当前，大部分的数字电路都是同步的。同步电路作为主导设计方法，其成熟的EDA 工具几乎覆盖了整个大规模数字集成电路设计流程，从高层次语言描述到一个完整的芯片版图只需极少的人工干预。但是，随着集成电路技术的发展，芯片对功耗和速度的要求越来越高，同步电路越来越难以满足实际应用的要求。特别是随着片上系统(system on a chip，SoC)的出现，全局同步时钟的实现已越来越困难； 同时，由于时钟导致的功耗问题也令设计者束手无策。

异步电路始于20世纪50年代，它没有全局时钟，具有功耗低、速度快、兼容性好和可靠性高等优点。但是由于同步电路足以满足当时应用的需求，直到20世纪90年代异步电路才重新引起学术界和工业界的关注。异步电路也具有一些缺点： 对信号毛刺敏感、握手控制过程需产生额外的电路开销、缺乏成熟的EDA设计工具以及性能分析和优化困难等。不过，在实际的电路设计过程中，设计者一般会同时采用异步电路和同步电路设计技术，两种设计技术取长补短，从而满足电路的实际需求。

虽然异步电路设计技术越来越受到设计者青睐，但是大部分人对此技术不是很熟悉。并且，目前关于异步电路设计的中文图书非常有限。基于此，编者结合实际的异步电路设计经验以及目前的一些异步电路书籍（如经典的异步电路英文书： Principles of Asynchronous Circuits Design—A System Perspective）和大量已发表的文献编写了本书。希望读者在阅读本书的过程中能深入浅出地理解异步电路并能独立设计出异步电路。

本书内容安排如下： 第1章概述了同步电路和异步电路的特点及异步电路的发展概况。第2章介绍异步电路中的基本概念和电路，从握手协议、数据编码方式和延时模型三个方面对异步电路进行分类，然后介绍异步电路的基本单元： C单元。第3章从类似同步电路设计的“寄存器传输级”来分析异步电路设计，解释流水线操作和环操作。第4章介绍异步电路的一些量化性能参数及其定义，然后举例对异步电路进行性能分析。第5章研究各种握手部件的实现，而且举例说明功能模块实现的原理和技术。第6章介绍当前国内外的异步电路研究成果。第7章主要介绍几个典型的设计实例，并给出相应的异步电路设计分析方法及其实现。第8章详细介绍异步电路设计语言——Balsa语言及设计流程。

本书的完成得到了芯慧同用公司的大力支持，在此特别感谢芯慧同用技术总监罗晋先生以及罗晏女士。感谢研究生高丽江同学的工作，感谢清华大学微电子所陈弘毅老师对此书的指点。

由于水平有限，不足之处敬请读者批评指正！不胜感谢！

陈虹张晓昱2010年9月于北京