
【計】 sequential logic element
【計】 time sequencing; time series; timing sequence
【計】 logic element
時序邏輯元件(Sequential Logic Elements)是數字電路設計中用于處理時序依賴關系的核心組件。其英文術語源自"sequential"(時序的)與"logic elements"(邏輯元件)的組合,特指輸出狀态不僅取決于當前輸入信號,還與電路曆史狀态相關的邏輯器件。
從電路結構分析,時序邏輯元件包含兩個關鍵特征:
典型元件包含三類:
在計算機體系結構中,時序邏輯元件支撐着關鍵功能的實現。中央處理器(CPU)的程式計數器依賴寄存器存儲指令地址,存儲器接口通過狀态機控制讀寫時序,這些應用均建立在時序邏輯的穩定性與确定性基礎之上。IEEE 1149.1标準規定的邊界掃描測試技術,正是基于移位寄存器鍊實現芯片管腳的狀态監控。
參考文獻: 《數字電子技術基礎》(閻石主編,高等教育出版社) IEEE Transactions on Circuits and Systems I(DOI: 10.1109/TCSI.2020.3048144) Intel Architecture Memory Model White Paper
時序邏輯元件是數字電路中具有記憶功能的邏輯單元,其輸出不僅取決于當前輸入,還依賴于過去的輸入狀态。以下是其核心要點:
時序邏輯元件通過存儲電路的曆史狀态實現記憶功能,需依賴時鐘信號(同步)或輸入變化(異步)觸發狀态更新。與組合邏輯元件(無記憶性)的核心區别在于:
觸發器(Flip-Flop)
鎖存器(Latch)
複雜時序模塊
以D觸發器為例:
時序邏輯元件是構建現代數字系統(如計算機、通信設備)的基礎,其穩定性和同步設計直接影響系統性能。
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