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异步电路中时钟如何同步的多种方法?

电路 2024-11-22 09:24

一、异步电路中时钟如何同步的多种方法?

第一种情况:

当有多个时钟在同一个数字电路中,且有一个时钟(Clk)的速率大于其它时钟两倍以上。

这种情况最为简单,在接口部分就必须要对其他时钟进行同步化处理,将其处理为与Clk同步的时钟信号。

这样处理的好处是:

便于处理电路内部时序;

时钟间边界条件只在接口部分电路进行处理。

实质上,时钟采样的同步处理方法就是上升沿提取电路,经过上升沿提取输出信息中,带有了系统时钟的信息,所以有利于保障电路的可靠性和可移植性。

第二种情况:

当系统中所有时钟没有一个时钟速率达到其他时钟频率的两倍的情况,也就是系统中多个时钟速率差不多的情况。

这个时候无法满足采样定理,所以在接口部分就必须对其他时钟和数据通过FIFO或者DPRAM进行隔离,并将其他时钟信息转换为和系统时钟同步的允许信号。比如在高速的数据采集系统当中,AD的采集时钟往往比较高,大于系统时钟的一半以上,这时候采用同步化处理无法满足时序设计。

第三种情况:

系统中多个时钟之间存在数据互相采样。

对于这种情况,可使用两级触发器级联采样数据,避免亚稳态发生。

第四种情况:

多级时钟网络处理。

所谓多级时钟网络是指时钟经过超过一级的门电路后连到触发器的时钟输入端。

由于时钟建立-保持时间的限制,FPGA设计中应尽量避免采用多时钟网络,在设计中必须要将时钟网络进行简化,尽量采用使能的方式或者其他简化的电路结构。

二、交流接触器在三相异步电路中的保护作用是?

交流接触器在三相异步电动机中的作用是接触电器,即控制电动机的启停或正反转,其功能没有保护作用。一般起保护作用的电器为:断路器或熔断器起短路保护及接地故障保护,同时也可作为过载保护的后备保护。热继电器或电动机综合保护器起过载断相等保护。

三、异步buck电路原理?

BUCK电路:输出电压低于输入电压,即降压。另外还有BOOST和BUCK-BOOST电路,这里暂不做分析。降压电路的基本拓扑结构如下:(Vout《Vin)

  

  其中,开关相当于一个PWM调制器,设置合适的占空比,得到的电压为方波,二极管在开关关断的状态下,为LC提供了一个回路,LC简单来说就是一个滤波器,将得到的输出电压和输出电流进行滤波,分开来讲,电感用于抵抗电流的变化,电容用于抵抗电压的变化,因此,我们可以得到稳定的输出电压和输出电流。

  当开关处于ON的状态时,二极管处于截止状态:

  

  电感上的电压与电流可以由如下公式计算得到:

  

  经电感和电容滤波后,输出电流/电压由方波变成较平稳的纹波电压/电流。

  

  在电路应用当中,一般不希望存在较大纹波,根据以上给出的公式可以发现,通过增大开关频率,电感体积,或者电容可以减小输出电压/电流的纹波。同样的,为了减小整个电源模块的体积,也可以通过增大开关频率来实现,增大开关频率可以减小电容电感的体积,电源电路的设计当中通常是电感电容的占用面积最大,这也是为何许多公司选择将大的电感或电容从电路中移除,采用用户外接的方式来达到同样的效果。但是频率的增大也会带来相应的坏处,如降低电源效率,增加开关管损耗以及二极管损耗,电路的功耗也会相应增加。因此在设计电源模块时,需结合实际情况考虑其体积以及电路损耗。

  BUCK电路的设计可分为四步:

  根据输入输出电压确定开关转换器的占空比:DC=Vout/Vin;

  确定其输入输出功率,从而决定其带负载能力;

  确定相应的开关频率,得到每个脉冲周期内的能耗;

  根据已知的脉冲周期内的能量以及输出电流,可以计算出电感的大小:L=2E/I2;

  根据需要选择相应的MOS开关管,二极管以及电容。

  以上只是总结了基本的BUCK电路工作和设计原理,然而实际情况下的电源设计需要考虑的因素将会更为复杂。

四、全异步电路芯片用途?

极大规模全异步芯片旈片不会发出任何规则的信号,因而他们可以在某种程度上执行加密,这样的加密将更难以识别和破解。

经过改良以后的加密技术将使异步电路成为各种嵌入芯片的小型卡片的理想选择,这些卡片可以用于一些对安全比较敏感的领域如存储病历、电子资金交换和个人身份识别等。

五、三相异步电路电路的总结?

当三相异步电动机的工作电流超过额定电流后,过电流继电器KI达到吸合电流而吸合,其常闭触头断开,KM线圈失电而释放,使电动机断电,起到了保护电动机的作用。

在电动机起动时,电流较大,为了防止过电流继电器动作,采用时间继电器的常闭触头将互感器短接,待电动机起动完毕,电流降为正常时,时间继电器KT经延时后动作,其常闭触头断开、常开触头闭合,使KI的线圈接入互感器电路中(串联),实现过电流保护。

六、异步电路和同步时序电路的区别?

一、原理不同

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。

二、优点不同

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。

v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。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。

三、分析不同

异步时序逻辑电路分析时,还需考略各触发器的时钟信号,当某触发器时钟有效信号到来时,该触发器状态按状态方程进行改变,而无时钟有效信号到来时,该触发器状态将保持原有的状态不变。

扩展资料

同步逻辑有两个主要的缺点:

1、时钟信号必须要分布到电路上的每一个触发器。而时钟通常都是高频率的信号,这会导致功率的消耗,也就是产生热量。即使每个触发器没有做任何的事情,也会消耗少量的能量,因此会导致废热产生。

2、最大的可能时钟频率是由电路中最慢的逻辑路径决定,也就是关键路径。意思就是说每个逻辑的运算,从最简单的到最复杂的,都要在每一个时脉的周期中完成。

一种用来消除这种限制的方法,是将复杂的运算分开成为数个简单的运算,这种技术称为“流水线”。这种技术在微处理器中非常的显著,用来帮处提升现今处理器的时钟频率。

参考资料来源:

参考资料来源:

七、同步电路与异步电路最主要的区别?

一、原理不同 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。

二、优点不同 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。 v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。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。

三、分析不同 异步时序逻辑电路分析时,还需考略各触发器的时钟信号,当某触发器时钟有效信号到来时,该触发器状态按状态方程进行改变,而无时钟有效信号到来时,该触发器状态将保持原有的状态不变。

八、异步电路芯片能干啥?

异步芯片即 无时钟输入芯片传统的微处理器所面临的最紧迫的问题应该是,芯片的时钟在日益艰难的物理现实的面前仅仅能被加速到一定程度。时钟的作用在于同步计算机芯片上所有的工作,现在,时钟的这种角色已是芯片上必不可少的了。无时钟输入已经表现出来强大的生命力,尤其是在使用电池的设备中。

九、什么是异步时序电路?

异步时序电路是指电路中除以使用带时钟的触发器外,还可以使用不带时钟的触发器和延迟元件作为存储元件;电路中没有统一的时钟;电路状态的改变由外部输入的变化直接引起.可将异步时序逻辑电路分为脉冲异步时序电路和电平异步时序电路。

时序电路,是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路(输出到输入)或器件组合而成的电路,与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。时序电路的特点是:输出不仅取决于当时的输入值,而且还与电路过去的状态有关。它类似于含储能元件的电感或电容的电路,如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、存储器等电路都是时序电路的典型器件,时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的。

十、同步电路和异步电路的区别是什么?

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修改