制御ハザードとは？回路設計での制御ハザードについて解説する。

Contents

制御ハザードとは？

制御ハザードとは、回路設計において発生するタイミング問題の一種です。複数の信号が同時に発生した場合、回路の出力が予期しない値を出力することがあります。これを制御ハザードと呼びます。

例えば、フリップフロップ回路において、クロック信号が遅れて入力された場合、出力が予期しない値を出力する可能性があります。これは、入力信号とクロック信号が同時に発生することで、回路の内部状態を正しく反映できなくなるためです。

回路設計において、制御ハザードを防ぐためには、以下の対策があります。

クロック信号は回路内のタイミングを制御する重要な信号です。そのため、クロック信号に遅延が生じると、回路の動作が乱れて制御ハザードを引き起こす可能性があります。このため、クロック信号の遅延を防ぐためには、クロック信号の伝搬路を短くし、遅延時間を減らすことが重要です。

パルス幅制御回路とは、入力信号をパルス幅に変換する回路のことです。この回路を使用することで、入力信号とクロック信号を同時に発生させることを防ぐことができます。また、パルス幅を調整することで、クロック信号の立ち上がりや立ち下がりの時間を調整することができます。

ストール回路とは、回路内の信号伝搬を遅らせることで、タイミングを調整する回路のことです。ストール回路を使用することで、回路内の信号伝搬を遅らせることができるため、制御ハザードを防止することができます。

制御ハザードは、回路設計において避けては通れない問題です。しかし、適切な対策を取ることで、制御ハザードの発生を防止することができます。クロック信号の遅延を防ぎ、パルス幅制御回路やストール回路を利用することで、回路の正確なタイミング制御を実現しましょう。