1. 同步寄存器的作用
FPGA寄存器是计算机和其他数字系统中用来存储代码或数据的逻辑部件。它的主要组成部分是触发器。一个触发器能储存一位二进制代码，所以要存储n位二进制代码的寄存器需要n个触发器组成。 FPGA寄存器和数据锁存器功能是相同的，不同的区别在于锁存器是电平信号控制，属于电平敏感性，而寄存器一般是由同步时钟信号控制。两者使用场合不一样，主要取决于控制方式及控制信号和数据之间的时序关系：若数据有效滞后于控制信号有效，则只能使用锁存器。
2. 异步寄存器
一、原理不同
同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运作，而异步电路不使用时钟脉冲做同步，其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步。
二、优点不同
由于异步电路具有下列优点--无时钟歪斜问题、低电源消耗、平均效能而非最差效能、模块性、可组合和可复用性--因此近年来对异步电路研究增加快速，论文发表数以倍增，而Intel Pentium 4处理器设计，也开始采用异步电路设计。
v异步电路主要是组合逻辑电路，用于产生地址译码器、FIFO或RAM的读写控制信号脉冲，其逻辑输出与任何时钟信号都没有关系，译码输出产生的毛刺通常是可以监控的。
同步电路是由时序电路(寄存器和各种触发器)和组合逻辑电路构成的电路，其所有操作都是在严格的时钟控制下完成的。这些时序电路共享同一个时钟CLK，而所有的状态变化都是在时钟的上升沿(或下降沿)完成的。
三、分析不同
异步时序逻辑电路分析时，还需考略各触发器的时钟信号，当某触发器时钟有效信号到来时，该触发器状态按状态方程进行改变，而无时钟有效信号到来时，该触发器状态将保持原有的状态不变。
扩展资料
同步逻辑有两个主要的缺点：
1、时钟信号必须要分布到电路上的每一个触发器。而时钟通常都是高频率的信号，这会导致功率的消耗，也就是产生热量。即使每个触发器没有做任何的事情，也会消耗少量的能量，因此会导致废热产生。
2、最大的可能时钟频率是由电路中最慢的逻辑路径决定，也就是关键路径。意思就是说每个逻辑的运算，从最简单的到最复杂的，都要在每一个时脉的周期中完成。
一种用来消除这种限制的方法，是将复杂的运算分开成为数个简单的运算，这种技术称为“流水线”。这种技术在微处理器中非常的显著，用来帮处提升现今处理器的时钟频率。
参考资料来源：
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3. 同步寄存器的作用有哪些
串行通信是指 使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
而在单片机中，有一个专门的串行口，用于异步通信方式（UART）,与接收串行传输信息的外部设备相连，控制这个串行口的是两个寄存器，分别是状态寄存器和特殊功能寄存器。
状态寄存器（scon）有八位（每位有相应的地址），用于定义串行口的工作方式和接收，发送的控制工作方式方式0：八位同步移位寄存器：有允许信号时，寄存器中的存交换数据的八位同时以固定的波特率移动；(较常用)方式1:10位UART（波特率可变）
方式2:11位UART （波特率固定）方式3:11位UART（珀特率由定时器T1控制可变）波特率：串行通信中收发双方的数据传输率（即每秒传输多少数据）特殊功能寄存器（pcon）为了在51单片机上实现电源控制而附加的，功能有可以定义单片机得复位方式等。
4. 同步寄存器的工作原理
fpga同步寄存器就是在CPU中用来存放信息的部件。它的原理是：
当中的触发器是具有存储信息能力的基本单元，触发器主要有三个接孔，一个数据输入，一个数据输出和一个时钟输入，在时钟的上升沿，在这时触发器会采样输入端口的值，传送到输出端口，不在时钟信号上升沿的时间，无论输入端口如何变化，输出的值不变。
D触发器的一个重要特性， 要求输入信号在时钟上升沿之前有一段很短的稳定时间，在时钟上升沿之后也需要有一段很短的稳定时间，
把很多触发器组合起来，可以构成寄存器。
5. 同步复位寄存器
在第三个D触发的置位脚接一个自动复位电路
你可以参考一下8051的自动复位电路,8051是高电平复位,就那样接
如果是要低电平复位,就把电容和电阻的位置反过来就可以了
6. 直接寄存器和间接寄存器
寄存器直接寻址和间接寻址区别：
一、存放操作数的地址不同 寄存器直接寻址指令直接包含有操作数的有效地址(偏移地址)，即直接给出操作数地址。而寄存器间接寻址指令以寄存器中的内容为地址，该地址的内容为操作数，即寄存器间接寻址方式中，寄存器内存放的是操作数的地址，而不是操作数本身。
二、寄存器对象不同 寄存器直接寻址对象为内部数据寄存器和特殊功能寄存器SFR。而寄存器间接寻址对象为R0、R1、DPTR，用前面加@表示，如@R0、@R1、@DPTR。
7. 简述同步寄存器
四段式状态机 在数字电路中，状态机是一个非常重要的组成部分，对于系统的高速、可靠、稳定具有决定性的作用。其实，计数器本质上也可以认为是一个状态机，区别在于它是用数字来区分不同的状态。那么这两者在使用上有什么区别呢？ 如果是顺序处理或简单流程控制，如0-1-2-3-0这样的步骤，用计数器实现是最方便的。但是在复杂的流程控制场合，跳转顺序为乱序，如0-1-5-2-4的步骤，用状态机来设计就比较合理。下面我们依据明德扬至简设计法规范规程体系，进行状态机设计。 首先我们先看规范要求。 一、 使用四段式状态机结构。 二、 第一段写法不变。 三、 第二段状态转移条件用信号名来表示。 四、 用assign形式将状态转移条件写成XX2XX-start形式。 五、 状态转移条件，用assign产生变化条件时，必须加上当前状态。 六、 状态不变，使用state-n=state-c。 接下来对于规范中“四段式状态机”的概念进行解释。 目前状态机的结构有一段式、二段式、三段式。三段式状态机具备诸多优点，总体上来讲远远强于一段式、二段式结构。四段式状态机是明德扬在三段式状态机的基础上，优化发展而来的，一种全新的状态机结构。 该结构不是指四个always代码，而是四段代码。如果没有输出信号，就只有三段代码（两个always）；如果有多个输出信号，就会有多个always。由此可以看出，四段式状态机是以逻辑关系产生的四个阶段，而不是机械僵化、固定不变的四个段落。 这四段分别是：1.同步时序的always模块，格式化描述次态迁移到现态寄存器。2.组合逻辑的always模块，描述状态转移条件判断。3.用assign定义转移条件。4.设计输出信号。我们可以简单的理解为现态、次态、转移、输出。 规范中相关条例的原理，在本节中暂不介绍，详情请见第四章第2节《状态机模板》。这里我们先继续介绍四段式状态机的设计规程——状态机八步法。 1. 明确功能 2. 输出分析 3. 状态合并 4. 状态转移 5. 转移条件 6. 完整性检查 7. 状态机代码 8. 功能代码 下面我们来看一个四段式状态机用八步法实现项目功能的代码。 功能要求：书57—58页。 代码：书63—67页。 最后，总结一下这种规范规程设计状态机的诸多优点： 1. 四段式状态机的总体思路，是逐个思考、有序进行的方式； 2. 状态划分摒弃了越细越好的错误思路，而是从输出信号需求出发，直接简洁客观； 3. 完整性检查确定了所有信号都设计出来，没有遗漏，大大减少仿真调试工作量； 4. 命名的规范性，如state-c现态、state-n次态等等，保证了所有状态转移编写统一，减少编写错误； 5. 转移条件的规范性，如always里面的转移条件全部用信号名来表示，这样写always时只需要考虑跳转方向和命名，代码非常整洁； 6. 准确定义节约系统资源。如状态不跳转时，全部写成state-n=state-c的规定，避免了写成state-n=state-n的组合逻辑形式，生成我们不希望的锁存器； 7. 现态、次态、转移、输出都是独立的，利于阅读、维护、升级； 8. 能够消除组合逻辑输出的毛刺隐患，同时能做到同步寄存器输出。 总体上来说，这种方法结构清晰、代码简洁、出错率低、通用性强、便于移植。将状态机设计的思路、过程、结果实现了至简化。不仅如此，对于学习者来说，极易学会和上手。 在前面的内容中我们讲了计数器和状态机的规范规程，实际上从架构体系来说，明德扬设计体系根据模块实现功能的不同，将其分为计数器、状态机、FIFO三种架构。几乎所有模块都可以应用这三种架构来实现。 本章均以明德扬规范规程体系为例，目的是说明设计规范化的重要意义和实用价值。接下来要讲的是设计中常见的时序约束和定位问题，敬请关注。
8. 同步寄存器和异步寄存器
一、原理不同 同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运作，而异步电路不使用时钟脉冲做同步，其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步。
二、优点不同 由于异步电路具有下列优点--无时钟歪斜问题、低电源消耗、平均效能而非最差效能、模块性、可组合和可复用性--因此近年来对异步电路研究增加快速，论文发表数以倍增，而Intel Pentium 4处理器设计，也开始采用异步电路设计。 v异步电路主要是组合逻辑电路，用于产生地址译码器、FIFO或RAM的读写控制信号脉冲，其逻辑输出与任何时钟信号都没有关系，译码输出产生的毛刺通常是可以监控的。 同步电路是由时序电路(寄存器和各种触发器)和组合逻辑电路构成的电路，其所有操作都是在严格的时钟控制下完成的。这些时序电路共享同一个时钟CLK，而所有的状态变化都是在时钟的上升沿(或下降沿)完成的。
三、分析不同 异步时序逻辑电路分析时，还需考略各触发器的时钟信号，当某触发器时钟有效信号到来时，该触发器状态按状态方程进行改变，而无时钟有效信号到来时，该触发器状态将保持原有的状态不变。
9. 两级寄存器同步原理
⑴单缓冲方式。单缓冲方式是控制输入寄存器和DAC寄存器同时接收资料，或者只用输入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式适用只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形。 ⑵双缓冲方式。双缓冲方式是先使输入寄存器接收资料，再控制输入寄存器的输出资料到DAC寄存器，即分两次锁存输入资料。此方式适用于多个D/A转换同步输出的情节。 ⑶直通方式。直通方式是资料不经两级锁存器锁存，即 CS*，XFER* ，WR1* ，WR2* 均接地，ILE接高电平。此方式适用于连续反馈控制线路和不带微机的控制系统，不过在使用时，必须通过另加I/O接口与CPU连接，以匹配CPU与D/A转换。 DAC0832并行的现在用的比较少了，不过这个用的比较多的是单缓冲和直通方式，具体链接电路很简单的，还有不懂的，一起探讨下！
10. 不同寄存器的作用
1、数据寄存器 数据寄存器主要用来保存操作数和运算结果等信息，从而节省读取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。
2、变址寄存器 32位CPU有2个32位通用寄存器ESI和EDI。其低16位对应先前CPU中的SI和DI，对低16位数据的存取，不影响高16位的数据。 寄存器ESI、EDI、SI和DI称为变址寄存器(Index Register)，它们主要用于存放存储单元在段内的偏移量，用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式，为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。
变址寄存器不可分割成8位寄存器。
作为通用寄存器，也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。
它们可作一般的存储器指针使用。
在字符串操作指令的执行过程中，对它们有特定的要求，而且还具有特殊的功能。
3、指针寄存器 32位CPU有2个32位通用寄存器EBP和ESP。其低16位对应先前CPU中的SBP和SP，对低16位数据的存取，不影响高16位的数据。 寄存器EBP、ESP、BP和SP称为指针寄存器(Pointer Register)，主要用于存放堆栈内存储单元的偏移量，用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式，为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。
指针寄存器不可分割成8位寄存器。
作为通用寄存器，也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。
它们主要用于访问堆栈内的存储单元，并且规定： BP为基指针(Base Pointer)寄存器，通过它减去一定的偏移值，来访问栈中的元素； SP为堆栈指针(Stack Pointer)寄存器，它始终指向栈顶。 说明：因栈的生长方向是从高地址向低地址生长，所以，进栈时，sp自减；出栈时，sp自增；
4、段寄存器 段寄存器是根据内存分段的管理模式而设置的。内存单元的物理地址由段寄存器的值和一个偏移量组合而成 的，这样可用两个较少位数的值组合成一个可访问较大物理空间的内存地址。 5、指令指针寄存器 32位CPU把指令指针扩展到32位，并记作EIP，EIP的低16位与先前CPU中的IP作用相同。 指令指针EIP、IP(Instruction Pointer)是存放下次将要执行的指令在代码段的偏移量。
在具有预取指令功能的系统中，下次要执行的指令通常已被预取到指令队列中，除非发生转移情况。所以，在理解它们的功能时，不考虑存在指令队列的情况。
在实方式下，由于每个段的最大范围为64K，所以，EIP中的高16位肯定都为0，此时，相当于只用其低16位的IP来反映程序中指令的执行次序。 6、标志寄存器
11. 同步位移寄存器
串行口是一个全双工的串行口，它既可以用于网络通信也可实现串行异步通信，还可以作为同步移位寄存器使用 。
串行口是有以下几种功能部件组成的：串行数据缓冲器SBUF、串行控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON等这些特殊功能的部件。