什么是异步电路？(an asynchronous circuit?)

异步电路是由基本上独立的组件组成的网络，这些组件在操作完成后转发数据。这与同步电路形成对比，同步电路根据全局定时信号轮询元件以获取数据。在异步电路中，数据传输协议决定数据交换的时间和方式。不是定期轮询每个组件，而是在组件本身发出就绪信号时传输数据
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异步电路是由基本上独立的组件组成的网络，这些组件在操作完成后转发数据。这与同步电路形成对比，同步电路根据全局定时信号轮询元件以获取数据。在异步电路中，数据传输协议决定数据交换的时间和方式。不是定期轮询每个组件，而是在组件本身发出就绪信号时传输数据

大多数电子电路实现使用同步设计。这是一个更简单的模型，其中所有组件在同一时间范围内运行。在异步电路中，元件独立于任何时间范围运行。组件使用握手和传输协议，而不是全局强制的离散时间。它们执行必要的同步、数据传输和操作排序。

异步电路中使用了几种传输协议。所有这些都包括握手，这可以确保当组件准备好将数据传递给邻居时，邻居可以自由地接收并传递数据。由于组件的运行不参考公共时间范围，因此操作可能会无序完成。传输协议对生成的数据进行编码，使其能够按照正确的顺序进行组装。

一些早期的计算机采用异步设计。伊利诺斯积分器和自动计算机，或ILACAC I，由伊利诺伊大学于1951开发，是这样的设计。然而，集成电路技术的快速发展需要一种与现有资源兼容的更基本的设计。带有系统时钟的同步设计成为首选方法。

异步电路设计有几个潜在的优势。由于省去了定时电路，并且不需要为未使用的晶体管供电，功耗将大大降低。运行速度将由组件之间的实际延迟决定。在同步设计中，施加速度以适应最弱的元件。设计为在异步逻辑下运行的电路通常不会受到由于制造工艺引起的部件微小变化的影响。。

异步电路设计的缺点主要源于其复杂性。所需的元件数量可以远远大于同步电路所需的元件数量。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困难可能会抵消功耗和效率的提高。

  • 发表于 2021-12-31 23:03
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