
【计】 synchronous sequential system
同步时序系统(Synchronous Sequential System)是数字电路设计中基于统一时钟信号协调操作的逻辑系统。其核心特征为所有状态变化均受全局时钟边沿触发,各逻辑单元在时间上严格对齐。以下从汉英对照与工程学角度分层解析:
术语定义与结构特征
中文全称“同步时序系统”,对应英文术语为"Synchronous Sequential System"。其构成包含:
数学模型表达
$$
begin{aligned} S(t+Δt) &= F(S(t), X(t)) Y(t) &= G(S(t), X(t)) end{aligned} $$
其中S为系统状态,X为输入变量,Y为输出变量,Δt为时钟周期(《数字逻辑基础》清华大学出版社)。
典型应用场景
同步机制优势
相较于异步系统,其时钟偏移(Clock Skew)可通过缓冲树优化,建立时间(Setup Time)与保持时间(Hold Time)的约束条件保障了信号完整性(《CMOS超大规模集成电路设计》第4版)。
该系统的设计规范收录于IEEE 1800-2017 SystemVerilog标准第9.6节,实际工程实现可参考Xilinx UG901文档中的时序约束方法。
同步时序系统是数字电路中的核心设计模型,其核心特点是通过统一的时钟信号协调所有元件的状态变化。以下从定义、特点、原理及优缺点进行详细解释:
同步时序系统指所有存储元件(如触发器)由同一时钟信号控制的时序电路。状态变化仅发生在时钟脉冲的有效边沿(上升沿或下降沿),确保各元件操作在固定时间窗口内完成。
优点 | 局限性 |
---|---|
可靠性高(状态变化同步) | 时钟分布功耗大 |
设计简化(时序易预测) | 关键路径限制性能 |
便于流水线优化 | 高频时钟增加散热需求 |
主要用于对时序精度要求高的场景,如:
如需进一步了解异步时序系统对比或具体设计案例,可参考上述来源中的详细分析。
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