同步和非同步時序電路的區別

同步和非同步時序電路都是使用反饋來生成下一個輸出的時序電路。根據這種反饋的型別，可以區分這兩種電路。時序電路是一種其輸出依賴於當前和過去輸入的電路。

時序電路分為同步和非同步時序電路，其分類依據是它們的觸發方式。在同步時序電路中，所有狀態變數的變化都與全域性時鐘訊號同步。相反，在非同步時序電路中，所有狀態變數的變化不同步，它們可以隨時變化。

閱讀本教程，瞭解更多關於同步和非同步時序電路以及它們之間區別的資訊。

什麼是同步時序電路？

如果時序電路的所有輸出都相對於時鐘訊號的有效跳變發生變化，則這種型別的時序電路稱為**同步時序電路**。因此，同步時序電路的所有輸出同時變化。因此，同步時序電路的輸出與全域性時鐘訊號的正跳變或負跳變同步。

同步時序電路更可靠，因為它們的狀態轉換總是可預測的。然而，由於時鐘訊號到達電路所有元件的傳播延遲，同步時序電路的執行速度較慢。同步時序電路廣泛應用於計數器、移位暫存器、儲存單元等。

如果時序電路的一些或所有輸出不隨著時鐘訊號的有效跳變而變化，則這種型別的時序電路稱為**非同步時序電路**。因此，非同步時序電路的所有輸出並非同時變化。因此，非同步時序電路的大多數輸出都不與全域性時鐘訊號的正跳變或負跳變同步。

在非同步時序電路中，沒有時鐘訊號，只有輸入線。因此，非同步時序電路是由輸入驅動的電路，即輸出變數的狀態直接響應輸入變數的變化而變化。此外，由於輸入到達時間上的差異，非同步電路可能進入錯誤狀態。這種情況稱為競爭冒險。這使得非同步時序電路的可靠性較低。

下表重點介紹了同步和非同步時序電路之間所有重要的區別：

關鍵	同步時序電路	非同步時序電路
定義	同步時序電路是數字時序電路，其中用於生成下一個輸出的輸入反饋受時鐘訊號控制。	非同步時序電路是數字時序電路，其中用於生成下一個輸出的輸入反饋不受時鐘訊號控制。
儲存單元	在同步時序電路中，用於控制的儲存單元是帶時鐘的觸發器。	在非同步時序電路中，使用無時鐘觸發器或延時器作為儲存元件。
狀態	同步時序電路的狀態總是可預測的，因此是可靠的。	由於輸入到達時間上的差異，非同步電路有可能進入錯誤狀態。這稱為“競爭冒險”。
複雜性	設計同步時序電路比較容易。	邏輯閘之間的反饋的存在會導致不穩定性問題，使非同步時序電路的設計變得困難。
效能	由於時鐘訊號到達電路所有元件的傳播延遲，同步時序電路的執行速度較慢。	由於沒有時鐘訊號延遲，因此與同步時序電路相比，非同步時序電路速度更快。
示例	同步電路用於計數器、移位暫存器、儲存單元。	非同步電路用於低功耗和高速操作，例如簡單的微處理器、數字訊號處理單元以及通訊系統中的電子郵件應用程式、網際網路訪問和網路。

總而言之，同步時序電路是數字時序電路，其中用於生成下一個輸出的輸入反饋受全域性時鐘訊號控制，而非同步時序電路是數字時序電路，其中用於生成下一個輸出的輸入反饋不受全域性時鐘訊號控制。

Kiran Kumar Panigrahi

更新於：2023年11月1日

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