复旦微电子-数字电路课件 第4章 同步时序电路 与异步时序电路概述

同步时序电路是一种记忆电路，其内部由触发器构成，所有触发器状态的变化都在同一时钟信号操作下同时发生。同步时序电路中，存在现态和次态的概念。现态是指在当前时刻的状态，而次态则是指在下一个时刻的状态。 时序电路的描述中，输入变量、输出变量和状态变量是必须考虑的要素。输入变量是指对电路的输入信号，而输出变量则是电路的输出信号。状态变量是指触发器的状态，即现态。 在同步时序电路中，时钟信号起到了重要的作用。时钟信号是触发器状态变化的驱动信号，触发器的时钟信号不算作输入变量。同步时序电路中，所有的触发器都在同一时钟信号下进行状态变化，这有效保证了电路的同步性。 相对于同步时序电路，异步时序电路的特点是触发器的状态变化不是同时发生的。异步时序电路中，触发器状态的变化可能有公共的时钟信号，也可能没有公共的时钟信号。异步时序电路可以由触发器构成，也可以由组合电路的反馈构成。 在同步时序电路中，以两次驱动的间隔时间作为时序电路的定时单位，当前时刻被定义为tk，而下一个时刻被称为tk+1。这种定义方式可以使得电路的状态变化有规律地进行。 掌握同步时序电路的基本分析过程是学习这一知识的关键。在进行分析时，可以使用状态表来描述电路的状态变化。状态表是通过触发器的状态和输入信号来决定触发器的下一个状态。化简状态表可以使得电路的描述更加简洁明了。 除了基本分析过程，了解同步时序电路的设计原理也是必不可少的。设计过程涉及到选择合适的触发器类型、确定状态变量数目和设计状态转换逻辑等。合理的设计原理可以提高电路的工作效率和可靠性。 总之，同步时序电路是一种由触发器构成的记忆电路，在同一时钟信号的驱动下进行状态变化。掌握同步时序电路的基本分析过程和设计原理，以及化简状态表的方法，对于理解和应用该知识具有重要意义。同步时序电路的使用可以使得电路的状态变化更加有序和可控，有助于提高电路的性能和可靠性。