异步的实现原理

一、单相异步电动机的结构

单相异步电动机中，专用电机占有很大比例，它们的结构各有特点，形式繁多。但就其共性而言，电动机的结构都由固定部分---定子、转动部分----转子、支撑部分---端盖和轴承等三大部分组成。

1、机座 2、铁心 3、绕组4、端盖 5、轴承 6、离心开关或起动继电器和PTC起动器 7、铭牌

1、机座

机座结构随电动机冷却方式、防护型式、安装方式和用途而异。按其材料分类，有铸铁、铸铝和钢板结构等几种。

铸铁机座，带有散热筋。机座与端盖联接，用螺栓紧固。

铸铝机座一般不带有散热筋。

钢板结构机座，是由厚为1.5-2.5毫米的薄钢板卷制、焊接而成，再焊上钢板冲压件的底脚。

有的专用电动机的机座相当特殊，如电冰箱的电动机，它通常与压缩机一起装在一个密封的罐子里。而洗衣机的电动机，包括甩干机的电动机，均无机座，端盖直接固定在定子铁心上。

2、铁心 铁心包括定子铁心和转子铁心，作用与三相异步电动机一样，是用来构成电动机的磁路。

3、绕组

单相异步电动机定子绕组常做成两相：主绕组（工作绕组）和副绕组（启动绕组）。两种绕组的中轴线错开一定的电角度。目的是为了改善启动性能和运行性能。定子绕组多采用高强度聚脂漆包线绕制。

转子绕组一般采用笼型绕组。常用铝压铸而成。

4、端盖

相应于不同的机座材料、端盖也有铸铁件、铸铝件和钢板冲压件。

5、轴承

轴承有滚珠轴承和含油轴承。

6、离心开关或起动继电器和PTC起动器

（1）离心开关

在单相异步电动机中，除了电容运转电动机外，在起动过程中，当转子转速达到同步转速的70%左右时，常借助于离心开关，切除单相电阻起动异步电动机和电容起动异步电动机的起动绕组，或切除电容起动及运转异步电动机的起动电容器。离心开关一般安装在轴伸端盖的内侧。

电信技术研究　２００７年第ｌ０期　

异步ＦＩＦＯ的设计与ＦＰＧＡ实现　

温暖　

摘要：通过分析异步ＦＩＦＯ的结构和关键技术，以减少电路中亚稳态出现概率和产　生稳定的空满标志信号为主要目的，旨在提出了一种高速稳定的实现异步ＦＩＦＯ的　设计方法。结合ＦＰＧＡ对设计进行了验证，结果表明该设计可以有效地提高工作频　率和资源利用率。　

关键词：ＦＩＦＯ　ＦＰＧＡ亚稳态格雷码　

１引言　随着集成电路芯片规模的不断扩大，一个设计中往往包含多个时钟，因此需要一种　简单有效的异步时钟接口电路来实现相互之间的数据传输。目前比较常用的有两种方式：　

一种是通过建立不同时钟之间的握手协议；二是通过异步ＦＩＦＯ。后者在速度与可靠性上　

更具优势。　

２　ＦＩＦＯ的分类与设计准则　ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ　Ｏｕｔ）是一种常用的数据缓存器件，可应用于高速数据采集、通信　中的高速缓存等各种领域，从时序上可分为同步ＦＩＦＯ和异步ＦＩＦＯ，从读入／读出数据宽　

度上又可分为对称ＦＩＦＯ和非对称ＦＩＦＯ。无论哪一种类型的ＦＩＦＯ其设计的准则都是相　

同的，即写满而不溢出，读空又不多读，对于异步ＦＩＦＯ设计的两个关键问题就是尽量　降低亚稳态出现的概率和正确产生空／｛荫标志等控制信号。　

３异步ＦＩＦＯ的功能与结构　异步ＦＩＦＯ在写时钟ｗ　ｌｋ上升沿，对写使能ｗＥｎ采样，如果ｗＥｎ为高电平，那　

么把输入数据Ｄａｔａ—ｉｎ存储到ＦＩＦＯ中，在读时钟Ｒ　ｃｌｋ的上升沿，对读使能信号ＲＥｎ　采样，如果ＲＥｎ为高电平，则按先进先出的顺序读出数据Ｄａｔａ—ｏｕｔ。在ＦＩＦＯ写满或读　

空的情况下，分别对满标志ＦｕＬＬ或空标志ＥＭＰＴＹ信号置位，以表示ＦＩＦＯ的两种特　殊状态，为了配合外围电路的时序，空／满标志有时需要提前一个或多个时钟周期产生。　

异步ＦＩＦＯ读写操作由两个独立的时钟控制，因此在结构上分为读时钟域和写时钟域，　数据存储部分通常为双端口ＲＡＭ，读操作逻辑单元和写操作逻辑单元分别产生读写指　针和相应控制信号，空／满标志产生逻辑则用于产生写满或读空信号，其大致结构如图１　所示。　

这篇文章将介绍异步调用的实现机制及如何调用异步方法。大多数.NET开发者在经过delegate、Thread、AsynchronousInvocation之后，通常都会对以上概念产生混淆及误用。实际上，以上概念是.NET2.0版本中对并行编程的核心支持，基于概念上的错误认识有可能导致在实际的编程中，无法利用异步调用的特性优化我们的程序，例如大数据量加载引起的窗体”假死”。事实上这并不是一个困难的问题，该文将以一种逐层深入、抽丝剥茧的方式逐渐深入到异步编程的学习中。

同步与异步

大多数人并不喜欢阅读大量的文字说明，而喜欢直接阅读代码，因此，我们在下文中将主要以代码的形式阐述同步与异步的调用。

同步方法调用

假设我们有一个函数，它的功能是将当前线程挂起3秒钟。

static void Sleep()

{

Thread.Sleep(3000);

}

通常，当你的程序在调用Sleep后，它将等待3秒钟的时间，在这3秒钟时间内，你不能做任何其他操作。3秒之后，控制权被交回给调用线程（通常也就是你的主线程，即WinForm程序的UI线程）。这种类型的调用称为同步，本次调用顺序如下：

● 调用Sleep()；

● Sleep()执行中；

● Sleep()执行完毕，控制权归还调用线程。

我们再次调用Sleep()函数，不同的是，我们要基于委托来完成这次调用。一般为了将函数绑定在委托中，我们要定义与函数返回类型、参数值完全一致的委托，这稍有点麻烦。但.NET内部已经为我们定义好了一些委托，例如MethodInvoker，这是一种无返回值、无参数的委托签名，这相当于你自定义了一种委托：

public delegate void SimpleHandler();

执行以下代码：

MethodInvoker invoker = new MethodInvoker(Sleep);

invoker.Invoke();

小李学异步电动机（二）　第一章异步电动机的结构与原理　

（接上期）　１．３异步电动机的工作原理　１．３．１异步电动机的旋转原理　（１）转子得到电流　提起异步电动机的工作原理，小李显得很有信心，他　拿出了事先画好的图，说：　“旋转磁动势被静止着的转　子绕组切割，转子绕组中将产生感应电动势，又因为转　子绕组是自成回路的，所以同时产生了感应电流，如图　１－１８ａ所示。感应电动势和电流的方向由右手定则来判定，　如图１－１８ｂ所示。右手手掌对着Ｎ极，大拇指指向导体　切割磁力线的方向，因为是定子的磁力线在旋转，所以　转子的导体切割磁力线的方向和磁动势旋转的方向相反，　则四个指头所指就是感应电动势和电流的方向。　所以，异步电动机的转子电流是切割了旋转磁场感应　而得。”　

ａ）　ｂ）　ａ）转子绕组切割磁力线　ｂ）右手定则　图１．１８转子电流的产生　“等一等。”张老师打断说：　“前面在讨论交变电流　产生磁动势的特点时，为了排除磁路饱和等因素，我们　张燕宾　Ｚｈａｎｇ　Ｙａｎｂｉｎ　都用磁动势来分析。现在，要具体讨论磁场和电流的相　互作用了，就必须用实实在在的磁通量或磁感应强度了，　或者统称磁场。”　“真严密。”小李吐了吐舌头，然后继续说：　“转子　绕组中的感应电流又和定子的旋转磁场相互作用，产生　电磁力，如图１—１９ａ所示。导体受力的方向由左手定则判　定，如图１－１９ｂ所示：左手手掌对着Ｎ极，四个指头指　电流的方向，则大拇指所指就是导体受力的方向。因为　上半部导体的受力方向和下半部导体的受力方向正好相　反，就形成电磁转矩Ｔ　，‘由图可知，电磁转矩的方向和　旋转磁场的旋转方向是相同的。在电磁转矩的作用下，　转子将旋转起来，转速为ｎＭ。　Ｎ　Ｓ　’　Ｓ　。　ａ）　ｂ）　ａ）转子导体的受力　ｂ）左手定则　图１．１９电磁转矩的产生　因为转子产生感应电动势和感应电流的前提条件是　转子绕组必须切割旋转磁场，所以，转子的转速总要低　于旋转磁场的转速，故称为异步电动机。对不对？”　“说得很好，有关转速的基本公式还记得吗？”张老　ＴＨＥ　ＷＯＲＬＤ　ＯＦ　ＩＮＶＥＲＴＥＲＳ　１１　５