随着芯片集成度的和工作负载的提高,电路设计中对于速度和功耗的要求越来越严格,而基于全局时钟的同步电路设计方法由于其时钟先天性的缺陷面临越来越大的挑战。与此同时,异步电路设计具有低功耗,高性能的一系列优势,使其成为研究关注的重点。本文以数据流处理器为研究对象,研究了异步电路的设计方法。并通过异步映射的方式,分离出系统中的数据通路和控制通路,将各结构单元进行异步电路的替换;通过控制结构的替换,采用握手协议取代同步全局时钟,并保留流水线的功能,设计了异步流水结构的数据流处理器结构,并达到了降低功耗的主要研究目的。在此设计思路的基础上,本文主要的创新和贡献之处在于:1.本文总结了异步映射的异步流水线设计方法。2.在异步映射设计方法的基础上,本文提出了改进型自控式单元,应用于数据流处理器异步映射的实现,并用该结构完成了异步控制结构的功能和4相握手协议的实现。3.基于数据流处理器自身的结构特点,本文提出了2级循环分支合并的异步流水结构,将改进型自控式单元应用于各结构模块,完成了异步数据流处理器系统的实现。