什么是異步時序電路？異步時序電路是指除了使用帶時鐘的觸發(fā)器外，還可以使用無時鐘的觸發(fā)器和延遲元件作為存儲元件的電路。電路中沒有統(tǒng)一的時鐘電路，狀態(tài)的變化直接由外部輸入的變化引起。異步時序邏輯電路可分為

什么是異步時序電路？

異步時序電路是指除了使用帶時鐘的觸發(fā)器外，還可以使用無時鐘的觸發(fā)器和延遲元件作為存儲元件的電路。電路中沒有統(tǒng)一的時鐘電路，狀態(tài)的變化直接由外部輸入的變化引起。異步時序邏輯電路可分為脈沖異步時序電路和電平異步時序電路。

時序電路由最基本的邏輯門電路和反饋邏輯電路（輸出到輸入）或器件組成。時序電路與組合電路最本質(zhì)的區(qū)別在于時序電路具有記憶功能。時序電路的特點是輸出不僅取決于當(dāng)時的輸入值，而且還取決于電路的過去狀態(tài)。它類似于帶有儲能元件的電感或電容電路，如觸發(fā)器、鎖存器、計數(shù)器、移位寄存器、存儲器等，是時序電路的典型器件。時序邏輯電路的狀態(tài)由存儲電路存儲和表示。

什么是異步時序電路？

1. 同步時序電路：同步時序電路是指每個觸發(fā)器的所有時鐘端連接在一起，并行系統(tǒng)的時鐘端只能在時鐘脈沖到達(dá)時改變電路的狀態(tài)。改變的狀態(tài)將一直保持到下一個時鐘脈沖到達(dá)。此時，無論外部輸入x是否改變，狀態(tài)表中的每個狀態(tài)都是穩(wěn)定的。2異步時序電路：異步時序電路是指除了使用帶時鐘的觸發(fā)器外，還可以使用不帶時鐘的觸發(fā)器和延遲元件作為存儲元件。電路中沒有統(tǒng)一的時鐘電路。外部輸入的變化直接引起電路狀態(tài)的變化。異步時序邏輯電路可分為脈沖異步時序電路和電平異步時序電路

1、異步電路的核心邏輯是組合電路，如異步FIFO/RAM讀寫信號、地址譯碼信號等。

2. 該電路的核心邏輯由各種觸發(fā)器實現(xiàn)，利用寄存器的異步復(fù)位/設(shè)置端，使整個電路具有一定的初始狀態(tài)。

2、異步電路的輸出不依賴于某個時鐘，也就是說，它不是由驅(qū)動觸發(fā)器的時鐘信號產(chǎn)生的。

2. 整個同步電路由時鐘邊緣驅(qū)動。

3、異步電路極易產(chǎn)生毛刺，且易受環(huán)境影響，不利于器件的移植。

2. 以觸發(fā)器為主體的同步時序電路可以避免毛刺的影響，使設(shè)計更加可靠；同步時序電路有利于器件移植，因為環(huán)境和器件技術(shù)對同步電路的影響幾乎可以忽略；同步電路可以方便地組織流水線，提高芯片的運算速度。

同步電路使用時鐘脈沖使其子系統(tǒng)同步運行，而異步電路不使用時鐘脈沖進(jìn)行同步。子系統(tǒng)使用特殊的“啟動”和“完成”信號進(jìn)行同步。

2、由于異步電路具有無時鐘偏差、功耗低、性能一般而不是最差、模塊化、可組合性和可重用性等優(yōu)點，近年來對異步電路的研究迅速增加，發(fā)表的論文數(shù)量翻了一番。英特爾奔騰4處理器的設(shè)計也開始采用異步電路設(shè)計。

V異步電路主要是一種組合邏輯電路，用于產(chǎn)生地址譯碼器、FIFO或ram的讀寫控制信號脈沖。它的邏輯輸出與任何時鐘信號無關(guān)，譯碼輸出產(chǎn)生的毛刺可以監(jiān)控。

同步電路由時序電路（寄存器和各種觸發(fā)器）和組合邏輯電路組成。所有操作都是在嚴(yán)格的時鐘控制下完成的。這些時序電路共享相同的時鐘時鐘時鐘，所有的狀態(tài)變化都在時鐘的上升（或下降）沿完成。

3、在分析不同的異步時序邏輯電路時，還應(yīng)考慮每個觸發(fā)器的時鐘信號。當(dāng)觸發(fā)器的有效時鐘信號到達(dá)時，觸發(fā)器的狀態(tài)根據(jù)狀態(tài)方程變化，當(dāng)沒有有效時鐘信號時，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。

同步邏輯有兩個主要缺點：1。時鐘信號必須分配給電路上的每個觸發(fā)器。時鐘通常是一個高頻信號，這將導(dǎo)致功耗，即產(chǎn)生熱量。即使每個觸發(fā)器不起任何作用，也會消耗少量的能量，因此會產(chǎn)生廢熱。

2. 最可能的時鐘頻率由電路中最慢的邏輯路徑（即關(guān)鍵路徑）決定。也就是說，每一個邏輯運算，從最簡單的到最復(fù)雜的，都應(yīng)該在時鐘的每個周期中完成。

消除此限制的一種方法是將復(fù)雜的操作分為幾個簡單的操作。這種技術(shù)被稱為“管道”。這項技術(shù)在微處理器中非常重要，它被用來幫助提高當(dāng)今處理器的時鐘頻率。

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