
เรียนรู้ว่าอันตรายจากไฟฟ้าสถิตก่อให้เกิดข้อผิดพลาดที่ไม่คาดคิดในวงจรตรรกะดิจิทัลได้อย่างไร
หากมีสิ่งรบกวนเกิดขึ้นในวงจรดิจิทัล สิ่งรบกวนเหล่านั้นจะทำให้เกิดการสั่นแบบชั่วคราวในเอาต์พุตของวงจร กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งรบกวนในวงจรดิจิทัลคือการหยุดชะงักชั่วคราวของการทำงานในอุดมคติของวงจร และเมื่อเวลาผ่านไประยะหนึ่ง มันจะแก้ไขตัวเองได้ สิ่งรบกวนหรือการสั่นเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อเส้นทางต่างๆ จากอินพุตไปยังเอาต์พุตมีความล่าช้าต่างกัน ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงในตัวแปรอินพุตจึงไม่เปลี่ยนแปลงเอาต์พุตทันที แต่จะปรากฏที่เอาต์พุตหลังจากความล่าช้าเล็กน้อยที่เกิดจากองค์ประกอบของวงจร เช่น ประตูตรรกะ มีสิ่งรบกวนสามประเภทที่แตกต่างกันที่พบในวงจรดิจิทัล
กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ
ลองพิจารณาวงจรลอจิกที่คาดว่าจะให้สัญญาณลอจิก -1 แต่จู่ๆ ก็เปลี่ยนเป็นลอจิก -0 ในเสี้ยววินาที เนื่องจากเวลาหน่วงในการส่งสัญญาณของเกตลอจิกต่างๆ มีจำกัด ปรากฏการณ์การสลับสถานะที่ไม่คาดคิดนี้จึงเรียกว่า อันตราย (HAZARD)
ในที่นี้ เราจะกล่าวถึงเฉพาะอันตรายแบบคงที่ (static hazard) เพื่อให้เข้าใจได้ชัดเจนยิ่งขึ้น โดยทั่วไปแล้ว อันตรายแบบคงที่เกิดขึ้นเมื่อการเปลี่ยนแปลงของอินพุตทำให้เอาต์พุตเปลี่ยนแปลงไปชั่วขณะก่อนที่จะกลับสู่ค่าที่แน่นอน โดยพิจารณาจากค่าที่แน่นอนนั้น อันตรายแบบคงที่แบ่งออกเป็นสองประเภท ดังแสดงในภาพด้านล่าง:

การตรวจจับอันตรายจากไฟฟ้าสถิตโดยใช้ K-map:
อันดับแรก เรามาพิจารณาอันตรายแบบคงที่ข้อที่ 1 กันก่อน
ในการตรวจจับอันตรายจากไฟฟ้าสถิตระดับ 1 ในวงจรดิจิทัล จะต้องดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้:
มาดูตัวอย่างกัน: ตัวอย่าง - พิจารณาวงจรที่แสดงด้านล่างนี้

เรามีผลลัพธ์ สมมติว่าเป็น F ดังต่อไปนี้:
F ( P , Q , R )= QR + PR =∑ m {3,4,6,7}
วาดแผนที่ K สำหรับสิ่งนี้
ฟังก์ชันบูลีนมีดังนี้:

คู่เลข 1 ที่วงกลมสีเขียวไว้ ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของกลุ่ม/คู่ที่ได้จากเอาต์พุตของฟังก์ชันบูลีนนี้ ซึ่งจะทำให้เกิดอันตรายจากค่าคงที่ 1 (static-1 hazard) ในวงจรนี้ การกำจัดอันตรายจากค่าคงที่ 1: เมื่อตรวจพบแล้ว สามารถกำจัดอันตรายจากค่าคงที่ 1 ได้ง่ายๆ โดยการเพิ่มเทอม (เกตตรรกะ) เข้าไปในฟังก์ชัน (วงจร) วิธีที่พบได้บ่อยที่สุดคือการเพิ่มกลุ่มที่ขาดหายไปในฟังก์ชันบูลีนที่มีอยู่ เนื่องจาก1การเพิ่มเทอมนี้จะไม่ส่งผลกระทบต่อฟังก์ชันแต่อย่างใด แต่จะกำจัดอันตรายนั้นออกไป ในตัวอย่างข้างต้น เนื่องจากคู่เลข 1 ที่วงกลมสีน้ำเงินไว้ทำให้เกิดอันตรายจากค่าคงที่ 1 เราจึงจำเป็นต้องเพิ่มสิ่งนี้เป็นส่วนประกอบหลักในฟังก์ชันที่มีอยู่ดังนี้:
F ( P , Q , R )= QR + PR + PQ =∑ m {3,4,6,7}
โปรดทราบว่าจำนวนมินเทอมสำหรับฟังก์ชันนี้ไม่มีความแตกต่างกัน เหตุผลก็คือ ความเสี่ยงคงที่ระดับ 1 นั้นขึ้นอยู่กับวิธีการจัดกลุ่มเลข 1 (หรือเลข 0 สำหรับความเสี่ยงคงที่ระดับ 0) สำหรับชุดเลข 1 ที่กำหนดในแผนที่คาร์โนห์ ดังนั้นจึงไม่ทำให้จำนวนเลข 1 ในแผนที่คาร์โนห์แตกต่างกัน วงจรจะดูเหมือนภาพด้านล่างหลังจากแก้ไขเพื่อลบความเสี่ยงคงที่ระดับ 1 ออกแล้ว

ในทำนองเดียวกัน สำหรับอันตรายแบบ static-0 เราจำเป็นต้องพิจารณาค่าศูนย์แทนค่าหนึ่ง และหากค่าศูนย์ที่อยู่ติดกันในแผนที่ K ไม่ถูกจัดกลุ่มเข้าด้วยกัน ก็อาจทำให้เกิดอันตรายแบบ static-0 ได้ วิธีการตรวจจับและแก้ไขอันตรายแบบ static-0 นั้นเหมือนกับวิธีที่เราใช้กับอันตรายแบบ static-1 ทุกประการ ยกเว้นว่าแทนที่จะใช้ SOP เราจะใช้ POS เพราะในกรณีนี้เรากำลังจัดการกับค่าศูนย์