同步时序电路与异步时序电路,

同步时序电路与异步时序电路的区别:

简而言之:

   同步电路:存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源,因而所有触发器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。

   异步电路:电路没有统一的时钟,有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连,这有这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步,而其他的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步

  在这里我用D触发器来很明显的体现出同步和异步的区别。先用verilog描述一个异步的D触发器,即就是当有时钟clk、reset、set、信号时该处发起都会随时发出响应。然后描述一个同步的D触发器,当有时钟脉冲时才会做出响应,而reset和set发生时只会等时钟发生变化才会做出响应。然后在测试用例中使用相同的信号,观察两个触发器的区别。

异步D触发器:

module D_yb(

    input clk,

    input rst,

    input set,

    input d,

    output q

);

always @(posedge clk or negedge rst or negedge set)

begin

    if(!rst)

       q<= 0;

 else 

    if(!set)

     q<= 1;

else 

    q<=d;

 

end

endmodule

同步D触发器:

module D_tb(

   input clk,

   input rst,

   input ser,

   input d,

   output  q

);

always @(poedge clk )

begin

if(rst)

       q<= 0;

else if(set)

       q<=1;

else

       q<=d;

endmodule

同步电路在数字设计中占绝对优势,和异步电路相比有以下优势。

同步电路的优点:

1,可以有效的避免毛刺的影响,提高设计可靠性,同步设计是避免毛刺最简单的方法。

2,简化时序分析过程

缺点:

最大可能时钟频率是由电路中最慢的逻辑路径决定的,也就是关键路径,意思就是说每一个逻辑的运算,从简单到复杂都要在一个时钟周期内完成,同步电路往往会出现逻辑延迟过大,使得系统频率降低,采用流水线的设计思想,将复杂的运算分为数个简单的运算,可以帮助提高系统频率。

时序图和分析:https://wenku.baidu.com/view/0c111a850740be1e650e9a92.html

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