什么是异步电路(Asynchronous Circuit)？
异步电路是一种基本上独立的元件组成的网络，当它们的操作完成时，这些元件就会转发数据。这与同步电路不同，同步电路中的元件会根据全局定时信号进行数据轮询。在异步电路中，数据传输协议决定数据交换的时间和方式，而不是定...
异步电路是一种基本上独立的元件组成的网络，当它们的操作完成时，这些元件就会转发数据。这与同步电路不同，同步电路中的元件会根据全局定时信号进行数据轮询。在异步电路中，数据传输协议决定数据交换的时间和方式，而不是定期轮询每个组件，当组件本身发出信号表示它准备就绪时，数据就被传输。
大多数电子电路实现使用同步设计。这是所有组件都运行的更简单的模型并在同一时间帧内独立地进行数据传输。br/>异步电路中使用了几种传输协议。所有协议都包括握手，它确保当一个组件准备将数据传递给邻居时，该邻居可以自由地接收并传递数据。由于组件的功能不需要参考公共的时间框架，操作可能不按顺序完成。传输协议对产生的数据进行编码，使其能够按正确的顺序进行组装。
一些早期的计算机采用异步设计。伊利诺伊州集成与自动计算机（Illinois Integrator and Automatic Computer，简称ILIAC I），由伊利诺伊大学于1951年开发，正是这样的设计。集成电路技术的快速发展要求更基本的设计与可用资源兼容，然而，与系统时钟同步设计成为首选方法。
异步电路设计有几个潜在的优势消除定时电路后，功耗将大大降低，而且不需要为不使用的晶体管供电。工作速度将由元件之间的实际延迟决定。在同步设计中，速度是用来容纳最弱的元件的。一个设计成在异步逻辑下工作的电路，通常不会因为制造过程中元件的微小变化而受到影响。
异步电路设计的缺点主要源于它的复杂性。所需元件的数量可以比同步电路所需的要大得多。用于异步电路设计的计算机辅助设计（CAD）工具很少。这些电路也比传统设计更难调试和排除故障。额外的硬件开销和实现难度可能抵消功耗的增加以及效率。
大多数电子电路实现使用同步设计。这是所有组件都运行的更简单的模型并在同一时间帧内独立地进行数据传输。br/>异步电路中使用了几种传输协议。所有协议都包括握手，它确保当一个组件准备将数据传递给邻居时，该邻居可以自由地接收并传递数据。由于组件的功能不需要参考公共的时间框架，操作可能不按顺序完成。传输协议对产生的数据进行编码，使其能够按正确的顺序进行组装。一些早期的计算机采用异步设计。伊利诺伊州集成与自动计算机（Illinois Integrator and Automatic Computer，简称ILIAC I），由伊利诺伊大学于1951年开发，正是这样的设计。集成电路技术的快速发展要求更基本的设计与可用资源兼容，然而，与系统时钟同步设计成为首选方法。
异步电路设计有几个潜在的优势消除定时电路后，功耗将大大降低，而且不需要为不使用的晶体管供电。工作速度将由元件之间的实际延迟决定。在同步设计中，速度是用来容纳最弱的元件的。一个设计成在异步逻辑下工作的电路，通常不会因为制造过程中元件的微小变化而受到影响。
异步电路设计的缺点主要源于它的复杂性。所需元件的数量可以比同步电路所需的要大得多。用于异步电路设计的计算机辅助设计（CAD）工具很少。这些电路也比传统设计更难调试和排除故障。额外的硬件开销和实现难度可能抵消功耗的增加以及效率。
- 发表于 2020-07-10 13:40
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