无时钟芯片设计技术【文章综述】

无时钟的英文是Clockless。我们都知道逻辑电路分组合电路和时序电路，而时序电路有分同步和异步电路。同步电路需要时钟来指挥电路工作的“节奏”，而异步电路不用。所以自然异步电路(Asynchronous Circuit)就是无时钟电路(有人还jjww和我说组合电路也是无时钟电路=.="，这个争执没必要吧)。至于自计时(Self-Timed Circuit)之名，文章^（1）说和异步电路一样都是无时钟电路的别名。

美国作为集成电路学术和工业的领导者，自然不乏从事这个领域研究和开发的学术机构和公司，如美国的加利福尼亚理工学院等。但我知道英国的大学也是有从事这个方面研究的，如英国曼彻斯特大学University of Manchester的研究机构，并从该机构分离出了Silistix的初创公司^（2）。欧洲自然还有其它的一些企业，如这次和ARM一同开发ARM996HS处理器的飞利浦旗下的HandShake Solution公司。又有报道^（3）指出美国空军实验室2004年投入662万用于无时钟相关的一个项目。

那么无时钟技术到底有什么优势和不足呢？（1）文中说：

首先，鉴于时钟在电路功耗中占有的比例不断增大，无时钟设计由于没有时钟，自然减少了功耗，可以延长电池的使用时间。不知道一直受人推崇的飞利浦电子的省电特性是否其中就是有采用无时钟设计呢？如飞利浦在其寻呼机中使用异步芯片等细节可以肯定飞利浦在异步电路相关技术的研发上是有历史和积累的。这次和ARM的合作似乎也可以说明这一点。
其次，通过提