää.

esimerkki

Kytkentäsymbolien selitys katso: Looginen portti # Loogisten porttien ja symbolien tyypit

Kuva 1 - piiri

Tarkastellaan piiriä, jolla on kolme tuloa: x 0 , x 1 ja x 2 . Sen pitäisi palauttaa arvo "1", jos vähintään toinen ehdoista täyttyy:

  • x 1 ja x 0 ovat samanaikaisesti "1" TAI
  • x 1 on yhtä suuri kuin "0" ja x 2 on samanaikaisesti "1"

Jos vähintään yksi näistä ehdoista ei täyty, sen pitäisi antaa "0".

Tilanne 1 - Piiri tuottaa 1 tarpeen mukaan

Piiri on nyt tilanteessa 1. Määrittelymme mukaan ensimmäinen ehto täyttyy, eli x 1 ja x 0 ovat 1. Haarat, joissa on tieto "1", näkyvät punaisina. Invertteri muuntaa saapuvat "1" tulee "0". Siksi seuraava AND-elementti ei enää päästä signaalia läpi, joten se antaa "0". Koko piiri (OR-elementti) tuottaa edelleen "1", koska toinen AND-elementti tuottaa "1".

Tilanne 2 - Taajuusmuuttaja aiheuttaa häiriön

Tilanteessa 2 x 1 = 0 ja x 2 = 1. Piirin tulisi jatkaa "1": n tuottamista. Kuitenkin, invertteri tarvitsee tietyn aikaa havaita muuntaminen x 1 signaalin "0" arvoon "1". Lyhyeksi ajaksi sekä x 1 = 0 että (x 1 ) '= 0. Tämä olosuhde käsitellään ikään kuin mikään ehdoista ei täyty, ja antaa siten "0". Tätä tilannetta kutsutaan häiriöksi .

Tilanne 3 - Piiri antaa oikean arvon uudelleen

Jonkin ajan kuluttua - nanosekuntien järjestyksessä - piiri on tilanteessa 3: invertteri on käsitellyt uuden tiedon. Nyt ulostulo "1" kulkee AND-porttiin, joka (jälleen lyhyen viiveen jälkeen) antaa sitten myös "1". Koko piiri tuottaa nyt halutun "1".

Erot

Toiminto ja rakenne häiriöitä

Toiminnalliset vaarat syntyvät useamman kuin yhden muuttujan samanaikaisesta käyttöasteen muutoksesta. Nämä vaarat voidaan välttää muuttamalla tehtävää ( harmaakoodaus ), kellolla tai viiveellä (RC-elementti lähdössä).

Rakenteelliset vaarat syntyvät piireissä, joissa on useampi kuin yksi taso vaihtamalla KV-kaavion yhdestä lohkosta (= piirin portti) viereiseen lohkoon (ei päällekkäisiä lohkoja KV-kaaviossa). Nämä vaarat voidaan välttää toteuttamalla redundantit alkukonjunktiot (päällekkäiset lohkot KV-kaaviossa) tai kellottamalla.

Tämän nimikkeistön mukaan yllä annettu esimerkki on rakenteellinen vaara.

Staattiset ja dynaamiset häiriöt

Häiriöitä on kahdenlaisia: staattinen ja dynaaminen . Häiriö on staattinen, kun lähtöarvo ei muutu, mutta häiriö antaa hetkeksi toisen arvon. Dynaaminen häiriö , toisaalta, hyppää takaisin lyhyesti vanhan muutoksen jälkeen uuteen arvoon.

Riippuen siitä, tapahtuuko häiriö vaihdettaessa arvoksi 1 vai 0, erot tehdään edelleen 0 ja 1 häiriön välillä .

Merkitys häiriöistä

Käytännössä ajonaikaisia eroja esiintyy myös samantyyppisissä porteissa tai eripituisilla viivoilla. Jos haluat tietää toiminnon tarkan arvon, sinun on odotettava vastaavaa aikaa, kunnes kaikki häiriöt on poistettu. Tämä seikka rajoittaa merkittävästi kellotaajuus modernin prosessorit .

Eliminaatio

Karnaugh-kaaviot ovat tärkeä apu kytkentätoimintojen suunnittelussa . Periaatteessa on myös mahdollista toteuttaa suurempia piirejä ilman häiriöitä. Tämä vaatii kuitenkin lisäkomponentteja piirissä, ja jopa hieman monimutkaisemmilla rakenteilla niiden lukumäärä on valtava, mikä tekee piiristä kalliimman. Piirin kustannusten ja häiriöiden keston välillä on löydettävä hyvä kompromissi.

Vältä iskuja

D varvastossut

Vaikutukset virheitä voidaan estää synkronisen piirin suunnittelijan loppupään D-flip-flopit . Ajatuksena on, että yhdistelmäpiirin osien, jotka koostuvat erilaisista porteista, joilla on eri ajoajat, lähtöjen on oletettava olevan kelvollisia tiloja vain, kun kellonreuna hyväksyy D-kiikarien lähtöarvot. Kahden kellon reunan välisenä aikana yhdistelmäosassa voi esiintyä mikä tahansa määrä häiriöitä viiveiden vuoksi, koska alavirran D-kiikku ei ota huomioon näitä välitiloja. Haittana on, että pienin aikayksikkö on D-kiikun kellojakso eikä enää ole lähtösignaalia, joka olisi ajallisesti jatkuva kuin puhtaasti yhdistelmäpiirissä.

Prosessi, jossa yhdistelmäpiirien osien tuotokset toimitetaan aina D-kiikarilla, on yksi olennaisista periaatteista vakaa, digitaalinen piirisuunnittelu monimutkaisissa, vapaasti ohjelmoitavissa FPGA-levyissä .

Viiveaikojen linjaus

Yllä olevassa esimerkissä tämä menettely voi käsittää toisen (toimimattoman) portin lisäämisen tulosta x1 lähtevän linjan ylempään haaraan siten, että signaalin muutos saavuttaa kaksi AND-porttia samanaikaisesti. Tämä menetelmä on kuitenkin täynnä epävarmuuksia eikä se tuota luotettavasti toivottua tulosta.

Systemaattinen lähestymistapa

Parempi menetelmä on systemaattinen lähestymistapa. Tätä varten optimoidaan KV-kaavio , johon kyseinen piiri perustuu . Yllä olevan esimerkin kaavio näyttää kaksi lohkoa, jotka molemmat AND-portit toteuttavat ( disjunktiivinen normaalimuoto ). Vaara syntyy näiden kahden lohkon välisessä siirtymässä. Vaara ratkaistaan, jos tämä siirtymä silloitetaan toisella lohkolla, joka on loogisesti tarpeeton ja joka on päällekkäinen molempien lohkojen kanssa: x 0 ja x 2 ovat samanaikaisesti "1". Seuraava AND-portti on sitten asetettava vastaavasti syntyneeseen piiriin. Piiriä ei tällöin voida enää täysin testata staattisesti, koska viallista AND-porttia ei havaita. Vaaraa ei voida mitata tämän päivän porttiajoilla .

Vaara-alttiiden piirien KV-kaavio
Vaaran ratkaisu KV-kaaviossa

On kuitenkin huomattava, että paitsi yksittäisten porttien erilaisilla kulkuaikoilla voi olla vaikutusta häiriöinä, myös liitoslinjojen signaalien erilaisilla kulkuaikoilla. Tätä varten yksittäiset liitoslinjat on mallinnettava linja-teorian avulla . Näitä kuljetusaikoja ei oteta huomioon järjestelmällisessä tarkkuudessa KV-kaavioilla. Tätä menetelmää voidaan sen vuoksi käyttää vain suhteellisen matalilla kytkentätaajuuksilla (= lähes paikallaan oleva tapaus) tai erillisillä piiriosilla, joita käytetään sopivasti sovitetuilla liitäntäjohdoilla. Suurilla signaalinopeuksilla, kun 100 MHz: ää voidaan käyttää karkeana ohjeena ja jos kehittäjällä voi olla vain vähän vaikutusta tiettyyn signaalin reititykseen (esim. Yhdistettäessä FPGA: een ), edes ratkaistut yhdistelmäpiirit eivät tuota häiriöttömiä piirejä Mallit.

Katso myös

nettilinkit

Yksittäiset todisteet

  1. Ben Zimmer, "Häiriön piilotettu historia ", visualthesarus.com "Häiriön " piilotettu historia . Haettu 30. kesäkuuta 2017.
  2. ^ Sanakirja.com . Haettu 15. lokakuuta 2012.
  3. ^ Etymologian online-sanakirja . Haettu 15. lokakuuta 2012.

Opiniones de nuestros usuarios

Karin Rantala

Pidän sivustosta, ja artikkeli Häiriö (elektroniikka) on juuri se, jota etsin

Johannes Heino

Tämä Häiriö (elektroniikka) koskeva merkintä on auttanut minua saamaan huomisen työni valmiiksi viime hetkellä. Näin jo itseni palaamassa Wikipediaan, mitä opettaja kielsi meitä tekemästä. Kiitos, että pelastit minut

Sandra Jokinen

Häiriö (elektroniikka) koskeva artikkeli on täydellinen ja hyvin selitetty. En ottaisi pois tai lisäisi pilkkua., Häiriö (elektroniikka) koskeva artikkeli on täydellinen ja hyvin selitetty