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怎么判断同步和异步时序电路 异步时序逻辑电路与同步时序逻辑电路有何区别?

浏览量:4191 时间:2021-03-12 22:36:34 作者:admin

异步时序逻辑电路与同步时序逻辑电路有何区别?

一、核心逻辑不同

1、异步电路电路的核心逻辑是组合电路,比如异步的FIFO/RAM读写信号、地址译码信号等电路。

2、电路的核心逻辑是由各种各样的触发器实现的,所以比较容易使用寄存器的异步复位/置位端,以使整个电路有一个确定的初始状态。

二、电路的输出不同

1、异步电路的输出不依赖于某一个时钟,也就说不是由时钟信号驱动触发器产生的。

2、同步整个电路是由时钟沿驱动的。

三、特点不同

1、异步电路非常容易产生毛刺,且易受环境的影响,不利于器件的移植。

2、同步电路以触发器为主体的同步时序电路可以很好的避免毛刺的影响,使设计更可靠;同步时序电路利于器件移植,因为环境以及器件工艺对同步电路的影响几乎可以不考虑;同步电路可以容易的组织流水线,提高芯片的运行速率。

参考资料来源:

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异步电路和同步时序电路的区别?

一、原理不同

同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运作,而异步电路不使用时钟脉冲做同步,其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步。

二、优点不同

由于异步电路具有下列优点--无时钟歪斜问题、低电源消耗、平均效能而非最差效能、模块性、可组合和可复用性--因此近年来对异步电路研究增加快速,论文发表数以倍增,而Intel Pentium 4处理器设计,也开始采用异步电路设计。

v异步电路主要是组合逻辑电路,用于产生地址译码器、FIFO或RAM的读写控制信号脉冲,其逻辑输出与任何时钟信号都没有关系,译码输出产生的毛刺通常是可以监控的。

同步电路是由时序电路(寄存器和各种触发器)和组合逻辑电路构成的电路,其所有操作都是在严格的时钟控制下完成的。这些时序电路共享同一个时钟CLK,而所有的状态变化都是在时钟的上升沿(或下降沿)完成的。

三、分析不同

异步时序逻辑电路分析时,还需考略各触发器的时钟信号,当某触发器时钟有效信号到来时,该触发器状态按状态方程进行改变,而无时钟有效信号到来时,该触发器状态将保持原有的状态不变。

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同步逻辑有两个主要的缺点:

1、时钟信号必须要分布到电路上的每一个触发器。而时钟通常都是高频率的信号,这会导致功率的消耗,也就是产生热量。即使每个触发器没有做任何的事情,也会消耗少量的能量,因此会导致废热产生。

2、最大的可能时钟频率是由电路中最慢的逻辑路径决定,也就是关键路径。意思就是说每个逻辑的运算,从最简单的到最复杂的,都要在每一个时脉的周期中完成。

一种用来消除这种限制的方法,是将复杂的运算分开成为数个简单的运算,这种技术称为“流水线”。这种技术在微处理器中非常的显著,用来帮处提升现今处理器的时钟频率。

参考资料来源:

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1. 异步时序逻辑电路与同步时序逻辑电路有何区别?

在同步时序电路中全部触发器均用同一个外部时钟脉冲CP触发。

而在异步时序电路中各触发器则可以采用不同的时钟信号触发。

组合逻辑电路:

组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,与电路原来的状态无关。组合逻辑电路可以有若个输入变量和若干个输出变量,其每个输出变量是其输入的逻辑函数,其每个时刻的输出变量的状态仅与当时的输入变量的状态有关,与本输出的原来状态及输入的原状态无关,也就是输入状态的变化立即反映在输出状态的变化。组合逻辑电路没有记忆功能。

时序逻辑电路:

时序逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号,而且还取决于电路原来的状态,或者说,还与以前的输入有关。时序电路具有记忆功能。

时序逻辑电路可以分为同步时序电路和异步时序电路两大类:

1.同步时序电路:同步时序电路是指各触发器的时钟端全部连接在一起,并接系统时钟端只有当时钟脉冲到来时,电路的状态才能改变改变后的状态将一直保持到下一个时钟脉冲的到来,此时无论外部输入x有无变化状态表中的每个状态都是稳定的.

2.异步时序电路:异步时序电路是指电路中除以使用带时钟的触发器外,还可以使用不带时钟的触发器和延迟元件作为存储元件电路中没有统一的时钟电路状态的改变由外部输入的变化直接引起.可将异步时序逻辑电路分为脉冲异步时序电路和电平异步时序电路.

时序逻辑电路的同步置数和异步置数的区别?

1、触发器工作状态不同: (1)同步置数所有触发器的时钟端连在一起,即所有触发器在同一时钟作用下同步工作。 (2)异步置数触发器不在同一时钟作用下同步工作。

2、时钟脉冲CP作用不同: (1)同步置数时钟脉冲CP控制所有触发器同步工作。 (2)异步置数时钟脉冲CP只触发部分触发器,其余触发器由电路内部信号触发。

3、生效条件不同: (1)同步置数输入条件满足,等待时钟有效时刻生效。 (2)异步置数与时钟无关,输入条件满足,立即生效。

怎么判断同步和异步时序电路 逻辑运算特点 同步计数器与触发器关系

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