Q：什么是同步逻辑和异步逻辑？

A：同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系；异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。

 

Q：什么是同步电路和异步电路？

A：同步电路：存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一时钟脉冲源，因而所有触发器的状态变化都与所加的时钟脉冲信号同步；

      异步电路：电路中没有统一的时钟，有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连，这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步，而其它触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。

 

同步就是双方有一个共同的时钟，当发送时，接收方同时准备接收；

异步双方不需要共同的时钟，也就是接收方不知道对方什么时候发送，所以在发送信息中就要有提示接收方开始接收的信息，如开始位，结束时有停止位。

 

区别同步信号与异步信号，要弄清楚信号变为有效状态时，它是否受CLK的限制.
 
“异步”输入信号和时钟信号无关，输入信号变为有效状态时，器件的状态就会立即改变；而“同步”输入信号和时钟信号有关，实际上输入信号和时钟信号进行了与运算或与非运算，输入信号和时钟信号的运算结果为有效状态时，器件的状态才会改变。
同步输入信号可以过滤掉不正确状态跳变对逻辑的影响，但是需要保证有效输入信号在时钟信号跳变前完成跳变，否则输入信号就是无效的。异步信号则和同步信号的效果正好相反。使用时请根据实际情况考虑。
 
异步清零：只要Reset=1即可清零，不管CLK是什么；
同步清零: Reset=1,并且CLK为上升沿或下降沿时才能清零.
 
异步置位：只要SET=1即可置1，不管CKL是什么；
同步置位：SET=1，并且CLK为上升沿或下降沿时才置1.
 
同步计数：当计数器达到计数条件时，只有当时钟信号的下降沿（或上升沿）来临时，计数器才会开始处理，其他时间无论高低电平，计数器都会无视；
异步计数：当计数器达到计数条件时，它立刻就跳转，并不等待时钟信号的下降沿（或上升沿）的来临
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 同步逻辑：整个设计中只有一个全局时钟成为同步逻辑。只有时钟脉冲同时到达各记忆元件的时钟端，才能发生预期改变。 

同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。

异步逻辑：多时钟系统逻辑设计成为异步逻辑。电路状态改变由输入信号引起。异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。

     同步时序逻辑电路的特点：各触发器的时钟端全部连接在一起，并接在系统时钟端，只有当时钟脉冲到来时，电路的状态才能改变。改变后的状态将一直保持到下一个时钟脉冲的到来，此时无论外部输入 x 有无变化，状态表中的每个状态都是稳定的。

     异步时序逻辑电路的特点：电路中除可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。

同步逻辑电路：

IO编程
IO在计算机中指Input/Output，也就是输入和输出。由于程序和运行时数据是在内存中驻留，由CPU这个超快的计算核心来执行，涉及到数据交换的地方，通常是磁盘、网络等，就需要IO接口。
比如你打开浏览器，访问新浪首页，浏览器这个程序就需要通过网络IO获取新浪的网页。浏览器首先会发送数据给新浪服务器，告诉它我想要首页的HTML，这个动作是往外发数据，叫Output，随后新浪服务器把网页发过来，这个动作是从外面接收数据，叫Input。

所以，通常，程序完成IO操作会有Input和Output两个数据流。当然也有只用一个的情况，比如，从磁盘读取文件到内存，就只有Input操作，反过来，把数据写到磁盘文件里，就只是一个Output操作。
IO编程中，Stream（流）是一个很重要的概念，可以把流想象成一个水管，数据就是水管里的水，但是只能单向流动。Input Stream就是数据从外面（磁盘、网络）流进内存，Output Stream就是数据从内存流到外面去。对于浏览网页来说，浏览器和新浪服务器之间至少需要建立两根水管，才可以既能发数据，又能收数据。
由于CPU和内存的速度远远高于外设的速度，所以，在IO编程中，就存在速度严重不匹配的问题。举个例子来说，比如要把100M的数据写入磁盘，CPU输出100M的数据只需要0.01秒，可是磁盘要接收这100M数据可能需要10秒，怎么办呢？有两种办法：
第一种是CPU等着，也就是程序暂停执行后续代码，等100M的数据在10秒后写入磁盘，再接着往下执行，这种模式称为同步IO；
另一种方法是CPU不等待，只是告诉磁盘，“您老慢慢写，不着急，我接着干别的事去了”，于是，后续代码可以立刻接着执行，这种模式称为异步IO。
同步和异步的区别就在于是否等待IO执行的结果。好比你去麦当劳点餐，你说“来个汉堡”，服务员告诉你，对不起，汉堡要现做，需要等5分钟，于是你站在收银台前面等了5分钟，拿到汉堡再去逛商场，这是同步IO。
你说“来个汉堡”，服务员告诉你，汉堡需要等5分钟，你可以先去逛商场，等做好了，我们再通知你，这样你可以立刻去干别的事情（逛商场），这是异步IO。
很明显，使用异步IO来编写程序性能会远远高于同步IO，但是异步IO的缺点是编程模型复杂。想想看，你得知道什么时候通知你“汉堡做好了”，而通知你的方法也各不相同。如果是服务员跑过来找到你，这是回调模式，如果服务员发短信通知你，你就得不停地检查手机，这是轮询模式。总之，异步IO的复杂度远远高于同步IO。