什么是同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路，同步和異步電路的區(qū)別？-博揚(yáng)智能

同步和異步時(shí)序電路都是使用反饋來(lái)產(chǎn)生下一代輸出的時(shí)序電路。根據(jù)這種反饋的類(lèi)型，可以區(qū)分這兩種電路。時(shí)序電路的輸出取決于當(dāng)前和過(guò)去的輸入。時(shí)序電路分為同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路是根據(jù)它們的觸發(fā)器來(lái)完成的。在同步時(shí)序電路中，所有狀態(tài)變量的變化與通用時(shí)鐘信號(hào)同步。相反，在異步時(shí)序電路中，所有狀態(tài)變量的變化都是異步的，可能隨時(shí)變化。

一、什么是同步時(shí)序電路？

如果時(shí)序電路的所有輸出都隨著時(shí)鐘信號(hào)的有效轉(zhuǎn)換而變化，則這種時(shí)序電路稱(chēng)為同步時(shí)序電路。因此，同步時(shí)序電路的所有輸出同時(shí)變化。因此，同步時(shí)序電路的輸出僅與通用時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿同步。

同步時(shí)序電路更可靠，因?yàn)樗鼈兊霓D(zhuǎn)換狀態(tài)總是可以預(yù)測(cè)的。然而，由于時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)電路所有元件的傳播延遲，同步時(shí)序電路的運(yùn)行速度較慢。同步時(shí)序電路廣泛用于計(jì)數(shù)器、移位寄存器、存儲(chǔ)單元等。

二、什么是異步時(shí)序電路？

如果時(shí)序電路的部分或全部輸出相對(duì)于時(shí)鐘信號(hào)的有效轉(zhuǎn)換不發(fā)生變化，則這種類(lèi)型的時(shí)序電路稱(chēng)為異步時(shí)序電路。因此，異步時(shí)序電路的所有輸出不會(huì)同時(shí)改變。因此，異步時(shí)序電路的大部分輸出與通用時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿都不同步。

在異步時(shí)序電路中，沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)，只有輸入線(xiàn)可用。因此，異步時(shí)序電路是輸入驅(qū)動(dòng)電路，即輸出變量的狀態(tài)直接響應(yīng)輸入變量的變化而變化。此外，由于輸入到達(dá)之間的時(shí)間差，異步電路可能會(huì)進(jìn)入錯(cuò)誤狀態(tài)。這種情況稱(chēng)為競(jìng)爭(zhēng)條件。這使得異步時(shí)序電路不太可靠。

三、強(qiáng)調(diào)同步和異步時(shí)序電路之間的所有重要區(qū)別

·定義：——

（1）同步時(shí)序電路是數(shù)字時(shí)序電路，其中對(duì)下一代輸出的輸入的反饋由時(shí)鐘信號(hào)控制。

（2）異步時(shí)序電路是數(shù)字時(shí)序電路，其中對(duì)下一代輸出的輸入的反饋不受時(shí)鐘信號(hào)控制。

·內(nèi)存單元：——

（1）在同步時(shí)序電路中，用于治理的存儲(chǔ)單元是時(shí)鐘觸發(fā)器。

（2）在異步時(shí)序電路的情況下，不帶時(shí)鐘的觸發(fā)器或時(shí)間延遲用作存儲(chǔ)元件。

·狀態(tài)：——

（1）同步時(shí)序電路的狀態(tài)總是可預(yù)測(cè)的，因此是可靠的。

（2）由于輸入到達(dá)之間的時(shí)間差，異步電路有可能進(jìn)入錯(cuò)誤狀態(tài)。這稱(chēng)為“競(jìng)爭(zhēng)條件”。

·復(fù)雜：——

（1）同步時(shí)序電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單

（2）邏輯門(mén)之間反饋的存在會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定問(wèn)題，從而使異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)變得困難。

·表現(xiàn)：——

（1）由于時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)電路所有元件的傳播延遲，同步時(shí)序電路的運(yùn)行速度較慢

（2）由于沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)延遲，因此與同步時(shí)序電路相比速度更快

·例子：——

（1）同步電路用于計(jì)數(shù)器、移位寄存器、存儲(chǔ)單元。

（2）異步電路用于低功耗和高速操作，例如簡(jiǎn)單的微處理器、數(shù)字信號(hào)處理單元以及用于電子郵件應(yīng)用程序、互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)和網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)。

同步時(shí)序電路是數(shù)字時(shí)序電路，其中對(duì)下一代輸出的輸入的反饋受通用時(shí)鐘信號(hào)控制，而異步時(shí)序電路是數(shù)字時(shí)序電路，其中對(duì)下一代輸出的輸入的反饋不受通用時(shí)鐘信號(hào)控制。





審核編輯：劉清