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同步和异步时序电路之间的差异

时序电路是那些具有内部状态。这个概念内部状态之所以必须这样做是因为在顺序电路中, 电路的输出是当前输入以及过去输入的函数。时序电路的内部状态不过是过去输入到电路的反射。现在, 时序电路的内部状态由多个状态变量。每个状态变量可以处于2种可能状态中的1种。这是因为状态变量是借助触发器在物理上实现的, 并且每个触发器只能表示2种可能的状态。因此, 如果我们有N个触发器, 则最多可以代表2个ñ状态。

Max. No. of States with 'N' Flip-Flops =

这意味着具有” N”个触发器的时序电路最多可以处于

2 ^ N

内部状态。

现在, 以使用T型触发器的同步和异步2位二进制UP计数器为例, 说明同步和异步时序电路之间的区别。

同步和异步时序电路之间的差异1

图–

2位二进制异步UP计数器

同步和异步时序电路之间的差异2

图–

2位二进制同步UP计数器

在以上两个电路中

Q_0,Q_1

是表示变量的状态变量

内部状态

上述每个电路中的一个。由于存在2个状态变量, 因此上述顺序电路可以处于4种可能的状态, 并且计数器的功能是按特定顺序在这4种状态之间循环。

现在, 同步电路与异步电路之间的区别在于电路如何将一种内部状态转换为另一种内部状态。在同步时序电路中, 代表电路内部状态的所有状态变量都使用给定的输入时钟信号同时更改其状态, 以达到下一个状态。

另一方面, 在异步电路的情况下, 所有状态变量可能无法同时更改其状态以实现下一个稳定内部状态。换句话说, 状态变量不与任何通用时钟信号同步。

比较–

同步电路 异步电路
所有状态变量更改都与通用时钟信号同步。 状态变量不会同步更改, 因此可能会随时更改, 而彼此之间可能不会更改, 以实现下一稳定内部状态
由于所有内部状态更改都在主时钟源的严格控制下, 因此它们不太容易出现故障或出现竞争状况, 因此更加可靠。 由于没有这样的通用时钟源, 因此内部状态会在任何输入发生变化时立即发生变化, 因此更容易出现竞争状态。
内部状态更改的时间由我们控制。 异步电路内部状态的变化不在我们的控制范围内。

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