工作进展比较缓慢。但与此同时，在同一时间内被提出的同步电路，因其原理相对简单，工程设计手段比较丰富，逐渐的发展成为当前集成电路设计过程中的主要模式。而随着电路规模的不断扩大以及设计主频的日益提高还有制造工艺的诸多限制，造成同步电路在使用过程中，以往的连线延迟以及时钟负载等问题变得日益突出，此外在其设计方法上也存在着诸多问题，这就是的同步电路在改善和健全其性能方面边等愈来愈困难。在这种情况之下，做好对异步电路的研究工作就变得越来越重要。
一、异步电路的基本分类
相比较同步电路来说，当下电路的运行状态往往储存在特定寄存器中，它本身所进行的下一步状态往往是由当前运行状态同相应输入信号再经过固定逻辑组合计算之后得到的，并在时钟作用下经其上沿逐渐保存至特定寄存器中。因此所采取的时钟频率往往会大于关键路径长度。而异步电路则会选择使用内部模块之间的相应握手信号来替代所有的时钟信号，并在不同模块之间进行自主通信，以完成相应计算。
依据相关的电路延迟模型以及电路同其它外部环境之间所产生的交互模式，可以将异步控制电路划分成为延迟无关电路以及速度无关电路，还有准延迟无关电路和Huffman电路等等。
1.延迟无关电路
所谓的延迟无关电路是基于传统的无限惯性延迟以及相应的线延迟模型，结合输入/输出模型来确保整条线路实现其功能，并在完成请求/应答等操作时所选择使用的两段双轨编码专业握手协议以及四段双轨编码专业握手协议。在这个环节中，为了确保延迟无关其相应特性，运行电路往往需要已经确认完成检测的电路来对上一段运行过程中所发送的信息数据进行有效判定。延迟电路在运行中，其实际处理速度可以达到规定的平均效率。但因为在发生动作时，需要引入相对较为复杂的专用控制电路，所以致使其额外面积开销较大。对于那些小规模电路，如果使用的控制电路太过复杂，那么就使得成本明显增加，比较不经济。另外对于常用的一些电路基本模块，因其不具备相应的延迟无关性，所以无法将其应用到现阶段的延迟无关电路中。只能选择使用反相器以及C门等一些相对简单的电路单元应用到电路模块中。但是为了能够实现和满足复杂电路结构，往往在其运行过程中使用其它专用的延迟假设模块，不过需要注意的是使用的这些电路模块，其相应的接口电路是无法实现延迟的。
2.Huffman电路
从某种程度上说，可以将这种电路看成是反馈回路以及组合逻辑电路等组合体。其中它内部的组合逻辑电路是一种以有限惯性为基础的线延迟模型；而相应的反馈回路则是以无限惯性为基础的反馈延迟模型。另外，这种电路在运行过程中往往选择使用较为传统工作模式来完成和实现相应的电路功能。依据当前电路行为假设存在的不同，可以将其划分成为以单输入变化为基础的Huffman电路以及猝发模式Huffman电路等。这种电路其内部结构优势就是在于运行过程中比较容易实现自动综合。而它所存在的问题就是所选择的电路延迟模型，往往决定了其运行过程中处于一种最差效率之下，而且还无法使用层次化电路对其进行设计。另外在运行中，为了能够有效的处理毛刺所采取的冗余逻辑常是的这中异步电路在专业测试过程中变得愈发困难了。
3.准延迟无关电路
这种电路其实是在传统延迟无关电路的专用基本模型之上，通过假设其相应分叉线来判定其延迟是相等的一种电路。对于该电路来说，如果将线延迟纳入到内部门延迟中，那么就可以依据一定标准和方法得出与其相等同的速度无关电路。在运行过程中，它所存在的问题主要是无法对电路分叉线所产生的延迟约束进行有效控制。
4.速度无关电路
该电路是以无限惯性为基础的门延迟模型，并选择使用相应的输入/输出模型来确保实现和完成电路功能，因此它运行长的线延迟是可以被忽略的。此外速度无关结构其真正的优势就是通过使用多种功能模块来对电路进行综合。而它所存在的问题就是在当前所使用的深亚微米技术来说的，由于该工艺是以线延迟做主导的，所以传统的延迟假设往往无法在该电路中使用。另外传统的延迟模型在使用过程中，还会从一定程度上增加一些不必要的成本。
二、异步电路的相应设计方法
依据现阶段异步电路的实际分类及其描述机制存在的不同，可以将其设计方法划分成为以CSP原理为基础的设计方法以及基于Petri网环境之下的设计方法还有一有限状态机为基础的设计方法等等。
1.基于CSP的设计方法
这种设计方法主要选择使用Balsa以及Tangram还有CHP等一些专业的异步描述语言，来对控制电路运行行为进行有效描述的通讯进程。由于这种方法大都选择使用相应的语法驱动转换器来对延迟无关以及一些准延迟无关电路进行有效处理的，所以它的复杂程度还有使用的描述文件往往形成一种线性关系。当前这种设计方法主要应用于大规模集成电路的控制设计只能怪。其流程如图1所示。
这种设计方法主要包括英国著名的曼彻斯特大学所开发应用的Balsa系统以及美国加州理学院所提出研究的专业的CAST工具链，此外还包括伦敦大学所提提出设计的关于延迟无关电路专用的工具链等等。应该说，这种方法其真正的优点就是能够运行过程中，对电路进行较高层次描述，并尽可能的挖掘和发挥异步电路中的并行性。但其也存在诸多缺点：
（1）在设计过中，无法使用专业的全局优化技术，因此设计之后得电路其运行效率不高。
（2）所使用的CSP描述语言其语法晦涩难懂，很难准确，简单的将电路运行过程中的各种事件关系显式出来。换句话说就是很难将各电路信号之间所存在的时序关系有效的说明。
（3）所使用的EDA工具其因存在一定缺陷，致使其在设计过程很难得到广泛应用。
2.基于Petri网环境下的设计方法
这种方法主要使用专业的LPN以及STG还有CD等技术对控制电路进行相应描述，然后利用可达性分析以及相应的状态编码还有逻辑分解等技术来映射和求得相应的速度无关异步电路或者是时延电路。它具体的操作流程如图2所示。
这种设计方法主要有西班牙著名的巴塞罗那大学所设计的Petrify以及美国加州大学所开发的SIS还有英国斯坦福大学所应用的SYN等等。由于这种设计方法相对比较成熟，因此应用相对广泛。其优点就是可以在较低层次的逻辑层对运行电路进行相应描述，并通过使用相应时序信息来对其进行专业优化，从而形成一种较为高校的专用电路结构。但其也存在着诸多缺点：
（1）由于在设计中选择使用的是无限门延迟模型，因此从某种程度上可以将线延迟忽略掉，从而增加了一些不必要的开支。另外相对于所使用的沈亚微米技术来说，因线延迟致使整个线路中的延迟假设都不能被使用。
（2）所需要的描述层次相对较低，而且在线路运行过程因电路信号出现变迁，所以无法对一些大规模型的电路进行有效描述。
3.以有限状态机为基础的设计方法
这种设计方法主要选择使用有限状态机以及猝发模式状态机还有相应的猝发模式状态机来对整条电路所进行的行为进行有效描述，然后通过使用状态归约以及状态赋值还有逻辑综合等方法来分别映射求得相应的Huffman电路还有猝发模式电路。它的基本流程图如图3所示。
三、总结
文章以电路延迟模型以及电路同其它外部环境之间所产生的交互模式为基础，来对异步电路进行有效划分。并结合运行原理对其进行相应的描述和介绍，为以后的异步电路研究提供了所需的理论基础。
参考文献
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