異步電路是一種基本上獨立的元件組成的網絡,當它們的操作完成時,這些元件就會轉發數據。這與同步電路不同,同步電路中的元件會根據全局定時信號進行數據輪詢。在異步電路中,數據傳輸協議決定數據交換的時間和方式,而不是定...
異步電路是一種基本上獨立的元件組成的網絡,當它們的操作完成時,這些元件就會轉發數據。這與同步電路不同,同步電路中的元件會根據全局定時信號進行數據輪詢。在異步電路中,數據傳輸協議決定數據交換的時間和方式,而不是定期輪詢每個組件,當組件本身發出信號表示它準備就緒時,數據就被傳輸。

大多數電子電路實現使用同步設計。這是所有組件都運行的更簡單的模型并在同一時間幀內獨立地進行數據傳輸。br/>異步電路中使用了幾種傳輸協議。所有協議都包括握手,它確保當一個組件準備將數據傳遞給鄰居時,該鄰居可以自由地接收并傳遞數據。由于組件的功能不需要參考公共的時間框架,操作可能不按順序完成。傳輸協議對產生的數據進行編碼,使其能夠按正確的順序進行組裝。
一些早期的計算機采用異步設計。伊利諾伊州集成與自動計算機(Illinois Integrator and Automatic Computer,簡稱ILIAC I),由伊利諾伊大學于1951年開發,正是這樣的設計。集成電路技術的快速發展要求更基本的設計與可用資源兼容,然而,與系統時鐘同步設計成為首選方法。
異步電路設計有幾個潛在的優勢消除定時電路后,功耗將大大降低,而且不需要為不使用的晶體管供電。工作速度將由元件之間的實際延遲決定。在同步設計中,速度是用來容納最弱的元件的。一個設計成在異步邏輯下工作的電路,通常不會因為制造過程中元件的微小變化而受到影響。
異步電路設計的缺點主要源于它的復雜性。所需元件的數量可以比同步電路所需的要大得多。用于異步電路設計的計算機輔助設計(CAD)工具很少。這些電路也比傳統設計更難調試和排除故障。額外的硬件開銷和實現難度可能抵消功耗的增加以及效率。