同步D触发器和异步D触发器

二进制计数器设计一、需求分析计数范围：设计一个二进制计数器，要求计数范围从0到N-1（N为二进制数的位数）。

计数方式：计数器应具有加法计数和减法计数两种方式。

控制信号：计数器应接收一个控制信号，用于选择计数方式。

显示输出：计数器的当前计数值应能够通过数码管或其他显示设备输出。

二、逻辑设计触发器选择：选择D触发器作为计数器的核心元件。

D触发器具有在时钟脉冲上升沿或下降沿时存储数据的特点，适合用于二进制计数器的设计。

二进制编码：采用二进制编码表示计数值。

每个触发器存储一位二进制数，所有触发器串联起来即可表示一个完整的二进制数。

控制逻辑电路：设计控制逻辑电路，接收控制信号，根据控制信号选择计数方式。

同时，控制逻辑电路还需产生时钟脉冲信号，用于触发D触发器进行数据存储。

计数器状态：定义计数器的初始状态为0，每次计数操作后，根据计数方式和当前状态确定下一个状态。

若当前状态为0，则加法计数时下一个状态为1，减法计数时下一个状态为N-1；若当前状态为N-1，则加法计数时下一个状态为0，减法计数时下一个状态为N-2。

三、触发器选择选择D触发器作为核心元件，因为D触发器具有在时钟脉冲上升沿或下降沿时存储数据的特点，适合用于二进制计数器的设计。

根据计数的需求，可以选择同步D触发器或异步D触发器。

同步D触发器具有时钟控制的特点，而异步D 触发器则没有时钟控制。

根据实际需求选择合适的触发器类型。

四、二进制编码采用二进制编码表示计数值。

每个触发器存储一位二进制数，所有触发器串联起来即可表示一个完整的二进制数。

根据设计需求确定二进制数的位数N，然后选择合适的触发器数量和连接方式。

同时，需要设计控制电路以实现二进制数的动态编码和解码。

五、控制逻辑电路设计控制逻辑电路是实现二进制计数器的重要环节。

该电路接收控制信号，根据控制信号选择计数方式（加法计数或减法计数）。

同时，控制逻辑电路还需产生时钟脉冲信号，用于触发D触发器进行数据存储。

数字电路知识点汇总（东南大学）第1章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与16进制数的转换二、基本逻辑门电路第2章逻辑代数表示逻辑函数的方法，归纳起来有：真值表，函数表达式，卡诺图，逻辑图及波形图等几种。

一、逻辑代数的基本公式和常用公式1）常量与变量的关系Ａ+0＝Ａ与Ａ=⋅1ＡＡ+1＝1与0⋅A0=A⋅＝0AA+＝1与A2）与普通代数相运算规律a.交换律：Ａ+Ｂ＝Ｂ+ＡA⋅⋅=ABBb.结合律：（Ａ+Ｂ）+Ｃ＝Ａ+（Ｂ+Ｃ）⋅A⋅B⋅⋅=(C)C()ABc.分配律：)⋅＝+A⋅B(CA⋅⋅BA C+A+=+）B⋅)(C)()CABA3）逻辑函数的特殊规律a.同一律：Ａ+Ａ+Ａb.摩根定律：BBA+=A⋅A+，BBA⋅=b.关于否定的性质Ａ＝A二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中，如果将等式两边同时出现某一变量Ａ的地方，都用一个函数Ｌ表示，则等式仍然成立，这个规则称为代入规则例如：C⋅+A⊕⊕⋅BACB可令Ｌ＝CB⊕则上式变成L⋅＝C+AA⋅L⊕⊕=LA⊕BA三、逻辑函数的：——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数，通常，我们将逻辑函数化简为最简的与—或表达式1）合并项法：利用Ａ+1A=⋅B⋅,将二项合并为一项，合并时可消去=+A=A或ABA一个变量例如：Ｌ＝B+BA=(C+)=ACACBBCA2）吸收法利用公式AA⋅可以是⋅+，消去多余的积项，根据代入规则BABA=任何一个复杂的逻辑式例如化简函数Ｌ＝EAB++DAB解：先用摩根定理展开：AB＝BA+再用吸收法Ｌ＝E+AB+ADB＝E B D A B A +++ ＝)()(E B B D A A +++ ＝)1()1(E B B D A A +++ ＝B A +3）消去法利用B A B A A +=+ 消去多余的因子 例如，化简函数Ｌ＝ABC E B A B A B A +++ 解： Ｌ＝ABC E B A B A B A +++ ＝)()(ABC B A E B A B A +++＝)()(BC B A E B B A +++＝))(())((C B B B A B B C B A +++++ =)()(C B A C B A +++ =AC B A C A B A +++ =C B A B A ++4)配项法利用公式C A B A BC C A B A ⋅+⋅=+⋅+⋅将某一项乘以（A A +），即乘以1，然后将其折成几项，再与其它项合并。

同步触发器的触发方式引言在软件开发和系统设计中，触发器是一种常见的工具，用于在特定条件下自动执行一系列操作。

触发器可以根据不同的事件或条件进行触发，并且可以分为同步触发器和异步触发器。

本文将讨论同步触发器的触发方式，并探讨其在实际应用中的应用场景和注意事项。

什么是同步触发器同步触发器是指在发生特定事件或条件满足时，触发器会阻塞当前线程，直到触发器的操作执行完成才会返回。

这意味着同步触发器可以同步地执行一系列操作，保证操作的顺序和完整性。

与之相对的，异步触发器则是在触发后立即返回，并在后台线程执行相关的操作。

同步触发器通常由编程语言或系统提供的特定机制实现，可以通过显式地编写触发器代码或使用特定的库或框架来实现。

同步触发器的触发方式同步触发器可以通过多种方式进行触发，下面将介绍几种常见的触发方式：1. 条件触发同步触发器可以在满足特定条件时被触发。

这些条件可以是外部事件、计时器的到期、资源状态的改变等。

当条件满足时，触发器将被触发并执行相应的操作。

2. 数据改变触发同步触发器在数据改变时被触发。

当被监控的数据发生更改时，触发器将被触发并执行相应的操作。

这种触发方式常用于数据库系统和企业应用程序中，用于实现数据的一致性和完整性约束。

3. 用户交互触发同步触发器可以通过用户的交互来触发。

例如，当用户点击按钮或执行特定操作时，触发器将被触发并执行相应的操作。

这种触发方式常用于用户界面的交互和响应。

4. 异常处理触发同步触发器可以在异常发生时被触发。

当程序执行过程中出现异常情况时，触发器将被触发并执行相应的异常处理操作。

这种触发方式常用于错误处理和故障恢复。

同步触发器的应用场景同步触发器在软件开发和系统设计中有广泛的应用场景。

下面列举了几个常见的应用场景：1. 数据库触发器数据库触发器是指在数据库中特定的事件或条件发生时自动执行的一段代码。

这些事件或条件可以是数据改变、表之间的关系变化等。

数据库触发器常用于实现数据的一致性约束、业务逻辑的触发和数据处理的自动化。

异步复位与同步释放很多时候，我们都希望系统一上电以及在仿真开始的时候所有寄存器都有一个已知的状态。

复位有两种方式，即同步复位和异步复位。

同步复位：“同步”的意思是和工作时钟同步。

也就是说当时钟的上升沿（下降沿）来到时检测到按键的复位操作才有效，否则无效。

如下图所示为同步低复位波形。

异步复位：“异步”的意思是和工作时钟不同步。

也就是说寄存器的复位不关心时钟的上升沿（下降沿）是否到来，只要有检测到按键被按下，就立刻执行复位操作。

如下图所示为同步低复位波形。

同步复位还是异步复位我们以D触发器为例来说明Inter（Altera）的器件是用同步复位好还是异步复位好。

先来看一下同步复位D触发器的RTL代码，如下所示：//---------------------------------01module test(02 input wire sclk ,03 input wire rst_syncn ,04 input wire d ,0506 outputreg q07);0809always@(posedge sclk)10 if(rst_sync_n ==1'b0)11 q <=1'b0;12 else13 q <= d;1415endmodule//--------------------------------在Quartus工具中编写完RTL后点击“Start Analysis & Synthesis”图标进行分析和综合。

然后双击“Netlist Viewers”下的“RTL Viewer”查看RTL视图。

如下图所示，可以看到一个 D触发器的结构，也可以称为寄存器，但是还附加了一个选择器，用于同步复位的控制。

点击“Start Compilation”图标全编译进行布局布线，完成后我们可以看到“Flow Summary”资源使用量，如下图所示，可以看到使用了LE中的一个组合逻辑资源和一个时序逻辑资源。

0000010336、在下面四图中，能实现给定逻辑功能的是（）。

（a）（b）（c）（d）答案：c 中0000010337、在下面四图中，能实现给定逻辑功能的是（）。

（a）（b）（c）（d）答案：b 中0000010338、在下面四图中，能实现给定逻辑功能的是（）。

（a）（b）（c）（d）答案：a 中0000010339、在下面四图中，能实现给定逻辑功能的是（）。

（a）（b）（c）（d）答案：d 难0000010340、右图实现的逻辑功能为（）。

（a）与门（b）与非门（c）或非门（d）异或门答案：d 难0000010342、下列器件不属于TTL集成电路的是（）（a）74LS373 （b）74LS00（c）74LS02 （d）CD4511答案：d 难0000010343、的最小项表达式为（）。

（a）（b）（c）（d）答案：c 中0000010344、如右图的表达式为（）。

（a）（b）（c）（d）答案：b 难0000010345、已知波形如右图，L与A、B、C、的关系为（）。

（a）（b）（c）（d）答案：d 难0000010346、右图所示电路能完成什么功能（）。

（a）半加（b）全加（c）计数（d）译码答案：a 中0000020347、。

（a）（b）（c）（d）答案：c 易0000020348、。

（a）（b）0（c）1 （d）答案：b 中0000020349、（a）（b）（c）（d）答案：d 中0000020350、（a）（b）（c）（d）答案：b 中0000020351、（a）B （b）AB（c）C+BD （d）BC答案：a 中0000020352、（a）（b）（c）（d）答案：a 难0000020353、（a）（b）（c）（d）答案：b 难0000020354、（a）（b）（c）1 （d）0答案：b 中0000020355、（a ）（b ） （c ） （d ）答案：a 中0000020356、（a ） （b ）（c ） （d ）答案：b 中0000040357、下列哪类触发器有一次翻转问题（ ）。

d触发器逻辑符号D触发器是一种常用的数电元器件，可以在数字系统中起到传输、存储、控制等作用。

D触发器可以使用逻辑符号表示其功能，在数电系统设计中扮演着重要角色。

1. D触发器逻辑符号的定义D触发器的逻辑符号通常被表示为一个带有一个输入和一个输出的方框，输入被称为数据信号，输出被称为输出信号。

其中，D表示数据，Q代表输出信号，CLK代表时钟信号，RST代表复位信号。

2. D触发器逻辑符号的功能D触发器的功能主要是存储和传输数据，它可以将数据在时钟脉冲的控制下传输或存储。

在存储状态下，当时钟脉冲上升沿到来时，D触发器将数据输入到Q输出端，保持Q端的数值直到下一个脉冲到来。

在传输状态下，数据可以通过D触发器进行传输，因为数据可以在时钟脉冲变化时刻被更新到Q输出端。

3. D触发器逻辑符号的应用D触发器逻辑符号的应用广泛，它可以作为循环移位器、频率分频器、锁存器等模块的核心元器件。

在数字电路和计算机系统方面，D触发器也可以用来作为内部寄存器或状态机的基本构建模块。

4. D触发器逻辑符号的种类D触发器逻辑符号根据时钟信号的方式可以分为同步D触发器和异步D触发器。

同步D触发器是在时钟上升沿到来时进行数据传输的，异步D触发器则可以通过控制复位或设置使能信号来实现数据传输或存储。

5. D触发器逻辑符号的设计在设计D触发器的逻辑符号时，需要考虑其输入、输出和时钟等信号，以及其逻辑功能和状态。

在具体实现中，可以使用电路图或状态表等方法来设计并实现D触发器的逻辑符号。

总之，D触发器逻辑符号作为数字系统中传输、存储和控制的核心元件，其应用广泛且重要。

在数电系统设计的实践中，设计和实现D触发器的逻辑符号需要充分考虑其功能、种类和特性等方面的问题。

异步复位d触发器的逻辑电路【标题】异步复位D触发器的逻辑电路及其应用【导语】在数字电路中，D触发器是一种广泛应用的时序逻辑电路元件。

其与异步复位功能的结合，可以实现更加复杂的逻辑和控制功能。

本文将深入探讨异步复位D触发器的逻辑电路设计原理以及其在实际应用中的作用，帮助读者全面了解和掌握这一重要的数字电路元件。

【1. 异步复位D触发器的概述】异步复位D触发器是指在标准D触发器的基础上添加了异步复位输入端。

它具有两个输入端：数据输入端D和异步复位输入端R。

当异步复位R被激活时，无论D输入是什么，输出都被强制为低电平，起到了清零的作用。

而当异步复位R未被激活时，输出Q的状态则由D输入的电平决定。

【2. 异步复位D触发器的逻辑电路设计】2.1 同步D触发器的设计为了更好地理解异步复位D触发器的设计，首先需要了解同步D触发器的基本原理。

同步D触发器具有两个输入端：数据输入端D和时钟输入端CLK。

其逻辑电路设计如下：（1）将D输入与一个非门（即反相器）连接，得到D'；（2）将D'及时钟输入端CLK分别与两个与门（即与逻辑门）相连；（3）将两个与门的输出分别与两个或门（即或逻辑门）相连，最终的输出即为Q。

2.2 异步复位D触发器的设计异步复位D触发器在同步D触发器的基础上增加了异步复位输入端R。

以下为异步复位D触发器的逻辑电路设计：（1）将R与一个非门连接，得到R'；（2）将D、R'、时钟输入端CLK分别与与门相连；（3）将与门的输出与或门相连，最终的输出即为Q。

【3. 异步复位D触发器的应用】3.1 异步复位功能实现异步复位D触发器的主要应用之一是实现异步复位功能。

当异步复位R被激活时，无论时钟信号如何，输出Q都被强制为低电平，实现了清零的作用。

这在数字系统中常用于初始化或异常处理。

3.2 状态控制和序列检测异步复位D触发器还广泛应用于状态控制和序列检测的电路中。

通过将一个或多个异步复位D触发器组合在一起，可以实现复杂的状态机和序列检测逻辑，用于实现控制器、计数器等功能。

《电子技术基础1》题库出题人：龙立钦；考试班级：31701~31713班；层次：高职审核人：谢忠福一、填空题（每题2分，共20分）1、（56）10=( )2。

2、（23.125）10=( )2。

3、（0.8125）10=（）8。

4、（0.8125）10=（）16。

5、（44）10=（）16。

6、(1100.01)2＝( )10 。

7、（1110111）2=（）10。

8、（1000010）2=（）8。

9、( 101010 )2=( )16。

10、（1011010010.1）2=（）16。

11、(52.2)8=( )16。

12、Q n是输入信号之前的状态，叫。

13、Q n+1是输入信号之后的状态，叫。

14、TTL门电路与CMOS门电路相比较, 门电路抗干扰性较强。

15、“异或”门的逻辑功能是两输入相同出0，两输入相异出。

16、构成寄存器的基本单元是。

17、JK触发器的特征方程是。

18、将JK触发器转换为T’触发器的方法是。

19、同步D触发器当CP= 时，触发器状态保持不变。

20、如果LED7段显示器的abcdefg为1111110，则显示的是。

21、组合逻辑电路的各输出只与各输入的即时状态有关，即没有功能。

22、要实现翻转功能，必须选用触发器。

23、触发器具有2个稳定的状态，分别代表所存储的二进制信息是。

24、二进制数：1+1= 。

25、逻辑代数：1+1+1= 。

26、逻辑代数：A+1= 。

27、逻辑代数：A+A= 。

28、逻辑代数：A·A= 。

29、逻辑代数：=A。

+A30、逻辑代数：=A。

B⋅BD31、是门的逻辑表达式。

32、B AA+的反函数是。

B33、吸收定理= 。

34、时序电路的次态输出不仅与即时输入有关，而且还与有关。

S时，触发器输出为状态。

35、由两个与非门构成的基本RS触发器，当输入端1=R，1=36、含有触发器的组合逻辑电路称为。

37、在实际的数字电路中，高电平为3.5 V左右，低电平V左右。

触发器一、单项选择题：(1)对于D触发器，欲使Q n+1=Q n，应使输入D=。

A、0B、1C、QD、(2)对于T触发器，若原态Q n=0，欲使新态Q n+1=1，应使输入T=。

A、0B、1C、Q(4)请选择正确的RS触发器特性方程式。

A、B、C、 (约束条件为)D、(5)请选择正确的T触发器特性方程式。

A、B、C、D、(6)试写出图所示各触发器输出的次态函数(Q)。

n+1A、B、C、D、(7)下列触发器中没有约束条件的是。

A、基本RS触发器B、主从RS触发器C、同步RS触发器D、边沿D触发器二、多项选择题：(1)描述触发器的逻辑功能的方法有。

A、状态转换真值表B、特性方程C、状态转换图D、状态转换卡诺图(2)欲使JK触发器按Q n+1=Q n工作，可使JK触发器的输入端。

A、J=K=0B、J=Q,K=C、J=,K=QD、J=Q,K=0(3)欲使JK触发器按Q n+1=0工作，可使JK触发器的输入端。

A、J=K=1B、J=0,K=0C、J=1,K=0D、J=0,K=1(4)欲使JK触发器按Q n+1=1工作，可使JK触发器的输入端。

A、J=K=1B、J=1,K=0C、J=K=0D、J=0，K=1三、判断题：(1)D触发器的特性方程为Q n+1=D，与Q无关，所以它没有记忆功能。

（）n(2)同步触发器存在空翻现象，而边沿触发器和主从触发器克服了空翻。

（）(3)主从JK触发器、边沿JK触发器和同步JK触发器的逻辑功能完全相同。

（）(8)同步RS触发器在时钟CP=0时，触发器的状态不改变( )。

(9)D触发器的特性方程为Q n+1=D，与Q n无关，所以它没有记忆功能( )。

(10)对于边沿JK触发器，在CP为高电平期间，当J=K=1时，状态会翻转一次( )。

四、填空题：(1)触发器有（）个稳态，存储8位二进制信息要（）个触发器。

(2)在一个CP脉冲作用下，引起触发器两次或多次翻转的现象称为触发器的（），触发方式为（）式或（）式的触发器不会出现这种现象。

实验一MAX plu sⅡ的使用【实验目的】1．掌握MAX plu sⅡ的使用2．掌握逻辑门的VHDL描述方法【实验内容】一、MAX plu sⅡ的设计流程1．创建设计输入文件（1）在“MAX2work”目录下创建自己的工作目录“mywork”，使得以后自己做的设计都保存在这个目录下。

（2）单击“file”菜单中的“new”选项，出现图1-1所示的新建文件窗口。

图1-1 新建文件窗口图（3）选择“Text Editor file”，单击“OK”按钮，出现文本编辑器，然后在文本编辑器里输入设计程序。

2．保存文件单击工具栏上的保存按钮，出现如图1-2所示的保存窗口。

图1-2 保存窗口图选择自己的工作目录，建立自己的文件名，保存所做的设计。

3．设置项目（1）选择菜单【File】/【Project】/【Set Project to Current File】命令，出现图1-3所示的窗口。

图1-3 设置项目窗口图设置项目名与设计文件名相同，一般软件会自动填入此项目名，这是后续处理必不可少的一步。

4．设定器件（1）选择菜单【Assign】/【Device】命令，出现图1-4所示的窗口。

图1-4 设定器件窗口图（2）在“Device Family”选项中选择所使用的系列芯片；在“Devices”中选择“AUTO”，让软件自动选择具体器件。

单击“OK”按钮，即设定好器件。

（3）单击工具栏上的保存按钮，保存好以上所有的设计和设置。

5．编译项目（1）选择菜单【MAX plu sⅡ】/【Compiler】命令，出现编译窗口，然后选择菜单命令【Processing】/【Functional SNF Extractor】如图1-5所示。

（2）单击“Start”按钮，开始编译，编译成功后，会出现1-6所示的窗口。

6．功能仿真（1）创建波形文件：在菜单栏中选择命令【File】/【New】，出现新建文件窗口，选择“Waveform Editor File”选项，如图1-7所示。

数字电路知识点汇总（东南大学）第1章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与16进制数的转换二、基本逻辑门电路第2章逻辑代数表示逻辑函数的方法，归纳起来有：真值表，函数表达式，卡诺图，逻辑图及波形图等几种。

一、逻辑代数的基本公式和常用公式1）常量与变量的关系Ａ+0＝Ａ与Ａ=⋅1ＡＡ+1＝1与0⋅A0=A⋅＝0AA+＝1与A2）与普通代数相运算规律a.交换律：Ａ+Ｂ＝Ｂ+ＡA⋅⋅=ABBb.结合律：（Ａ+Ｂ）+Ｃ＝Ａ+（Ｂ+Ｃ）⋅A⋅B⋅⋅=(C)C()ABc.分配律：)⋅＝+A⋅B(CA⋅⋅BA C+A+=+）B⋅)(C)()CABA3）逻辑函数的特殊规律a.同一律：Ａ+Ａ+Ａb.摩根定律：BBA+=A⋅A+，BBA⋅=b.关于否定的性质Ａ＝A二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中，如果将等式两边同时出现某一变量Ａ的地方，都用一个函数Ｌ表示，则等式仍然成立，这个规则称为代入规则例如：C⋅+A⊕⊕⋅BACB可令Ｌ＝CB⊕则上式变成L⋅＝C+AA⋅L⊕⊕=LA⊕BA三、逻辑函数的：——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数，通常，我们将逻辑函数化简为最简的与—或表达式1）合并项法：利用Ａ+1A=⋅B⋅,将二项合并为一项，合并时可消去=+A=A或ABA一个变量例如：Ｌ＝B+BA=(C+)=ACACBBCA2）吸收法利用公式AA⋅可以是⋅+，消去多余的积项，根据代入规则BABA=任何一个复杂的逻辑式例如化简函数Ｌ＝EAB++DAB解：先用摩根定理展开：AB＝BA+再用吸收法Ｌ＝E+AB+ADB＝E B D A B A +++ ＝)()(E B B D A A +++ ＝)1()1(E B B D A A +++ ＝B A +3）消去法利用B A B A A +=+ 消去多余的因子 例如，化简函数Ｌ＝ABC E B A B A B A +++ 解： Ｌ＝ABC E B A B A B A +++ ＝)()(ABC B A E B A B A +++＝)()(BC B A E B B A +++＝))(())((C B B B A B B C B A +++++ =)()(C B A C B A +++ =AC B A C A B A +++ =C B A B A ++4)配项法利用公式C A B A BC C A B A ⋅+⋅=+⋅+⋅将某一项乘以（A A +），即乘以1，然后将其折成几项，再与其它项合并。

同步电路和异步电路的区别是什么————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1、同步电路和异步电路的区别是什么？（仕兰微电子）异步电路主要是组合逻辑电路，用于产生地址译码器、ＦＩＦＯ或ＲＡＭ的读写控制信号脉冲，但它同时也用在时序电路中，此时它没有统一的时钟，状态变化的时刻是不稳定的，通常输入信号只在电路处于稳定状态时才发生变化。

也就是说一个时刻允许一个输入发生变化，以避免输入信号之间造成的竞争冒险。

电路的稳定需要有可靠的建立时间和持时间，待下面介绍。

同步电路是由时序电路(寄存器和各种触发器)和组合逻辑电路构成的电路，其所有操作都是在严格的时钟控制下完成的。

这些时序电路共享同一个时钟ＣＬＫ，而所有的状态变化都是在时钟的上升沿(或下降沿)完成的。

比如Ｄ触发器，当上升延到来时，寄存器把Ｄ端的电平传到Ｑ输出端。

在同步电路设计中一般采用D触发器，异步电路设计中一般采用Latch。

2、什么是同步逻辑和异步逻辑？（汉王笔试）同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。

异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。

电路设计可分类为同步电路和异步电路设计。

同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运作，而异步电路不使用时钟脉冲做同步，其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步。

由于异步电路具有下列优点--无时钟歪斜问题、低电源消耗、平均效能而非最差效能、模块性、可组合和可复用性--因此近年来对异步电路研究增加快速，论文发表数以倍增，而Intel Pentium 4处理器设计，也开始采用异步电路设计。

异步电路主要是组合逻辑电路，用于产生地址译码器、ＦＩＦＯ或ＲＡＭ的读写控制信号脉冲，其逻辑输出与任何时钟信号都没有关系，译码输出产生的毛刺通常是可以监控的。

同步电路是由时序电路(寄存器和各种触发器)和组合逻辑电路构成的电路，其所有操作都是在严格的时钟控制下完成的。

D触发器建立和保持时间的时序检查目前的芯片系统越来越复杂，对应的各个功能模块都有自己工作的时钟领域。

当各个功能模块之间进行数据传递时，信号就会跨时钟领域。

信号跨时钟领域进行传输时，就会出现亚稳态现象，可能导致整个芯片功能的错误。

针对不同信号跨时钟领域，本文介绍了几种同步的设计方法。

标签：亚稳态建立时间同步设计时钟领域一、D触发器的建立时间和保持时间在芯片设计中，电路主要由门电路和D触发器构成。

D触发器的特性方程为：Qn+1=D，即在触发时钟脉冲（CLK）的有效边沿到来时，触发器的输入数据D直接传送到触发器的输出端Q[1]。

而在时钟触发边沿输出端Q能正确的输出D的值的前提条件是：输入信号D必须先于时钟有效沿到来之前稳定。

如果时钟有效沿到来时，输入信号D正在变化，D触发器的输出状态就会变得不确定，即就会有亚稳态的出现。

输入信号必须先于时钟脉冲之前稳定的时间成为建立时间，用tset表示；同样为了保证触发器可靠翻转，输入信号的状态在时钟脉冲信号到来后还必须保持足够长的时间不变，这段时间成为保持时间，用th表示。

如图1所示以接收“1”时的情况来看，D信号先于CLK上升沿建立起来（由0跳变到1）的时间不得小于建立时间tset，而在CLK上升沿到来后D仍保持“1”的时间不得小于保持时间th。

建立时间和保持时间是由触发器的电路结构决定的。

图2所示为上升沿触发的CMOS集成的D触发器的电路结构图。

其中由6个CMOS反相器和4个CMOS 传输门组成，I2、I3和T2构成主锁存器；I4、I5和T4构成从锁存器。

四个传输门中T1和T3在时钟脉冲CLK为“1”的时候导通，T2和T4在时钟脉冲CLK为“0”的时候导通。

在时钟脉冲为“0”的时候，主锁存器接收输入信号D，从锁存器输出之前保存的信号到Q端；上升沿之后，时钟脉冲为“1”，此时主锁存器输出上升沿到来时D的值直接到Q端，从锁存器不工作，如图3所示。

如图3红色线条所示，时钟脉冲从“0”跳变为“1”的上升沿时刻，传输门T1从导通跳变为截止状态。